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拆解动力学时钟。厚尾动力学踢动塑造了蓝离散星的双峰分布

星系天体物理 2020-08-25 v2

摘要

在球状星团中,蓝离散星(BSS)比平均恒星质量更大,因此动力学摩擦对它们有强烈影响。在部分银河系球状星团中,相对于参考种群归一化的BSS径向分布呈现双峰形态,在核心区有一个密度峰,在中间半径处有一个明显的回避区,而在外围密度再次升高。回避区似乎位于宿主星团越松弛则半径越大的位置,充当着一种动力学时钟的作用。我们使用一种新方法来计算BSS在动力学摩擦和扩散作用下的径向分布演化。我们在平均星团势场中,在动力学摩擦加上随机涨落力的作用下演化BSS,使用Mannella准辛格式求解Langevin方程。这相当于一种新的模拟方法,比直接N体代码更快、更简单,但保留了其主要特征:由强烈但不频繁的踢动驱动的扩散。我们计算了初始未分层的BSS相对于参考种群归一化的径向分布随时间的变化。我们追踪了其最小值(对应于避坑)的演化。我们比较了从高斯分布中提取的踢动与使用Holtsmark分布获得的踢动下的演化。后者是一种厚尾分布,能正确模拟近距离引力相遇的效应。我们发现,只有在使用Holtsmark分布时,避坑才会随时间向外移动,这与基于观测的预期一致。因此,正确表示近距相遇对于再现系统的动力学至关重要。我们确认并扩展了先前的结果,这些结果表明动力学时钟指标同时依赖于动力学摩擦和由动力学相遇驱动的有效扩散。

引用

@article{arxiv.2005.01843,
  title  = {Taking apart the dynamical clock. Fat-tailed dynamical kicks shape the blue-straggler star bimodality},
  author = {Mario Pasquato and Pierfrancesco Di Cintio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.01843},
  year   = {2020}
}

备注

8 pages, 6 figures. Version accepted in Astronomy & Astrophysics