Dragon-II 模拟 I：多达百万恒星星团中单体与双星致密天体的演化

我们展示了 \textsc{Dragon-II} 模拟的首批结果，这是一套由 19 个含多达 $10^6$ 颗恒星的星团 $N$ 体模拟组成，其中多达 $33\%$ 的恒星初始成对形成双星。在本工作中，我们描述了星团及其致密天体（COs）的主要演化。所有 \textsc{Dragon-II} 星团都在其中心形成一个黑洞（BH）子系统，其密度比恒星密度大 $10-100$ 倍，星团核心包含整个黑洞群体的 $50-80\%$。在所有模型中，由于黑洞燃烧，黑洞平均质量急剧下降，在 $10-30$ 个弛豫时间内达到 $\langle m_{\rm BH}\rangle < 15$ M$_\odot$ 的值。通常，在 $30$ 个弛豫时间内，我们的星团仅保留质量低于 $30$ M$_\odot$ 的黑洞。较松散的星团保留更高的双星比例，因为在此类环境中双星较少可能因动力学相遇而被破坏。我们发现黑洞-主序星双星具有与近期观测系统相似的性质。从星团中抛射出的双致密天体双星（DCOBs）比含单个致密天体（SCOBs）的抛射双星具有更大的质量比和更重的主星质量。抛射的 SCOBs 的黑洞质量为 $m_{\rm BH} = 3-20$ M$_\odot$，明显低于 DCOBs 中的那些（$m_{\rm BH} = 10-100$ M$_\odot$）。