潮汐场中星团的寿命周期

由于两体弛豫，球状星团的演化导致能量向外流动，在某个阶段所有星团都需要一个中心能源来维持其演化。Henon提供了这样的见解：我们不需要知道能量产生的细节就能理解弛豫驱动的星团演化，至少在核外是如此。他基于星团整体决定核内产生能量多少的观点，给出了星团演化的两个自相似解：孤立星团的稳态膨胀，以及在潮汐场中蒸发的星团的同源收缩。我们将这些模型结合起来：半质量半径在演化的前半段增加，在后半段减小；而逃逸率趋近于由潮汐场设定的常数值。我们将这些阶段称为“膨胀主导”和“蒸发主导”。这些简单的解析解使我们能够立即构建出以星团半质量密度、星团质量和银心半径为变量的演化轨迹和等时线。通过与银河系球状星团的比较，我们发现大约1/3的星团处于第二个蒸发主导阶段，对于这些星团，半质量半径内的密度随银心距离R的变化为rho_h ~ 1/R^2。其余2/3的星团仍处于第一个膨胀主导阶段，它们的等时线遵循与环境无关的标度律rho_h ~ M^2；即恒定的弛豫时间尺度。我们发现银河系球状星团参数与等时线之间存在显著的一致性，这表明正如Henon所提出的，几乎所有球状星团都在能量流和中心能量产生之间达到了平衡。