We present N-body simulations of dissolving star clusters close to galactic centres. For this purpose, we developed a new N-body program called nbody6gc based on Aarseth's series of N-body codes. We describe the algorithm in detail. We report about the density wave phenomenon in the tidal arms which has been recently explained by Kuepper et al. (2008). Standing waves develop in the tidal arms. The wave knots or clumps develop at the position, where the emerging tidal arm hits the potential wall of the effective potential and is reflected. The escaping stars move through the wave knots further into the tidal arms. We show the consistency of the positions of the wave knots with the theory in Just et al. (2009). We also demonstrate a simple method to study the properties of tidal arms. By solving many eigenvalue problems along the tidal arms, we construct numerically a 1D coordinate system whose direction is always along a principal axis of the local tensor of inertia. Along this coordinate system, physical quantities can be evaluated. The half-mass or dissolution times of our models are almost independent of the particle number which indicates that two-body relaxation is not the dominant mechanism leading to the dissolution. This may be a typical situation for many young star clusters. We propose a classification scheme which sheds light on the dissolution mechanism.
Making massive stars in the Galactic Centre via accretion onto low-mass stars within an accretion disc
在银河系中心超大质量黑洞的$\sim 0.4$ pc内观测到的超大质量恒星的起源是一个谜。来自黑洞的潮汐力可能会抑制{ \it in situ}恒星的形成,而年轻的大质量恒星似乎会排除在其他地方形成,然后(以某种方式)进入银河系中心。在这里,我们考虑第三种方法来产生这些大质量的恒星,从低质量的恒星包含在核星团,围绕着超大质量黑洞。一个经过的气体云可以被超大质量黑洞潮汐般撕碎,在黑洞周围形成一个吸积盘。嵌入吸积盘中的恒星会通过邦迪-霍伊尔吸积从盘中吸积气体,其中吸积速率为$\dot{M}_\star \propto M_\star^2$。这种超指数增长的吸积可以导致恒星质量的急剧增加,在某些情况下达到所需的40-50 M $_\odot$。质量增长率敏感地依赖于恒星的轨道偏心率及其倾角。当恒星被圆盘捕获时,轨道倾角和/或它们的偏心率的演变,以及它们的轨道被圆化,将增加产生的大质量恒星的数量。因此,吸积到低质量恒星上会导致银河系中心和其他星系核的超重恒星质量函数。产生的大质量恒星将通过超新星爆炸污染环境,并可能产生紧凑的双星,其合并可能被LIGO-VIRGO引力波天文台检测到。
The dearth of nuclear star clusters in bright galaxies
利用直接N体模拟研究了大质量球状星团(GC)与位于其宿主星系中心的超大质量黑洞(SMBH)的相互作用。结果表明,当SMBH质量超过$\sim 10^8$ M $_\odot$时,恒星背景和SMBH引起的潮汐畸变的作用时间比$10^6$ M $_\odot$ GC的动力学摩擦衰减时间短.这意味着下落的GC在到达母星系的内部区域($\lesssim 5$ pc)之前几乎完全溶解。将这一结果推广到更大样本的下落GC表明,这种破坏性的过程可能会阻止明亮星系核的形成和生长。我们获得的另一个有趣的、偶然的结果是,SMBH和GC之间的密切相互作用产生了一种恒星“波”,这些恒星从星团中逃逸,甚至从整个星系中逃逸。
H-alpha kinematics of S4G spiral galaxies-II. Data description and non-circular motions
我们提出了一个运动学研究的29个螺旋星系包括在斯皮策调查的恒星结构在Galvanian,使用Halfa法布里-珀罗数据获得的星系Halfa法布里-珀罗系统仪器在威廉赫歇尔望远镜在拉帕尔马,补充图像在R波段和Halfa。主要目标是通过对FP数据的运动学分析研究星系主要结构成分的演化和性质,并辅之以形态学、恒星形成和质量分布的研究。在本文中,我们描述了如何FP数据已获得,处理和分析。我们提出了由此产生的时刻地图,旋转曲线,速度模型地图和残差地图。图像以FITS格式通过NASA/IPAC河外数据库和Centre de Données Stellaires提供。利用这些数据产品,我们研究了非圆形运动,特别是那些沿着杆和旋臂发现的运动。数据表明,由棒产生的非圆形运动的幅度与棒强度指标不相关。这些非圆运动的幅度在旋臂不相关的臂类或恒星形成率沿旋臂。这意味着,在武器的流动运动的存在和大小是一个局部现象。
A catalogue of masses, structural parameters and velocity dispersion profiles of 112 Milky Way globular clusters
通过对银河系112个球状星团的速度色散和面密度分布进行N体模拟,确定了它们的质量、恒星质量函数和结构参数。速度弥散分布是根据我们从档案ESO/VLT和Keck谱中获得的15,000多个高精度径向速度以及文献中发表的约20,000个径向速度的组合计算的。我们的拟合还包括球状星团的恒星质量函数,在我们的样本中有47个星团,使我们能够自洽地考虑质量分离和正在进行的星团溶解的影响。我们证实了Sollima & Baumgardt(2017)最近发现的球状星团的整体质量函数与其弛豫时间之间的强相关性。我们还发现球状星团中心的逃逸速度与Milone et al.(2017)最近为57个球状星团导出的星团中第一代恒星(FG)的比例相关,但FG恒星比例与球状星团的整体质量函数之间没有相关性。这可能表明,球状星团阻止污染恒星的风喷射物的能力是决定第二代恒星的存在和比例的关键参数,而不是它后来的动力学质量损失。
The flaring drill in the Galactic centre. Did the IRS 13 cluster carve out the mini-cavity in the mini-spiral?
Charles University(查理大学);Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, University of Bonn(波恩大学亥姆霍兹辐射与核物理研究所);Universität zu Köln(科隆大学);University of California(加州大学)
General formulae for the periapsis shift of a quasi-circular orbit in static spherically symmetric spacetimes and the active gravitational mass density