Peculiarities in Velocity Dispersion and Surface Density Profiles of Star Clusters
基于我们最近对星团潮汐尾的研究（Kuepper等人，2009），我们通过速度色散剖面和表面密度剖面研究了几个10^4 Msun的星团。我们使用一套全面的$N$体计算的星团在不同的轨道内的一个现实的潮汐场，研究这些配置文件随时间的演变，并正在进行的集群溶解从速度色散配置文件，我们发现，人口的潜在的逃生者，即大力未绑定的恒星内的雅可比半径，占主导地位的集群在半径超过约50%的雅可比半径。超过70%的雅可比半径，几乎所有的恒星都是能量不受约束的。因此，速度分散显着偏离简单的平衡模型的预测，在这一制度。我们还认为，由于这个原因，这部分的集群不能用于检测暗物质晕或偏离牛顿引力。通过将模板与大约10^4个计算出的表面密度分布拟合，我们估计了用这种方法重建团簇的雅可比半径所能达到的精度。我们发现King（1962）的模板对近圆轨道上的扩展星团很适用，但对偏心星团轨道则有明显的缺陷。我们通过使用3个自由参数扩展此模板来修复此问题。我们的模板可以重建的潮汐半径在所有的拟合范围内的精度约为10%，是特别有用的情况下，集群数据具有广泛的径向覆盖范围和集群显示显着的潮外恒星星族。没有其他模板，我们已经尝试过可以在这个范围内的集群条件产生可比的结果。然而，所有的模板都不能重建密集集群的潮汐参数。（节略）
2010-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Suppression of stellar tidal disruption rates by anisotropic initial conditions
本文利用含时Fokker-Planck方程计算了低角动量轨道上恒星亏损的超大质量黑洞捕获恒星的速率。一类初始条件具有由二元黑洞产生的相空间间隙，另一类初始条件具有全局切向各向异性速度分布。我们发现，对于年龄小于~0.1弛豫时间的星系核，恒星进入黑洞的通量相对于稳态值被抑制。这种效应可能会大大减少黑洞质量M>10^7 Msun的星系中可观测到的潮汐破裂耀斑的数量。
2015-06-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-similar orbit-averaged Fokker-Planck equation for isotropic spherical dense clusters (iii) application of pre-collapse solution to Galactic globular clusters
这是我们对自相似轨道平均Fokker-Planck（OAFP）方程系列工作的第三篇论文。第一篇论文给出了各向同性坍缩前星团方程的精确谱解，第二篇论文详细介绍了模型的物理特征。在此基础上，本文将解应用于银河系球状星团的观测结构剖面。对于拟合的配置文件，最基本的（准）静态模型，国王模型，及其变体已显示出成功的结果，但他们不能适用于核心坍缩和核心坍缩集团在弛豫演化的后期阶段。我们提出了一个能量截断的自相似OAFP模型，可以适用于集群在早期和晚期的演化阶段。这个新的模型符合至少一半的银河系球状星团的结构轮廓，同时它也适用于具有分辨核心的核心坍缩恒星。作为主要结果，我们提供了核心崩溃的完成率对浓度的集群。此外，我们表明，我们的新模型可以适用于球状星团，甚至在一个广泛的半径范围（0.01 $\sim$ 10弧分）。然而，由于我们的模型包括polytrope（拉长的外晕），模型的潮汐半径变得不切实际的一些集群大。为了避免这个问题，我们还提出了新模型的近似形式。最后，我们报道了低浓度的银河系球状星团具有与恒星多面体相同的空间结构，并讨论了这种多面体星团的概念是否合理。
2020-04-30 astro-ph.GA
Intermediate-Mass Black Holes in binary-rich star clusters
无论是理论上的期望还是观测上的线索都表明中等质量黑洞存在于球状星团的核中。为了找到一个独立的指标，他们的存在，我们在本文中调查如何IMBH表现出自己通过其动力学相互作用与二进制丰富的球状星团的适度扩展和质量。通过直接的$N$ -体集成，我们遵循这样一个系统的模型的动力学演化的时间跨度为$\approx$ 0.8 Gyr和比较的情况下，有和没有原始的双星，以及有和没有IMBH。在符合以前的结果，我们表明，当本IMBH开发一个幂律密度尖点的恒星周围，无论在集群中的二进制人口。然而，如果双星存在，它们与IMBH的相互作用会导致产生高速逃逸星，其速度约为100万年$^{-1}$。这些恒星可能有助于在银河系中观察到的高速恒星的人口。拥有IMBH和大量双星的星团也比缺乏IMBH或丰富双星的星团形成了更密集的边缘未束缚恒星晕。最后，我们表明，二进制人口导致增加率的直接相互作用的恒星与IMBH，可能观察到的潮汐中断事件。
2019-01-17 astro-ph.GA
Extreme mass ratio inspirals and tidal disruption events in nuclear clusters. I. Time dependent rates
在本文中，我们开发了一个计算效率高，两个人口，时间依赖的福克普朗克方法在两个维度的能量和角动量的研究率的潮汐破裂事件（TDEs），极端质量比inspirals（EMRI）和直接暴跌发生周围的大质量黑洞（MBH）。我们通过探索广泛的天体物理学相关参数空间，包括MBH质量，星系中心密度和内部密度斜率来测试我们的代码。我们发现，质量隔离，更一般地说，时间依赖性的分布函数调节事件发生率：TDE总是随时间下降，而EMRI和暴跌达到最大值，并进行随后的近指数衰减。一旦适当地归一化，与MBH质量和星系密度的不同选择相关的速率几乎完美地重叠。在此基础上，我们提供了一个简单的缩放，允许再现任何MBH质量和底层星系核的随时间变化的事件率。虽然我们的峰值速率与依赖于稳态（非时间依赖性）假设的文献基本一致，但这些峰值速率可以在强烈依赖于系统性质的时间尺度上持续。特别地，这可以比驻留在密集系统中的相对轻的MBH的Gyr短得多。这警告使用稳态模型来计算全球TDE，EMRI和暴跌率，并要求一个更复杂的，时间依赖的处理问题。
2022-05-12 astro-ph.GA
The History of Tidal Disruption Events in Galactic Nuclei
大质量黑洞（MBH）对恒星的潮汐破坏被认为会产生短暂的发光事件。这种潮汐破裂事件（TDEs）可能在MBH的探测和表征以及探测其核星团（NSCs）宿主的性质和动力学方面发挥重要作用。先前的研究估计了局部宇宙中最近的TDE率。然而，在宇宙历史中，速率的长期演化几乎没有被探索过。在这里，我们认为TDE的历史，使用星系核的演化模型。我们使用一维的Fokker-Planck方法来探索MBH托管NSCs的演化，并获得恒星在演化过程中的破坏率。我们补充这些与分析的TDE的历史N体模拟数据的基础上，并发现它们是可比的。我们认为神经干细胞是建立从近的恒星形成（SF）或SF/集群分散远离，几个PC的MBH。我们还探讨了原始神经干细胞存在的情况下，后来通过额外的恒星形成/集群分散过程的演变。我们研究了TDE历史对星系类型的依赖性，以及对MBH质量的依赖性。这些提供了几种情况，对于远离SF的情况，TDE率随时间持续增加，而对于接近SF的情况，TDE率的行为更复杂。最后，我们整合了各种情况下的TDE历史，以提供一个总的TDE历史的宇宙，这可以潜在地探测与未来的大型调查（如LSST）。
2016-04-10 astro-ph.GA
Stellar Escape from Globular Clusters. II. Clusters May Eat Their Own Tails
本文首次用 Monte Carlo 星团模拟研究球状星团潮汐尾与恒星流，发现回归潮汐尾及混沌逃逸时标新规律，并将中位逃逸时标降至100 Myr以内。
2024-04-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Relaxation-limited evaporation of globular clusters
当恒星数满足$N>>N_c$时，星团的蒸发演化是弛豫限制的，其中$N_c\simeq 1600$。对于扩展到逃逸速度之外的麦克斯韦速度分布，这个过程是{ \em bright}，因为开尔文-亥姆霍兹时间尺度$f_H^{-1}t_{relax}$比安巴楚米安-斯皮策时间尺度$f_N^{-1}t_{relax}$短，其中$f_H>f_N$表示每个弛豫时间$t_{relax}$的总能量和恒星数量的分数变化。孤立的集群的蒸发寿命$t_{ev}\simeq 20.5 t_{relax}$是一致的福克-普朗克和N-体模拟，其中$t_{relax}$表示的半质量半径。我们计算灰体因子平均的各向异性扰动的势垒在整个潮汐球，并推导出潮汐灵敏度${d\ln t_{ev}}/{dy}\simeq -1.9$到-0.7作为一个函数的比值$y$维里潮汐半径。弛豫限制蒸发适用于大多数球状星团的银河系与$N=10^4-10^6$是在一个预塌缩阶段。它驱动恒星流进入潮汐场，平均动能为0.71，相对于星团的温度。它们的$S$形状形态导致在亚轨道和超轨道流的轨道径向方向上的$3.4σ/Ω$分离的痕迹，其中$Ω$表示轨道角速度和$σ$表示星团中的恒星速度色散。这些相关性可以通过先进的宽视场光度法和光谱法来测试。
2011-12-09 astro-ph.GA
Evolution of Binaries Under Stochastic Perturbations
CERN（欧洲核子研究组织）；Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma & Sezione INFN Roma 1（罗马大学物理系与INFN罗马第一分所）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Institute for Advanced Study（普林斯顿高等研究院）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究随机扰动下开普勒双星的演化，通过福克-普朗克框架，针对绝热潮汐、白噪声潮汐及脉冲相遇三种情况给出轨道要素系数等，扩展了相关处理方法，还展示了方程在多天体物理场景的应用，提供了数学框架和实用工具包。
2026-10-30 astro-ph.GA astro-ph.SR hep-ph
An Explanation for Overrepresentation of Tidal Disruption Events in Post-starburst Galaxies
本研究通过纳入演化AGN盘和损失锥理论，数值模拟发现AGN停止活动后TDE率增强约两个数量级，解释了TDEs在恒星形成后星系中的过度呈现。
2023-12-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Fokker-Planck Study of Dense Rotating Stellar Clusters
利用二维Fokker-Planck方法模拟了致密恒星系统的动力学演化，目的是为超大质量恒星的形成提供一个模型，这些恒星可以作为类星体中超大质量黑洞的种子天体。这项工作遵循并扩展了早期的1-D研究的球状星团的主序星。2-D的方法允许旋转系统的研究，因为将预期由于宇宙学的潮汐扭矩;其他物理效应包括碰撞合并的恒星和散装恒星酒吧扰动的引力势。大型恒星的300万年主序星寿命提供了模拟时间的上限。研究了两类一般的初始系统：代表星团的Plummer球和模拟银河系椭球体的γ=0球。在初始密度的建模系统，质量分离和失控的恒星碰撞本身是不足以诱导核心崩溃的寿命极限内，如果没有酒吧扰动。然而，核心坍缩并不是形成大质量天体的必要条件：恒星初始质量函数的选择被发现起着至关重要的作用。当使用与致密星团相似的IMF时，模拟结果表明恒星系统通过碰撞合并形成大质量（250 M_ \odot）天体;在几乎所有这样的情况下，恒星棒的存在允许足够的额外角动量向外传输，从而达到核塌缩状态，相应地大质量天体的形成速率进一步增加。相比之下，使用IMF的模拟观察到的场星一般（这是加权更向低质量）没有大质量的对象，并达到核心崩溃的初始模型，代表最高密度的银河球体。
2012-06-25 astro-ph.GA physics.comp-ph
The loss cone problem in axisymmetric nuclei
研究了轴对称星系中心的超大质量黑洞（SBH）对恒星的吞噬问题。在SBH影响球内，恒星在平均场中的运动是规则的，可以用三个运动积分来解析描述：能量E、角动量的z分量L_z和久期哈密顿量H。存在两类轨道，管和碟;碟占据相空间的低角动量部分，它们的分数与核的扁平程度成正比。由于引力相遇的扰动导致恒星在积分空间中的扩散，这可以用福克-普朗克方程来描述。在二维相空间（L_z，H）中，计算了不同俘获半径和平坦度下的扩散系数，并求解了该方程。捕获率被认为是适度高于球形的情况下，几个因素，大多数捕获发生在碟形轨道。我们还进行了一组碰撞N体模拟，以确认福克-普朗克模型的预测。我们讨论了我们的研究结果的影响，在银河系和外部星系的潮汐破坏和捕获率。
2013-07-30 astro-ph.GA
Exploring the origin of stars on bound and unbound orbits causing tidal disruption events
本文通过结合$N$体模拟与解析模型，研究球对称核星团中导致潮汐瓦解事件的恒星轨道参数，发现这些恒星主要来自完全损失锥区域，且其轨道仅略微偏离抛物线。
2023-12-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Semi-Analytical Loss Cone Theory for Tidal Disruption Event Rates Around Kerr Black Holes
Trinity（三一学院）
提出首个半解析框架，将自旋依赖的损失锥边界纳入潮汐瓦解事件率理论，通过新潮汐张量形式计算倾角相关阈值，并推导出闭合形式的捕获分数，发现全局TDE率对黑洞自旋不敏感。
2026-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The properties of energetically unbound stars in stellar clusters
几个银河系星团在大半径处显示出大致平坦的速度色散分布，这在潮汐截止能量的模型中是不可能的。对这种超高速的可能解释包括：暗物质晕的影响，修正的引力理论和星团内能量未被束缚的恒星。这些恒星被称为潜在逃逸者（PE），可以无限期地存在于圆形轨道上的星团中。通过一系列的N体模拟的星团系统，在那里我们改变银河系的潜力，轨道偏心率和恒星质量函数，我们调查的性质的PE及其对运动学的影响。我们推导出一个预测的缩放的速度色散在雅可比表面由于PE，作为集群质量的函数，集群轨道的角速度，和主机星系的质量分布的斜率。我们从文献中的球状星团的运动学数据中看到了质量和轨道速度依赖性的初步信号。我们还发现，PE的分数依赖于敏感的银河系的质量配置文件，高达40%的尖端的Navarro-Frenk-White配置文件和速度各向异性也取决于银河系的质量配置文件的斜率，我们的结论是，PE提供了一个独立的方式推断的暗物质质量配置文件的属性在银河系半径的（球状）集群在盖亚时代。
2017-04-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Searching for Intermediate Mass Black Holes in Globular Clusters Through Tidal Disruption Events
该研究通过建模球状星团中心中等质量黑洞的潮汐瓦解事件特征，在NGVS近4000个球状星团样本中搜寻无果，指出需更优模拟与更大样本才能约束球状星团中中等质量黑洞的占据率。
2023-12-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar and gas dynamical model for tidal disruption events in a quiescent galaxy
利用恒星动力学和气体动力学输入，包括黑洞质量$M_{\bullet}$、比轨道能量$E$和角动量$J$、恒星质量$M_{\star}$和半径$R_{\star}$以及恒星轨道近心点$r_{p}(E,\hspace{1mm}J,\hspace{1mm}M_{\bullet})$，建立了潮汐破裂事件（TDEs）的详细模型.用标准损失锥理论求解了定态Fokker-Planck方程，得到了银河系密度分布$ρ(r) \propto r^{-γ}$和恒星质量函数$ξ(m) $，其中$m=M_{\star}/M_{\odot}$和$\dot{N}_{t} \propto M_{\bullet}^β$在相空间上积分的恒星向BH的馈送速率，其中$β= -0.3\pm 0.01$表示$M_{\bullet}>10^7 M_{\odot}$，$\sim 6.8 \hspace{1mm} \times 10^{-5}$ Yr表示$^{-1}$表示$γ=0.7$ .我们用这个模型的中断碎片，$\dot{M}(E,\hspace{1mm}J,\hspace{1mm}m,\hspace{1mm}t)$，并讨论了磁盘形成的条件，发现吸积盘几乎总是形成的物理参数的信托范围。我们还发现的条件下，磁盘形成的潮汐碎片的一个给定的恒星与超级爱丁顿吸积阶段。我们模拟了超和亚爱丁顿吸积盘的光变曲线轮廓在相关的光学g波段和软X射…
2015-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Generation of gravitational waves and tidal disruptions in clumpy galaxies
更好地了解中等质量黑洞（IMBH）至关重要，因为它们的性质可以揭示超大质量黑洞的起源和成长。在$z \sim$ 1-3的大部分大质量星系中存在的大质量恒星形成团块，是IMBH可能存在的场所之一。我们进行了一系列的Fokker-Planck模拟，探讨发生的潮汐破裂（TD）和引力波（GW）事件的IMBH在一个大质量的恒星形成的团块，建模后者，使其质量（$10^8 \,{\rm M}_{\odot}$）和有效半径（$100$ pc）是一致的观测和模拟团块的属性。我们发现TD和GW事件率分别在$10^{-6}$ - $10^{-5}$和$10^{-8}$ - $10^{-7}$ yr $^{-1}$的范围内，这取决于系统初始内部密度分布（$ρ\propto r^{-2}$或$\propto r^{-1}$）和中心IMBH的初始质量（$10^5$或$10^3\,{\rm M}_{\odot}$）的假设。通过在$z$ = 1-3上积分GW事件率，我们预计激光干涉仪空间天线将能够检测到来自这些大质量团块的$\sim$ 2 GW事件/年;来自这些系统的TD事件的固有速率相当于每年几个$10^3$，其中一小部分将被例如平方公里阵列和高能天体物理学高级望远镜观测到。总之，我们的研究结果支持这样的想法，即将到来的GW和电磁设施可能有前所未有的机会，揭开IMBH的潜伏人口。
2020-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Loss Cone Shielding
本文修正经典损失锥理论，引入强散射、碰撞和潮汐俘获等近距离交会，解析推导并数值计算其对TDE发生率的影响，发现强屏蔽可将TDE率降低一个数量级，并可能使恒星过密度无法解释E+A星系偏好。
2023-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Demographics of Tidal Disruption Events with L-Galaxies: I. Volumetric TDE rates and the abundance of Nuclear Star Clusters
本文利用 L-GalaxiesBH 与 PhaseFlow 模拟 MBH、星系及核星团共同演化，计算随时间变化的体积 TDE 率，并解释其质量、红移依赖及对低质量 MBH 增长的意义。
2024-06-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fractional Dynamics in Galactic Nuclei: Non-Local Transport, Transient Phenomena and the Nullification of the Schwarzschild Barrier
本文提出基于分数微积分的非局部输运模型，用于解释银河系核球中共振弛豫的暂态现象及施瓦茨希尔德屏障的消失。
2025-12-03 astro-ph.GA gr-qc
Monte Carlo Simulations of Globular Cluster Evolution. VI. The Influence of an Intermediate Mass Black Hole
我们提出了一系列的蒙特卡罗模拟研究的印记中央中等质量黑洞（IMBH）的结构上的球状星团的结果。我们调查的三维和投影的密度分布，以及现实的集群模型的恒星破裂率，考虑到恒星的质量谱和恒星演化，并允许一个更大的，更现实的，比以前可能的直接N体方法的恒星数量。我们比较我们的结果与其他N体和福克-普朗克模拟先前发表的。我们发现，在一般情况下，非常好的协议之间的直接N体模拟和我们的蒙特卡罗模拟的整体集群结构和动力学演化。显著的差异存在于恒星的数量是潮汐中断的IMBH，这是最有可能的影响，游荡运动的IMBH，不包括在蒙特卡洛计划。然而，这些差异是可以忽略不计的最终IMBH群众在现实的集群模型的中断率通常比单质量集群低得多。作为一个直接的观察比较，我们构建了一个详细的模型，集群NGC 5694，这是已知的拥有一个中心表面亮度尖点一致的IMBH的存在。我们发现，不仅内斜率，而且表面亮度轮廓的外部部分与观测符合得很好。然而，与没有IMBH的模型相比，只有轻微的偏好。
2012-02-28 astro-ph.GA
Superdiffusion at the Galactic Centre
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics at Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
该研究以S星团轨道为基础，建立超扩散分数阶输运模型，模拟共振弛豫过程，解释费米气泡能量需求，为空间引力波探测器提供轨道输运校准模型及星系核并合事件拓扑模型。
2026-07-31 astro-ph.GA
The longevity of the oldest open clusters: Structural parameters of NGC 188, NGC 2420, NGC 2425, NGC 2682, NGC 6791, NGC 6819
本文利用 Gaia EDR3 数据研究六个年龄超过 10 亿年的疏散星团的结构参数与空间分布，发现其延展范围大于以往报道，约 20% 成员已非束缚，并揭示中心区域存在尖峰-核心二分现象，为约束疏散星团动力学演化与长存机制提供了观测证据。
2024-04-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Recoiled star clusters in the Milky Way halo: N-body simulations and a candidate search through SDSS
在银河系的形成过程中，由于不对称的引力波发射，可能有超过100个中心黑洞（BH）从它们的小宿主星系中被弹射出来。我们以前表明，这些黑洞中的许多黑洞被一个紧凑的恒星群包围，这些恒星群在弹射过程中仍然与黑洞结合在一起。在本文中，我们进行长期的N体模拟这些星团，以确定这些星团中的恒星分布的今天。这些数值模拟与我们的福克-普朗克模拟相一致，表明恒星密度分布遵循幂律，斜率约为-2.15，并表明大角度散射和潮汐扰动使20 ~ 90%的恒星在约10 ^10年内消失。然后，我们分析了反冲星团的光度和光谱特性占星团中的恒星数量少。我们使用我们的结果进行系统的搜索，在斯隆数字巡天的候选人。我们没有发现光谱候选人，与我们的期望从调查的完整性。使用通用的光度模型，目前的集群，我们确定100反冲集群候选人。后续光谱学将能够确定这些候选者的性质。
2011-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Self-consistent Solutions of Evolving Nuclear Star Clusters with Two-Dimensional Monte-Carlo Dynamical Simulations
本文对蒙特卡罗方法GNC进行重大更新，通过整合恒星势和绝热不变量理论研究核星团的自洽动力学，发现漏斗吸积可解释部分大质量黑洞增长，但更大质量黑洞需额外吸积通道。
2025-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Little Red Dots Are Nurseries of Massive Black Holes
研究发现z~5处的“小红点”（LRDs）星系通过恒星动力学过程形成大质量黑洞种子，其种子数密度远超直接坍缩模型预期，且能维持高频率潮汐瓦解事件。
2025-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
