Dynamical Evolution of a Globular Cluster System

Dynamical Evolution of a Globular
Cluster System as Probe of
Galaxy Formation
and Dynamics
坂本強(総研大)、千葉柾司（東北大）
球状星団系とその重要性

球状星団:明るく銀河最古の天体
銀河に集まる→球状星団系
研究の重要性
①球状星団+銀河の形成に関する制限
②銀河の質量決定
球状星団系に関する過去の研究


観測総数◎質量関数◎
動力学構造(空間構造+速度構造) ○
理論
質量関数◎ 動力学構造×
・星団系の初期状態（総数や動力学構造）不明
・銀河の質量評価はどれくらい変わるか不明
我々の研究
円盤銀河において球状星団系の
 質量関数
 動力学構造
の進化を同時に追跡し、
・星団系の初期状態への制限
・力学進化の、銀河の質量決定への影響
を調べた
球状星団系の力学進化モデル
過去のモデル
銀河ポテンシャル：ダークハローのみ（球対称）
一般化
我々のモデル
 銀河：ダークハロー+銀河円盤（軸対称）
 質量損失①恒星進化②星同士の2体散乱
③gravitational shock :準解析的に計算
 星団系の進化を13Gyr追跡、最終状態を調べた
銀河環境の影響(質量関数)
様々な質量のdark
haloの下で星団系の
進化追跡
peakは
銀河環境によらない
初期状態
最終状態(軽いダークハロー)
最終状態(中間的な質量)
最終状態(重い)
initial
銀河環境の影響(速度構造)
様々な質量のdark halo
の下で星団系の進化
追跡
tangential tangential
速度の
非等方性
速度構造は
よりtangentialに
初期状態
最終状態(軽い)
最終状態(中間的な質量)
最終状態(重い)
銀河の質量決定に影響
銀河中心からの距離[kpc]
radial
初期速度構造の影響（総数）
星団系の初期速度構造
isotropic
intermediate
radial
星団の
生存率
星団の総数は初期
速度構造に敏感
観測される星団の
総数の違いは初期
速度構造を反映
回転曲線の振幅[km/s]
銀河の質量決定
星団系の動力学構造は進化
重い銀河
銀河系
軽い銀河
質量補正
[銀河系の総質量]
・球状星団のみ（進化補正後）
9.6-19.2x1011M
一致
・全てのtracer（衛星銀河、ハロー星）
11-30x1011M (Sakamoto et al. 2003)
最終状態の速度の非等方性
まとめ
球状星団系の様々な性質を追跡できるモデルを構築
 質量関数の進化はほとんど銀河環境によらない
 速度構造はよりtangentialになる
 初期動力学構造は星団の総数の進化に影響大
→現存する星団の総数の違いは初期速度構造（e.g.,
回転）を反映している可能性有
 星団の進化効果は銀河系の質量評価を1-2倍変える
→球状星団を銀河の質量のプローブとする時
進化効果の考慮は重要

銀河モデル
銀河環境の影響(速度構造)
様々な質量の銀河円盤
の下で星団系の進化
追跡
最終状態(軽い)
最終状態(中間的な質量)
最終状態(重い)
初期状態
各銀河モデルでの速度構造
重い銀河
銀河系
軽い銀河

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