Astronomy
Dynamik eines Sternhaufens
Ein N-Körper-Sternhaufen mit geglätteter Gravitation und bis zu 32768 wechselwirkenden Sternen. Verfolge echte Bahnen und vergleiche die Massensegregation mit Berechnungen auf CPU, CUDA, OpenCL oder Vulkan.
Was passiert
Ein Plummer-Haufen beginnt in der Nähe des virialen Gleichgewichts. Begegnungen verteilen die Umlaufbahn-Energie neu; schwerere Sterne können sich in Richtung Zentrum konzentrieren. Positive Momentanenergie ist ein Kandidaten-Entführungskriterium, kein Beweis für dauerhafte Entführung. Die Halbmassen-Relaxationsschätzung ist 0.138 N r_h^(3/2) / ln(0.11 N) in Einheiten G=M=1; sie unterscheidet sich von der längeren Verdunstungzeit. Farben und dargestellte Größen sind illustrativ.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen Plummer-Kugel, N-Körper-Einheiten G = M = a = 1 : die potentielle Energie ist genau −3 pi/32 = −0.29452431127404 Abtastung: r(X) = a/sqrt(X^(−2/3) − 1) invertiert M(r) = r^3/(1 + r^2)^(3/2) ; Geschwindigkeiten durch Ablehnung von g(q) = q^2(1 − q^2)^(7/2) Halbmassenradius = a/sqrt(2^(2/3) − 1) = 1.3047660265041068 , Virialradius = 16 a/(3 pi) = 1.6976527263135504 Übergangszeit = 2 R_v^(3/2) = 4.423879394216752 ; viriale Gleichgewichtsmittel −2T/U = 1 Sprung mit Erweichung: der Energiefehler fällt als Quadrat des Schritts - gemessene Steigungen 2.02, 2.01, 2.00 Ein Stern ist entkommen, wenn seine eigene Gesamt-Energie positiv ist - ein Kriterium, kein Timer Entspannung: t_relax = 0.138 N r_h^(3/2)/(sqrt(Gm) ln(0.11 N)) - es wächst wie N/ln N , so dass kleine Cluster verdampfen und große nicht Gezeiten: Ω² = M/(3 r_J³) ; a = a_grav + (3Ω² x, 0, −Ω² z) − 2Ω × v ; E_J = T + U − (3/2) Ω² Σ m x² + (1/2) Ω² Σ m z² Salpeter: ξ(m) ∝ m^(−2.35), 0.1 ≤ m ≤ m_max ; Kroupa: m^(−1.3) (0.08–0.5 M☉), m^(−2.3) (0.5–m_max)
