Astronomy
Dynamique d'un amas stellaire
Un amas de jusqu’à 32768 étoiles en interaction gravitationnelle adoucie. Suis leurs trajectoires et compare la ségrégation de masse avec des calculs CPU, CUDA, OpenCL ou Vulkan.
Ce qui se passe
Un amas de Plummer commence près de l'équilibre virial. Les rencontres redistribuent l'énergie orbitale; les étoiles plus lourdes peuvent se concentrer vers le centre. L'énergie instantanée positive est un critère d'échappement candidat, pas une preuve d'échappement permanent. L'estimation de relaxation de la demi-masse est 0.138 N r_h^(3/2) / ln(0.11 N) en unités G=M=1; elle diffère du temps d'évaporation plus long.
Équations du module
Équations Sphère de Plummer, unités N-corps G = M = a = 1 : l'énergie potentielle est exactement −3 pi/32 = −0.29452431127404 échantillonnage: r(X) = a/sqrt(X^(−2/3) − 1) inverse M(r) = r^3/(1 + r^2)^(3/2) ; vitesses par rejet de g(q) = q^2(1 − q^2)^(7/2) Rayon demi-massif = a/sqrt(2^(2/3) − 1) = 1.3047660265041068 , rayon virial = 16 a/(3 pi) = 1.6976527263135504 temps de traversée = 2 R_v^(3/2) = 4.423879394216752 ; moyens d ' équilibre viriel −2T/U = 1 Leapfrog avec assouplissement: l'erreur d'énergie tombe comme le carré de l'étape - pentes mesurées 2.02, 2.01, 2.00 Une étoile s'est échappée quand son énergie totale est positive - un critère, pas un chronomètre relaxation: t_relax = 0.138 N r_h^(3/2)/(sqrt(Gm) ln(0.11 N)) - il grandit comme N/ln N , donc les petits groupes s'évaporent et les grands ne le font pas marée: 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 Salpêtre : ξ(m) ∝ m^(−2.35), 0.1 ≤ m ≤ m_max ; croupe : m^(−1.3) (0.08–0.5 M☉), m^(−2.3) (0.5–m_max)
