Interazione tra ammassi
globulari e sferoide
galattico:
risultati e prospettive
Paola Di Matteo
Bologna, giugno 2003
Roberto Capuzzo Dolcetta,
Paolo Miocchi
UdR Roma La Sapienza: R. Capuzzo Dolcetta, P. Miocchi,
P. Di Matteo, A. Vicari
Interazione tra ammassi globulari e galassia
•La presenza del campo esterno influenza
l’evoluzione di un a.g.
•L’interazione con il disco, il bulge e con aloni di
materia oscura alterano l’evoluzione del
sistema,
determinando:
 la morfologia delle code mareali e la loro
orientazione rispetto all’orbita dell’a.g.
 l’evoluzione della funzione di massa
 il tempo di decadimento orbitale e di
disgregazione del sistema
Simulazioni numeriche
Caratteristiche dell’interazione gravitazionale:
Lungo range
complessità di calcolo di ordine N2
Approssimazione nel calcolo delle forze
Corto range
scale temporali diverse
utilizzo di passi di integrazione individuali e
variabili nell’integrazione numerica delle eq. del
moto
Tecniche computazionali
ATD (Adaptive Tree Decomposition Tree-Code)
codice parallelo con direttive MPI per la
dinamica di sistemi autogravitanti
Approssimazione multipolare del potenziale che
riduce il tempo di calcolo da O(N2) a O(Nlog8N).
 Utilizzo di passi di integrazione individuali e
variabili nel tempo
Miocchi & Capuzzo Dolcetta, 2002, A&A 382,
758
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
modello galattico
Modello triassiale di Schwarzschild, con
rapporti assiali 1:1.25:2.
Componente
sferica:
Mb=3109 M
rb=200pc
Schwarzschild, M., 1979, ApJ 232, 236
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
parametri dell’ammasso
Modello multimassa di King
Massa totale: 3105 M
IMF: m-2.2
Concentrazione iniziale: c=1.1
Dimensione iniziale: 20pc
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
orbita quasi-circolare
Distanza iniziale
tra a.g. e centro
galattico: 500 pc
Periodo orbitale:
6.6 Myr
eccentricità
dell’orbita: 0.05
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
orbita quasi-circolare
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
orbita quasi-circolare
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
orbita circolare
Dopo 25 Myr l’a.g.
sviluppa code per 1 Kpc
 Le code mareali sono
allineate lungo l’orbita
dell’ammasso
 Presenza di clumps
nelle code
Ma si osservano
strutture così
estese?
Code mareali: osservazioni
Palomar 5
estensione dell’ a.g.: 4Kpc
la massa nelle code é circa il 55% di quella nell’a.g.
Odenkirchen, M. et al., 2001, ApJ, 548, L165
http://www.sdss.org/news/releases/20020603.pal5.html
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
distribuzione di densità
I clumps si formano dopo
circa 6 Myr
Permangono alla stessa
distanza dal centro dell’a.g.
per tutta la durata della
simulazione
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
quanta massa popola le code?
Dopo 25 Myr circa il
50% della massa
iniziale del sistema e’
nelle code
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
quali stelle popolano le code?
Le code sono
prevalentemente
popolate di
stelle di piccola
massa
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
cinematica
t=0
t=25Myr
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
cinematica
La los nelle zone
centrali diminuisce
circa del 15%
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
decadimento orbitale
Parte dell’en. cinetica
traslazionale viene
convertita in en. interna
L’a.g. si “riscalda” e
decade nelle regioni centrali
della galassia
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
risultati
 Le code mareali tracciano l’orbita dell’a.g.
 L’interazione con il bulge aumenta la
segregazione di massa
 Le zone centrali dell’a.g. tendono a
“raffreddarsi”
Interazione tra a.g. e sferoide galattico:
prospettive
Proseguire le simulazioni, includendo anche l’attrito
dinamico, in modo da ottenere ulteriori risultati da
confrontare con le osservazioni, in particolare:
 distribuzione spaziale delle stelle nell’a.g.
(disposizione delle code, evoluzione della
funzione di massa)
 distribuzione delle velocitá (dispersione di
velocitá in funzione del tempo e della distanza
dal centro dell’a.g.)