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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:呂永明
研究生(外文):Yeong-Ming Leu
論文名稱:疏散星團受分子雲影響之數值模擬
論文名稱(外文):Simulations Of Open Cluster Impacted by Molecular Clouds
指導教授:高仲明
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:動力學碰撞分子雲疏散星團數值模擬
外文關鍵詞:open clustermolecular cloudencountersimulation
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疏散星團的動力學研究可用來探討銀河結構、恆星的形成及演化等相關天文問題。觀測上常因無法準確得知星團的基本物理量(質量、速度、位置等),造成研究上的困擾;理論分析常透過數值模擬的方式模擬相關的天文問題,這樣的方式相較於觀測比較容易掌握基本物理量,方便資料的分析研究。本文擬採用NBODY2數值模擬程式(Aarseth 2001)模擬分子雲對於一接近疏散星團所造成的影響為何。希冀藉由大量的模擬實驗,找出特定規律或趨勢,並透過相關的物理理論,找出此規律背後的物理意義。

疏散星團的結構特質易經由碰撞的過程而破壞,所以透過數值模擬程式的模擬計算,可知分子雲與疏散星團經由重力作用後的情形,透過近千組的模擬實驗,發現分子雲將影響疏散星團的運行軌道與結構。我們發現疏散星團受分子雲作用的時間,一般趨勢是會隨著碰撞參數變大而變大。疏散星團質心運行軌道之散射角也會隨著碰撞參數而有一定的規律。疏散星團受破壞的程度也會隨著不同的分子雲模型而異。分子雲作用疏散星團的時間會隨著碰撞參數變大而變大。

經由近千組的模擬實驗,得知疏散星團質心的散射角會隨碰撞參數增大有先遞增再遞減的規律,且星團看起來已經變形的相當嚴重,但其質心軌跡跟星團是質點(理論值)的情況差別不大。由於疏散星團的結構被破壞了,也直接的影響到其存活時間,透過平均自由程的概念,可約略估計出疏散星團的存活時間。
The dynamics of the open cluster can be used to study galactic structure or the evolution of the star and so on. Generally Speaking, we can’t get the precise mass or velocity or position of the open cluster by astronomy observation. For this reason, researchers often use simulations to study the dynamics of open clusters. In this thesis we adopt the NBODY2 Code(Aarseth 2001)to simulate the encounter between open cluster and molecular cloud. We intend to find some experiential rules to describe the dynamics and define some physical insights behind them.

The structure of open cluster can be disrupted by molecular cloud. After about one thousand experiments, we find that the interaction time of the open cluster will increase with impact parameter. We also find that the scattering angle of center mass of the open cluster closely resembles the scattering angle when we treat the open cluster as a point mass. We also use the idea of mean free path to estimate the survival time of the open cluster.
摘要
誌謝
1 緒論
1.1 星團與分子雲的簡介
1.2 疏散星團受分子雲作用所造成的影響
1.2.1 運行軌道
1.2.2 演化過程
1.3 目前的研究方式
2 數值模擬程式與測試
2.1 數值模擬程式
2.1.1 NBODY2基本理論
2.1.2 NBODY2程式架構
2.1.3 NBODY2程式使用
2.1.4 NBODY2注意事項
2.2 NBODY2程式測試
2.2.1 星團未加入外位勢的模擬測試
2.2.2 星團加入外位勢的模擬測試
3 結果
3.1 初始條件的設定與測試
3.2 列舉數組模擬與結果 20
4 分析與討論
4.1 不同分子雲模型下的作用時間
4.2 質心軌跡規律性與理論分析
4.3 疏散星團的存活時間與分子雲質量的關係
5 結語與未來展望
5.1 結語
5.2 未來展望
附錄A 弛豫時間(Relaxation Time)
附錄B 潮汐力(Tidal Force)
附錄C 時間尺度(Time Scale)
附錄D 均功定理(Virial Theorem)
附錄E 轉動慣量(Moment Of Inertia )
附錄F 擬合表(Fitting Table)
參考文獻
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