【天文物理】星團質量層化（mass segregation）

林彥興

這團躁動的東西是什麼呢？答案是電腦模擬中的一個球狀星團。

如高中地科課所教過的，球狀星團（globular clusters）是數千到數十萬顆恆星，互相以重力束縛彼此而組成的系統。而由於恆星們怎麼運動幾乎完全由重力主宰，球狀星團的演化是古典動力學的絕佳試驗場。

其中一個有趣的現象是，在恆星們以重力互相拉扯的過程中，大質量恆星傾向於沉入位能井深處，而小質量恆星則傾向取得更多動能到達外圍，乃至於達到逃逸速度而離開系統，稱為星團的「蒸發 evaporation」。於是久而久之，星團就會出現內部大質量恆星多，外部小質量恆星多的現象，稱為「質量層化 mass segregation」。

所以為了展示這個現象，小編用動畫上半部展示實際上恆星的位置與質量，下半部則量化的展示在不同的半徑上恆星的平均質量。可以看到一開始不同半徑的平均質量都相同，但是隨著時間推進，越中心的平均質量越高。

量化層化的方法很多，取平均不是最好的，但反正只是要定性展示這邊就選了最簡單暴力的一種_(:3」z)_。