천문·천체물리
N체 시뮬레이션으로 구상성단 초기 조건 추적…에리다누스·화이팅 1의 원시 밀도는 현재보다 2~3자릿수 높았다
연구팀은 고정밀 직접 N체 시뮬레이션 코드 PeTar로 저질량 외부 헤일로 구상성단인 에리다누스(Eridanus)와 화이팅 1(Whiting 1)의 장기 역학 진화를 계산해, 관측된 수밀도 분포와 비교하는 방식으로 초기 조건을 역추정했다. 그 결과 초기 반질량반경은 에리다누스가 2.0 ± 1.0 pc, 화이팅 1이 2.5 ± 0.5 pc로 나왔고 이에 대응하는 초기 표면밀도는 각각 2592.03 M⊙ pc^-2와 226.35 M⊙ pc^-2로, 현재 값보다 2~3자릿수 높은 수준이다. 다중항성종족(MPs)을 가진 에리다누스와 달리 화이팅 1과 젊은 대질량 성단(YMCs)에는 다중종족이 없다는 점은, 다중종족 형성에 더 높은 초기 표면밀도와/또는 더 낮은 금속함량이 필요하다는 시나리오를 지지한다. 연구팀은 이 시뮬레이션을 템플릿으로 삼아 가이아(Gaia) DR3와 APOGEE DR17 자료에서 운동학과 화학조성이 일관된 화이팅 1의 조위 외부(extra-tidal) 후보 5개를 식별했다. 저질량 구상성단의 현재 희박한 상태는 장기간의 역학적 팽창과 조석 벗겨짐의 결과이며, 원시 구조는 훨씬 더 조밀했다는 결론이다.
arXiv astro-ph.GA (은하)