吸积白矮星星族合成研究

来源 :中国科学院研究生院(云南天文台) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mdjsh123
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吸积白矮星是双星演化和吸积物理中重要的研究对象。在不同条件下,它们可能是双白矮星、Ia型超新星、毫秒脉冲双星的前身星。它们的辐射是椭圆星系中软X射线辐射的重要来源之一。它们的辐射可能影响椭圆星系中气体的发射线。此外,它们的一些演化产物(例如,Ia型超新星、新星)会对星系的化学演化有重要的贡献。然而,吸积白矮星的X射线辐射对椭圆星系的X射线辐射的贡献是不清楚的。它们的辐射对椭圆星系的发射线的影响也是不清楚的。此外,不同类型星系中,新星星族的一些统计性质也是不清楚的。在本论文中,我们主要是利用BSE和MESA程序构建一个‘混合’型的星族合成程序。利用该程序,我们研究了吸积白矮星的软X射线(0.3-0.7 keV)和UV辐射。通过辐射转移模拟,我们研究了它们的辐射对椭圆星系的发射线的影响,特别是HeⅡ 4686A。此外,我们模拟了拥有不同恒星形成历史的星系中新星星族的形成和演化。特别的,我们模拟了M31星系中新星星族的演化。为了检验我们的结果,我们将理论结果和已知的一些观测进行对比。我们的主要结论如下:1)我们发现在10 Gyr,一个1011 M☉质量的类椭圆星系中拥有的快速吸积白矮星的数目大约是160-180,同等质量的类漩涡星系中拥有的快速吸积白矮星的数目为2250-2500。此外,我们发现在类椭圆星系中稳定燃烧白矮星的数目大约为750-1900,而在类漩涡星系中的数目大约为4550-6550。在一个1011M⊕质量的类椭圆星系中,假设氢的柱密度NH=3.0×1020 cm-2,10 Gyr时刻,超软X射线源(X射线(0.3-0.7keV)光度Lx>1036 erg s-1的稳定燃烧白矮星)的数目为10-20。在一个1011M⊕质量的类漩涡星系中,假设氢的柱密度NH=3.0×1021 cm-2,10 Gyr时刻,超软X射线源的数目为40-130。2)在我们的标准模型中,我们得到的年老星族的软X射线光度和Chandra对近邻的椭圆星系的观测结果是一致的。类似的,对于年龄在10 Gyr左右的星族,我们得到的He Ⅱ 4686A/Hβ的结果和SDSS的椭圆星系的观测数据是一致的。但是,对于年龄在4-8Gyr的星族,我们得到的软X射线光度和He Ⅱ4686A/Hβ的结果要比观测值大。利用常数的临界质量比判据(qc=1.70或1.90)代替Hjellming & Webbink (1987)动力学稳定性判据,我们可以使得在新的模型中,软X射线光度以及He Ⅱ 4686A/Hβ的比值变小,并和Chandra和SDSS的观测结果一致。3)在10 Gyr时刻,类椭圆星系中新星诞生率为(1-2)×10-10M☉-1yr-1;但是在类漩涡星系中,10 Gyr时刻新星诞生率为(10-20)×10-10M☉-1yr-1。4)10 Gyr时刻,在类椭圆星系中新星主要是由小质量的白矮星占主导,而在类漩涡星系中,新星主要是由大质量的白矮星占主导。10 Gyr时刻,在类椭圆星系中,大多数的新星拥有较长的物质损失时间,相对较长的再发周期,相对较暗;在类漩涡星系总,大多数的新星拥有较短的物质损失时间,相对较短的再发周期,相对较亮。5)考虑到观测和我们理论模型的不确定性,我们类M31星系中的新星诞生率,物质损失时间分布和观测给出的结果是一致的。我们发现观测样本中物质损失时间tml<10和tml>300天的新星可能是不完整的。通过本工作,我们部分解释了椭圆星系中软X射线的起源,定量的给出吸积白矮星的辐射对椭圆星系的光学发射线的影响。此外,我们很好的解释了不同类型星系中新星星族的性质。
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