中等质量星演化中的蓝拐和CNO双循环

来源 :中国科学院大学(中国科学院云南天文台) | 被引量 : 1次 | 上传用户:shifujia
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
天体物理学家第一次成功地计算中等质量恒星演化到中心氦燃烧阶段,就发现蓝拐现象,它是赫罗图上形成黄巨星分支的重要理论条件。但由于蓝拐对很多输入物理,如对流的混合长理论,对流超射,初始元素丰度等都十分敏感,稍稍不同就会抑制或触发蓝拐,因此蓝拐的激发机制一直没有满意的理论。本文回顾了蓝拐的研究历史,并对中等质量恒星在演化过程中的蓝拐的激发机制问题进行理论分析,给出一个蓝拐整个过程的物理图象。 本文探寻了氢燃烧核反应的CNO循环过程对蓝拐的影响,用两种不同的方法处理CNO循环,在第一种模型中保持14N丰度不变;而在第二种模型中计算了16O向14N的转化过程。结果模型一中出现了蓝拐而模型二中没有蓝拐。 在对两种模型的比较中,我们进一步研究蓝拐的触发机制。我们注意到蓝拐的一个重要特征,恒星内部的核反应产能增加决定了蓝拐光度的上升;同时,对于一个内部产能恒定的恒星,恒星外壳的膨胀和收缩将决定恒星表面的有效温度。根据这点,对恒星内部和外壳的各种物理量进行了研究,并着重注意了恒星外壳对内部产能变化的反应。我们发现RGB阶段产生的氢丰度不连续区的跳变是恒星光度上升的一个关键因素,当氢壳层的外边缘接触到氢跳变的时候,突然增加的氢丰度使氢燃烧壳层变宽,产能也增大。氢壳层产能的增加伴随着氢壳层温度的增加,过多的热量需要传输,使氢壳层膨胀,这样密度降低就可以控制氢壳层燃烧稳定增加。我们发现恒星外壳遵循位力定理,位力定理结合光度公式,决定了中心氦燃烧期间光度上升时只有两种选择,外壳膨胀有效温度变小,或者外壳收缩有效温度上升。恒星外壳对内部产能增加的响应,选择哪钟方法,取决于外壳的对流程度。对流居优的外壳,氢壳层过多的热量导致外对流继续发展,有效温度下降,恒星沿RGB向上移动;辐射居优的外壳将升温提高自己的热传导能力,外对流消退,恒星发生蓝拐。由此,本文定义η描述外壳的对流所占比例,并发现恒星是否发生蓝拐取决于一个关键的值ηcrit,RGB底部η值小于ηcrit的模型将有蓝拐,ηcrit值在0.3-0.5之间,并与恒星的总质量有一定的关系。 依靠本文得出的蓝拐机制,我们对一些影响蓝拐的物理因素做了解释。主序期间的中心对流超射导致氢跳变也将离中心远,氢燃烧壳层将难以到达氢跳变,蓝拐向蓝延伸的距离也就短了。外对流超射使氢跳变的位置更靠近中心,氢壳层可以在较早的时间到达氢跳变,蓝拐产生的可能性增大。质量损失将把恒星表面的物质抛弃,使恒星的氢轮廓处于温度更低的位置,氢壳层向氢跳变移动的速度减慢,从而压制蓝拐。OPAL不透明度较大的区域产生额外的对流区,η较大,实现蓝拐过程比LAOL的更难。 本文第一章概述中等质量星的演化,蓝拐和各种输入物理关系,包括了不透明度,对流超射等对蓝拐的影响,介绍已有的蓝拐激发机制,蓝拐的重要性。第二章对CNO双循环核反应对中等质量星的产能贡献和CNO循环的处理方法进行介绍,并对计算结果进行初步分析。第三章通过对两个典型恒星演化模型的比较描述了蓝拐的物理机制。第四章总结了整个工作。
其他文献
发展空间科学,开展深空探测,是中国航天科技发展的目标。嫦娥工程作为中国开展深空探测的第一步,有着深远的影响。云南天文台40米射电望远镜是嫦娥工程地面应用系统数据接收分系统的重要组成部分,主要任务是同北京密云50米射电望远镜一起完成探月卫星下传数据的接收、记录和储存,并将数据实时或事后传送到地面应用系统总部。它是地面应用系统与卫星间的传输通道。此外云南天文台40米射电望远镜还与上海(25米)、乌鲁木
∈Ophiuchi是一颗特殊的红巨星,因为天文观测发现这颗红巨星有类太阳振动,其振动频率在25到80μHz之间,频率间隔为4.8μHz,振动模式为p-模振动。此外,观测还精确测定出∈Ophiuchi的有效温度Teff=4887±100K,L=59±5L⊙,确定它位于赫洛图中的红巨星区域内,是一颗红巨星。恒星振动的观测和理论研究的重要意义之一就是可以用来探测恒星的内部结构和限定恒星演化的一些重要参量
在本论文中,我们首先简要介绍了脉冲星及脉冲星风云的基本知识,包括脉冲星风云的基本理论及观测进展。在此基础上,我们研究了Crab星云多波段非热辐射。一般认为,星风云中的相对论电子有两种成份:一种直接来自脉冲星磁层,另一种来自星风云中的激波加速,相对论性电子的分布满足一折断的幂律谱。我们考虑了相对论电子随时间的演化情况,计算了其产生的同步辐射和逆康普顿散射能谱。相对论性电子的同步辐射产生了Crab星云
本文对活动星系核(AGNs)的基本性质、主要特征、观测结果和理论研究现状等作了比较全面的综述,特别是对活动星系核中性质最独特的一类天体-blazar,从观测特征和理论模型方面进行了较为详细的描述。同时,详细介绍了本人在攻读硕士学位期间,对活动星系核的全面理解以及对射电噪活动星系核中喷流节点运动的视速度研究方面得到的一些结果。VLBI观测表明,TeVγ射线blazar的喷流运动视速度远小于MeV/G
天文上,在要求时间分辨率的领域,视频CCD有一定的应用。但随着研究的深入,视频CCD系统不可克服的缺点逐渐暴露出来。云南天文台研制的快读CCD系统,读出速度达到10帧/秒,AD深度12位,CCD有效面积全帧时为1000×1000pixels,为实现像复原、高速图像采集、像质检验、波前探测等科学目标奠定了硬件基础。CCD相机在极短的时间内拍摄大量的图像,将这些图像传输到计算机中,传输速率达到20MB
本论文主要研究射电噪类星体的X-ray辐射和它对类星体取向的依赖性。我们采用了一个核主导参数分布跨度很大的射电噪类星体样本,其中包括核主导射电源5个(R>1.0),瓣主导射电源4个(R<0.5),还有3个介于两者之间。我们分析了样本来自X-ray卫星(主要来自XMM-Newton,还有一部分来自Chandra)的光谱数据。我们发现我们样本中的所有源都至少需要一个主导硬X-ray波段的平的幂律分量。
黑子是太阳表面磁场最密集的地方,每个发育完整的黑子都是由本影,半影组成。古代的中国早在2000年前就对黑子有着详细但不完整的记录。然而,对太阳黑子的再次发现还是Galilei,Scheiner等人在1611年左右借助于新发明的望远镜的帮助,这标志着西方世界对太阳系统研究的开始,并且预示着人们对太阳物理特征研究的开始。很长时间以来关于太阳黑子特征的观点经历了很多的修正,1769年Wilson效应完全
星系化学演化是现代天文学一个非常热的研究课题。最近几十年,星系化学演化的研究取得了很大的进展。对化学演化的基本现象已能做出大致的解释,但是也存在着许多不清楚的问题。在星系化学演化模型中,很多问题的处理都还很粗糙。比如星系化学演化模型中对星族(星族是星系组成的基础)的处理过于简单,更重要的是,引进的Ia型超新星(SNe Ia)诞生率也只是为了解释某些观测现象而作的人为假定,并没有详细考虑Ia型超新星
物态方程是天体物理特别是恒星模型理论研究中的最重要的输入物理之一,与核反应率、不透明度共同构成恒星模型的三大要素。借助一定的恒星结构与演化程序,可以按要求构造各种假定的模型。研究理想状态下的物态方程相对简单,而且许多恒星物理领域对物态方程的要求并不高,一般也只需要假定为理想状态就可以满足研究要求了。但在一些特定的领域,以日震研究为例,高精度的观测资料需要有更细致的物理理论来加以解释。物态方程作为物
自从诸如SOHO,YOHKOH等太阳空间卫星向地球传回第一张照片后,人们对众多太阳大气活动现象的三维立体结构已不再陌生,其中耀斑的环状结构最为引人注目。同时我们已知道耀斑无论是在大气中的延伸深度还是所涉及的辐射波段都很广,空间资料用近紫、紫外谱线仅仅反映了耀斑在不透明度比较小的高空大气中的立体形态,即便是对太阳边缘事件的观测以及即将上天的STEREO等卫星的运转也无法直接展示耀斑处于高不透明度的色