转动恒星引力昏暗效应及演化研究

转动和潮汐效应是影响恒星结构和演化非常重要的物理因素。根据Achernar的观测数据,用考虑转动和潮汐效应的单、双星模型,研究了Achernar引力昏暗现象。发现转动双星模型比单星模型更能符合Achernar的赤道和极半径之比观测值。计算结果表明,初始转动角速度快的恒星,其等价半径和中心密度在主序阶段的开始至40 M yr较大,随后变小。同时,由于初始转动角速度大的恒星,星风携带自转角动量损失多,造成后期演化角速度变小。另外,转动效应能增加恒星的中心集中度,但减少恒星的四极矩、回旋半径、中心温度、氢燃烧产能率,使转动恒星向赫罗图的低温和低光度演化。     

WR双星情况A演化的研究

在较严格地考虑辐射、潮汐、自转以及角动量损失的基础上，对ＷＲ双星情况Ａ的演化进行了深入的讨论，通过计算，可以看出，由于潮汐、自转作用对情况Ａ的演化影响较大，所以主星在进入赫罗罗中ＷＲ区域时暴露出了较晚期的核反应状态，基表面氢丰度比相应的情况Ｂ演化要低，Ｃ／Ｏ经则比相应的情况Ｂ演化高，这说明，虽然５０个太阳质量是人们通常认为的产生ＷＮＥ和ＷＣ的主星初始质量下限，但是只要选这足够小的初始周期，不到５０     

转动潮汐变形双星表面重力加速度的数值模拟

转动和潮汐效应是影响双星结构演化非常重要的物理因素。在转动双星系统中,根据考虑转动潮汐变形的高阶扰动势数值计算了主星表面的重力加速度的分布,并与洛希模型计算的表面重力加速度分布做了对比。结果发现:转动和潮汐对恒星表面的重力加速度的大小和分布有重要影响,采用本文中的初始参数进行演化计算,最大影响可达到103～104 cm/s2。因此在讨论恒星结构和演化时,转动和潮汐变形是不可忽略的重要因素。     

磁场对恒星结构演化的影响

近年来人们发现磁场对恒星结构和演化有着重要的影响。本文简述了磁场产生的发电机原理,即恒星对流区的α-Ω发电机和辐射平衡区Tayler-spruit磁场发电机。Maeder&Meynet(2005)根据Tayler-spruit磁场发电机研究了磁场对恒星结构和演化产生的影响。他们发现磁场极大地增加恒星内部各层之间的耦合,使得恒星内部为接近刚性转动,而无磁场的恒星其内部为高度的较差自转。同时有磁场的恒星模型其表面有较高的N,He等元素增丰,同时带来C,O元素的消耗。磁场还引起恒星内部子午环流,剪切湍流等物理过程的变化。     

黄润乾 执著的星空守望者

<正>作为一名中国科学院院士,黄润乾在国内从事恒星物理研究50余年,建立了物质和角动量损失的非守恒双星演化理论,转动双星演化理论和星风碰撞激波理论,为恒星结构和演化理论的发展做出了重要贡献。那片蓝天中的收获自1958年从德国席勒大学学成归国,黄润乾先后在中科院兰州物理研究所和中科院云南天文台等单位工作。黄润乾对天     

球状星团热水平分支星形成的机制研究

球状星团中热的水平分支星包括极端水平分支星和蓝勾星,他们的形成机制目前仍然不清楚。我们利用MESA恒星演化程序,在双星演化中考虑潮汐增强星风过程,研究主星在红巨星阶段丢失大量壳层质量并经历延迟氦闪后对热水平分支星的贡献。我们的研究结果表明,在潮汐星风作用下,双星演化导致的早期热氦闪能产生极端水平分支星,而双星演化导致的延迟氦闪能产生蓝勾星。而且,随着氦丰度的增加,产生蓝勾星的初始双星周期空间增大,这意味着初始氦丰度高的双星更容易产生蓝勾星。     

转动双星系统的星风和角动量损失及演化

在转动双星系统非对称旋转椭球体模型下提出了各向异性的星风损失和角动量损失,数值模拟分析了转动双星系统的星风损失和角动量损失的分布,以及转动双星系统的演化,并给出相关结论。     

金属丰度和对流超射对恒星演化影响的初步探讨

文章采用了pd90程序模拟了5 M⊙的恒星,在主序和主序后的演化情况。并且根据其程序给出的计算结果,绘出了5 M⊙恒星的赫罗图。选择金属丰度和对流超射的不问参数,形成六条赫罗图线。在赫罗图中,对5 M⊙的恒星其金属丰度和对流超射对恒星演化的影响进行讨论。从赫罗图中的lgL/L⊙和lgTeff,与演化时间序列图,可以直观的得出金属丰度和对流超射变化对恒星演化的影响。     

天鹅座X-1中的恒星级黑洞的新测量

对恒星级黑洞的研究是当前天体物理学最重要的课题之一.过去几十年,天文学家通过对X射线双星的观测与来自双黑洞并合产生的引力波信号,确定了一些恒星级黑洞并确定了它们的一些物理性质.最近,一个团队重新测定了X射线双星天鹅座X-1的精确距离,并在此基础上确定了其中的黑洞V1357 Cyg的质量、自转及其他重要性质.这项新的研究表明V1357 Cyg的质量为(21.2±2.2) M_⊙,是截至目前被发现的质量最大的位于X射线双星中的黑洞.它的质量挑战了当前的大质量双星演化模型.未来对类似的位于X射线双星中的黑洞的精确测量将进一步加深人们对恒星演化模型与恒星级黑洞物理性质的理解.     

YORP效应机理研究与小行星自转状态演化仿真

YORP效应是不规则小行星表面再辐射热量的反冲力对小行星产生净力矩,导致小行星自转状态发生改变的现象.研究YORP效应有助于了解小行星的演化历史、双星系统的形成以及太阳系的起源和发展.从产生机理出发,本文首先建立了结合热物理模型和考虑地貌遮挡作用的YORP效应量化方法,并将该方法用于多面体模型,探究了热惯量对表面温度和反冲力的影响,随后实现了多颗小天体的YORP曲线数值计算和自转状态演化仿真,验证了理论计算的有效性.以上探索对进一步完善YORP效应理论和揭示小行星的结构演化驱动力等具有借鉴意义.     

对流超射对5M_⊙恒星演化的影响

计算了5M⊙恒星从主序到红巨星阶段的演化,将考虑对流超射的演化结果与不考虑对流超射的演化结果进行了对比.结果发现:恒星在赫罗图中的演化轨迹向着低温度高光度的方向移动;氢主序与红巨星的寿命之和几乎不变;中心温度随其密度变化较为明显,并对其进行了讨论与分析.     

2013-01 科技要闻

揭示开普勒10系统潮汐演化机制中国科学院紫金山天文台季江徽等揭示了Kepler-10双行星系统的潮汐演化过程,探讨了该系统的可能形成机制。研究人员利用理论分析和数值模拟方法研究了Kepler-10系统的潮汐演化过程。在动力学模型中,主要考虑了中心恒星作用到内行星上的潮汐效应和相对论效应,以及两颗行星之间的引力摄动。数值模拟结果表明,内行星由于非常靠近中心恒星,潮汐衰减和圆化现象极为明显,潮汐效应对其轨道演化的最终构型起到极其重要的作用;     

PPI反应决定的恒星结构稳定性与引力─温度梯度效应

用非平衡态热力学方法建立了描述恒星内部热核反应的动力学方程，进而研究ＰＰＩ反应决定的恒星结构稳定性，获得了稳定性判据以及引力和温度梯度（简称ｇＴ）效应的表达式．结果表明，ＰＰＩ反应是稳定的，扩散总是起维持稳定的作用，而热扩散起破坏稳定的作用；给出了ｇ－Ｔ效应起主导作用、维持稳定作用以及破坏稳定作用时的条件，同时指出ｇ－Ｔ效应与元素丰度有关．     

PPI反应决定的恒星结构稳定性与引力—温度梯度效应

用非平衡态热力学方法建立了描述恒星内部热核反应的动力学方程，进而研究ＰＰＩ反应决定的恒星结构稳定性，获得了稳定性判据以及引力和温度梯度效应的表达式。结果表明，ＰＰＩ反应是稳定定的，扩散总是起维持稳定的作用，而热扩散起坏稳定的作用；给出了ｇ－Ｔ效应起主导作用，维持稳定作用以及破坏稳定作用时的条件，同时指出ｇ－Ｔ效应与元素丰度有关。     

年轻类太阳星的测光研究

以X-ray亮度为标准,选取了16颗G型的年轻类太阳恒星进行了测光观测,并通过眦软件经行了测光处理,获得了9颗年轻类太阳恒星的自转周期.结合一些T Tauri型星、零龄主序恒星的自转周期,X-ray亮度得到自转较快的类太阳恒星与自转较慢的这些恒星比较,前者具有更强的X-ray辐射.但是,当恒星自转极快时,却并未发现自转和X-ray辐射强度之间的明显相关性.     

不同质量恒星的核合成产率

恒星核合成产率是星系化学演化模型中一个非常重要的参量,采用不同的产率会得到元素的不同演化行为,从而给出不同的星系化学演化信息.而由于采用不同的核合成计算参数,不同研究者计算出的产率有所区别.评述了最近发表的中、小质量恒星及大质量恒星的演化与核合成计算结果,并对他们所采用的参数进行了比较,为恒星核合成计算及星系化学演化研究提供有益的参考与指导.     

云内辐射传输过程对对流降水过程的影响

模拟并讨论了云内辐射传输过程对积云暖云过程和积云冷云过程中的影响.计算结果表明长波辐射使云顶冷却、云底加热,使得整个云体的垂直温度梯度加大,促进了云内的对流运动;短波辐射对云顶加热作用抑制了云中的对流运动.对暖云过程,辐射传输方案的引入,使云水、地面降水量都有不同程度的增加,其中,仅考虑长波辐射传输过程时的增加更显著.对冷云过程,长短波辐射的不同作用更为明显:仅考虑长波辐射时,云中的霰量增加;同时考虑长短波辐射时,云中霰量减小.与不考虑辐射过程相比,仅考虑长波辐射传输,可以使地面降水量有不同程度的增加;同时考虑长、短波辐射传输,可以使冷云的地面降水量减少,而使暖云的地面降水略有增加.     

双致密星引力波源的形成

迄今为止,aLIGO/Virgo共探测到5次恒星级双黑洞并合和1次双中子星并合发出的引力波信号,宣布了引力波时代的全面到来.双白矮星的绕转和并合产生的引力波信号则是未来空间引力波探测器的主要探测目标.双星演化是这些双致密星形成的主要途径.本文从恒星演化出发,对这些双致密星引力波源的形成图像和面临的不确定性进行系统地介绍.这些不确定性主要来自大质量恒星星风、恒星后期演化、超新星爆发、双星演化的基本过程等.     

雪线在原行星盘中的演化

本文研究雪线在原行星盘中的整体演化行为.盘子模型中新的数值结果被采用来模拟各种物理机制(包括从中央原恒星到吸积盘上的辐射,热电离机制引起的粘滞系数,引力不稳机制,光致蒸发机制,最新的中央原恒星的半径和表面有效温度).盘子模型中,雪线随着时间演化的整体变化趋势如下:雪线首先向外扩张至一个最大值,然后再向内收缩.而且雪线在这个过程中会出现剧烈的抖动,这是一个新的现象,值得进行更深的研究.雪线抖动是多个因素共同作用的结果,包括引力不稳机制,原行星盘中的四个产热机制,磁转动不稳机制等等.另外,还研究了雪线在原行星盘中的演化行为和抖动行为对父辈分子云核的性质参量的依赖关系.发现雪线的演化行为和抖动行为对父辈分子云核的性质参量(质量M_(core),和角速度ω)和流体动力学参量α_(min)有很强的依赖关系.     

洛希模型势函数研究

洛希模型是研究双星系统的一个基本模型。它简单、直观,建立在两个基本假设之上:其一是主、次星始终为球对称;其二是双星系统为同步转动。正是由于同步转动的特殊性,误导了对自转的理解,得到了错误的结果。通过详细的分析,给出了洛希模型中同步转动与自转和公转的关系。并且详细地比较了一些文献中给出的势函数,得到了严格的洛希模型的势函数。数值计算了主星表面的重力加速度及其分量的分布,结果表明赤道上(θ,φ)=(π/2,0)点和(θ,φ)=(π/2,π)点的潮汐力相等,但是有效重力加速度不相等,这是由于次星引力势的高阶项造成的。