Be/X射线双星包层性质的研究

Be单星和Be/X射线双星作为一类特殊早型天体和特殊的大质量X射线双星 ,在各个波段都有与其它相同光谱型的B型天体显著不同的特征 ,因此长期以来引起中外天文学者的关注。首先在可见光波段发射线的存在 ,就是对仅产生吸收线的经典大气的挑战 ;其次Be星作为一类早型带有包层天体 ,研究Be星包层的性质 ,对研究原恒星包层性质和进一步了解早型星其它光谱型的性质是非常重要的 ;再者可以研究Be星的存在与星际磁场或湍流的星际介质是否有关 ;最后研究Be/X射线双星 ,对双星的演化模型也有很重要的作用。随着天文观测手段的不断完善和理论模型的发展 ,我们对Be星的现象有了更深的了解 ,并且产生了一些模型。研究内容包括Be星包层和星风的性质 ,以及包层形成机制 ,Be/X射线双星物质相互作用等。本文共分五章 ,第一章主要概要介绍Be和Be/X射线双星历史和目前已经取得的成就 ;第二章介绍Be单星多波段观测结果 ;第三章介绍Be/X射线双星的观测结果 ;第四章介绍目前主要的Be单星和Be/X射线双星模型 ;第五章给出Be/X射线双星XPer/ 4U0 352 30的分光观测结果 ,并结合单臂振动盘模型给出定性解释。     

双黑洞系统的不同起源及其参数分布

双黑洞组成的近密双星系统并合是激光干涉仪引力波天文台等地基引力波探测器的主要探测对象。随着探测器灵敏度的提高,大量该类信号的探测将成为进一步研究黑洞物理的有效工具。但是目前对双黑洞系统的起源机制和内禀参数分布等物理问题的研究还不够深入,例如由引力波探测得到的黑洞质量分布与X射线双星观测的结果存在较大差异,还未有很好的理论模型可解释该结果。目前普遍认为双黑洞系统主要有两种起源:大质量双星演化机制和动力学起源机制。基于这两类起源的双黑洞系统在质量、自旋分布等方面存在差异。因此可在贝叶斯理论框架下,利用引力波信号携带的波源质量和自旋等信息,推断波源起源,计算不同起源的双黑洞系统所占比例,以及检验质量自旋等参数分布的差异。     

共生星双星的星风物质损失率的测定

共生星双星是一颗有强大星风物质损失的红巨星与一颗早型热星组成的特殊双星系统。由于早型热星在充满红巨星的星风物质的空间中环绕运行，要以产生Ｐ－Ｃｙｇｎｉ型谱线，通过对Ｐ－Ｃｙｐｎｉ型谱线的理论分析可以精确测定共生星双星的星风物质损失率。     

有星风或膨胀气壳的双星系统光谱测定

ζAur双星系统是一类特殊双星系统 ,由一颗晚型红巨星和一颗早型热星组成。红巨星有强大的星风物质损失 ,并在双星系统外部形成一向外膨胀的气壳 ;热星在星风气壳内作轨道运动。由于热星的紫外辐射可以激发星风物质而发光 ,星风物质的向外运动和双星的轨道运动使得ζAur型双星系统的光谱产生特殊周期性变化的PCyg谱线。近十多年来发展起来的、利用运动大气理论计算ζAur型双星系统的PCyg谱线形成 ,以确定这类双星系统中红巨星的星风物质损失率的方法是目前测定物质损失率方法中较为精确的方法。     

Be／X射线双星的理论模型

为解释Ｂｅ／Ｘ射线双星波段联合观测结果，已发展了许多理论模型。在本文中简述这些Ｂｅ／Ｘ射线双星理论模型的研究现状，包括枞两个正常的Ｂ型星组成的密近双星演化成为Ｂｅ／Ｘ射线双星的演化模型，描述Ｂｅ星气壳的物理模型，Ｂｅ星和中子星的性质所决定的中子星吸积方式的吸积量及Ｂｅ／Ｘ射线双星Ｘ射线源光变曲线的理论解释。     

NGC 3603星团中的大质量逃逸双星

非团环境中的大质量恒星以及大质量双星的起源是理解大质量恒星形成和演化的关键问题之一. 年轻大质量星团内的动力学交会过程是产生大质量逃逸星的重要途径之一. 选取了银河系内年轻大质量星团NGC 3603外围的两个碰撞星风系统候选体MTT68A和MTT71作为研究对象, 通过分析\emphChandra X射线观测以及\emphGaia第2批数据发布(DR2)中的天体测量结果, 研究它们作为相互作用的大质量双星系统的起源. X射线数据的分析表明, 它们的X射线能谱中存在Fe XXV发射线成分; 相较于普通O型星, 以双温等离子体模型拟合得到偏高的高温成分温度($\gtrsim$2.0keV), 并且X射线光度与热光度的比值也较高($\gtrsim10^{-5.8     

双星的统计

在理想统计平衡态理论下,研究由双星组成的系统的各种统计分布,并与观测资料进行比较,得出结论:(1)目前银河系中观测到的单星主要不是由双星瓦解产生的;(2)银河系现阶段中,单星俘获为双星的可能性要比双星瓦解为单星的可能性大得多;(3)远距双星变为近距双星的可能性要比近距双星变为远距双星的可能性大得多。本文对安巴楚勉关于单星、双星、聚星的起源和演化理论提出了不同的看法。     

双星系统中行星的形成及动力学

自1995年在类太阳恒星周围发现第1颗太阳系外行星(简称系外行星)以来,到目前为止发现的系外行星数目已达500多个.恒星一般诞生在双星系统中,因此在双星系统中发现行星是很自然的.目前的观测统计显示,双星系统中具有行星的恒星比例大概为17％.显然这个比例应该看成一个下限,因为很强的观测选择效应使很多行星观测计划避开了双星系统.目前发现的有行星的双星系统大都为S型,即一颗伴星围绕着里面的恒星-行星系统公转.一般S型的双星轨道间距在100 AU以上,不过目前也发现了4个S型双星轨道间距在20 AU左右.这些系统包括Gamma Cephei、GJ 86、HD41004和HD 196885.除了以上介绍的S型双星,还有一类叫P型,即行星围绕两个恒星公转.P型的双星到目前为止只发现并确认了两例.本论文将主要研究S型双星系统中的行星形成. 在第1章,我们首先概括了到目前为止有关单星和双星系统中行星的观测特征.然后,我们系统地介绍了有关行星形成的理论模型,特别是这些理论模型应用到双星系统中时需要考虑的情况变化.双星系统中,由于伴星的引力扰动,行星形成与之在单星系统中相比变得更加复杂.伴星的引力可以激发起星子的轨道,从而使得它们的碰撞速度增大到大于星子的表面逃逸速度,甚至大于使星子碎裂的极限速度.行星形成的中间(第2)阶段—从星子到行星胚胎,因此变得问题重重和扑朔迷离.我们接下来的内容将主要集中在这个问题很多的中间阶段,看星子能否以及如何顺利通过这个阶段.     

宇宙奇观——月掩星

什么叫月掩星?这是一种与日食相似的特殊天象。我们知道,月亮在天空中每月移动一周,每小时约向东移动半度多,相当于月亮的视角直径。月亮移动时常常会将恒星或行星遮掩起来,这种现象称为月掩星。通过月掩星的观测可以测定观测者的地理坐标、研究双星、测定太阳视差及月亮位置等,因此月掩星是天文爱好者感兴趣的观测项目之一。     

目视双星的观测

目前,许多大中学校建立了天文台,很多天文爱好者也都购买了望远镜,怎样才能开展经常性的天文观测活动呢?我向大家推荐目视双星的观测,这是一种简单易行而且对提高观测技能又卓有成效的观测活动。双星可分为两类,一类是指彼此之间有着物理联系的恒星系统,称为物理双星。如果两颗星看起来在天空中靠得很近,但它们之间没有相互的引力作用,则将它们称为几何双星,本文不讨论几何双星。双星系统中,两颗成员星都称为双星的子星,较亮的那颗叫主星,较暗的叫伴星。通过双星的研究不仅可以直接测定恒星质量,还可为我们提供双星轨道要素和恒星大小等重要信息。     

共生星双星的星风物质损失率的测定

共生星双星是一颗有强大星风物质损失的红巨星与一颗早型热星组成的特殊双星系统。由于早型热星在充满红巨星的星风物质的空间中环绕运行，可以产生Ｐ—Ｃｙｇｎｉ型谱线，通过对Ｐ—Ｃｙｇｎｉ型谱线的理论分析可以精确测定共生星双星的星风物质损失率。文章介绍了国际上比较有代表意义的一些共生星双星的工作，其中的方法几乎都是近十年中发展起来的。同时，文章还介绍了作者的一些工作。在谱线形成计算中考虑了较多的因素，如氢—氦混合气体的多能级跃迁问题、轨道运动引起的密度非径向分布问题等，并在轨道形状方面做了一些简化。反映了共生星双星谱线形成关键的周期性相位变化的特征，取得了比较满意的结果，对这个方法存在的问题和改进方向进行了一些简要讨论，此外，还介绍了作者在线性化分离法求解Ｎｏｎ－ＬＴＥ大气模型中所做的工作。     

射电星

本文介绍了射电星研究的发展过程和恒星射电天体物理的初步知识,并按如下四个方面评介了射电星观测研究最前沿的成果:星风的射电辐射(OB型星,沃尔夫-拉叶星,早型发射线星,共生星,金牛T型星,晚型巨星和超巨星);活动双星和dMe型星(猎犬RS型星,dMe型星,大陵五,激变变星,大熊W型星,活动超巨星);X射线星;新星和超新星。为了更好地理解观测结果,文中也介绍了初步的理论解释。     

现代天文学中的双星

我们的太阳系由一颗恒星、八颗行星以及各种小天体组成。不过,太阳附近的大多数恒星却是双星系统。如果它们有行星,那么,从那些行星上看来,天上将会有两个“太阳”。甚至还有的是三合星、四合星、五合星,乃至更多恒星组成的系统。观测表明,太阳附近超过三分之二的恒星处在双星或多星系统当中,     

roAp星观测和理论研究综述

roAp星(快速振动的A型化学丰度特殊星)是一类处于主序阶段,表现出非径向高阶p模式振动的脉动变星。随着光学望远镜,尤其是空间光学望远镜的探测能力越来越强,越来越多的roAp星及其所具有的多种脉动模式被观测到,roAp星的观测和理论研究有了快速发展。综述了roAp星元素丰度特殊性、脉动激发理论、观测研究现状,总结了roAp星的观测特征及其星震学研究方面的进展,讨论了脉动激发机制等目前尚未解决的问题。     

刚诞生的天体物理研究室

天体物理研究室的范围广泛,既包括对个别天体(如恒星、星云)的发现、观测和研究,也包括对一些群体(如星固、星系)的发现、观测和研究;既要研究各类天体的分类、分布、物理特性、化学组成、能量来源、运动情况,又要研究它的起源、年龄、演化。     

食双星DS Psc的观测与研究

捅要从2009年到2014年,对食双星DS Psc进行了多色测光和光谱观测,得到了完整覆盖的B、V、R 3色光变曲线以及一批新的光变极小时刻,并首次确定了该双星系统的光谱型.综合已有极小时刻数据,采用O-C方法进行周期分析,得到了新的轨道周期及历元公式.利用Wilson-Devinney方法,对观测所得光变曲线作了拟合分析,首次得到了该双星系统的测光轨道初解.结果表明DS Psc为一个光谱型约为G7V的过相接双星系统.其轨道倾角为66.6°,质量比为2.506.由于其小质量的次子星具有比大质量主子星更高的表面温度,因此DS Psc应属于W次型的W UMa型双星.     

利用长期资料改进双星轨道解的一种方法

早期的地面观测积累了大量关于双星系统的观测资料.相对于近年来的各种观测数据,这些资料兼有精度低的缺陷和时间跨度长的优势．针对同时具有长期资料和依巴谷观测数据的较长周期的双星系统(如依巴谷星表的双星和多星附表中的G型双星系统),提出一种联合拟合方法,即首先通过拟合依巴谷的观测数据IAD寻求目标函数局部极小的轨道解,然后从中选出长期资料的最优解．结合这种方法的可行性分析,讨论了适用该方法的双星系统的轨道特征．作为应用实例,研究了文献中存在两种轨道解且仅有7次长期资料可以利用的系统73Leo,通过伴星质量的外符合分析,给出了具有较高可信度的轨道解．     

贫金属富碳天琴RR变星的形成

贫金属富碳恒星(Carbon-Enhanced Metal-Poor, CEMP)是研究宇宙早期恒星性质和化学演化的极佳样本,通常认为来自双星.目前发现的贫金属富碳星中有9颗天琴RR变星(RR Lyrae star, RRL),其中至少7颗未表现出任何双星特征.传统双星物质转移模型不足以充分解释贫金属富碳天琴RR变星(CEMP-RR Lyrae)单星的形成.之前研究表明氦白矮星和赫氏空隙星(HG)的并合模型可以解释部分富碳红巨星单星的碳增丰现象,因此贫金属富碳星单星也可能来自氦白矮星和赫氏空隙星的并合模型渠道.通过详细计算的氦白矮星和赫氏空隙星并合模型来检验这一演化渠道,结果表明:该并合模型在后续的演化过程中,其重力加速度、温度、表面碳丰度均能与观测符合较好.由此,氦白矮星和赫氏空隙星并合模型极有可能是贫金属富碳天琴RR变星的形成渠道之一.     

激变变星

激变变星是密近双星系统,包含一颗白矮星主星和一颗晚型星伴星。晚型星伴星充满了其Roche瓣,并向主星转移物质,在主星周围形成一个吸积盘。这类双星对于我们认识吸积过程、密近双星的演化等是相当重要的。本文主要从实测角度综述激变变星研究的现状,并讨论一些尚待解决的问题。     

激变双星的磁滞效应

本研究了激变双星中较冷次星的星风在磁场耦合作用下造成的角动量损失，以及对激变双星演化的影响。本特别注意到双星成员的星风物质损失和角动量损失应该与单星情况明显不同，这就是：双星成员的星风物质损失受到潮汐效应和系统自转效应的影响而增大，同时双星成员的角动量是由轨道角动量和自转角动量所组成，并且轨道角动量远大于自转角动量。研究结果表明，由于次星的星风物质损失率很小，星风的速度也不大，因而磁滞效应造成