长周期变星的演化及振动

长周期变星的演化和振动一直是引人入胜的课题。这不仅仅是因为在它们的变化过程中有丰富的物理内容 ,更重要的是可以用它们来做河外星系距离的定标者。在本文中详细的计算了在z=0 .0 0 0 5,z=0 .0 0 1 ,z=0 .0 0 5,z =0 .0 1和z=0 .0 2这样一个大的金属丰度跨度下 ,质量为 1 5M⊙ ,2 0M⊙ 和 3 0M⊙ 恒星的演化和振动。在计算中采用了最新的不透明度 ,考虑了星风损失对大质量星的影响 ,对于每一个模型都从零年龄主序演化到了中心氦燃烧结束。在文中仔细研讨了混合长参数以及中心对流核的对流超射对演化模型的影响 ,同时在中心氦燃烧阶段蓝超巨星和红超巨星的比值被用来限定模型的参数 (尤其是混合长和对流超射 )。尽管在文中并没有得到和观测一致的结论 ,即随着金属丰度的增加B/R增加。但是 ,通过在低金属丰度区采用对流超射 ,而在高金属丰度区放弃对流超射这一方法得到了与观测更相符合的比值。在新的演化模型的基础上 ,对于大质量星的振动进行了详细的计算。各项振动的性质用来和LMC ,M3 3以及MW中的RSGs做比较。对于LMC和M3 3中长周期变星 ,理论的周光关系和观测在基频振动模式下很好的符合 ;而对于MW中长周期变星 ,它们更可能在一阶模式下振动。最终 ,得到了金属丰度和周光关系的之间的联系 ,即随     

脉动稳定性对恒星对流包层氦丰度的依赖

捅姜利用一种非局部和非定常的恒星对流理论,计算了3种不同氦丰度(Y=0.28,0.13,0.00)、太阳金属丰度(Z=0.02)、质量1.4~3.0 M_☉恒星演化模型的径向和低球谐阶F-p8模的线性非绝热脉动.数值计算结果表明,理论的δScuti变星脉动不稳定区红边界几乎不随氦丰度变化而改变.随着氦丰度降低,δScuti变星脉动不稳定区蓝边界向低温方向推移,脉动不稳定区中热方的高温星变得脉动更稳定;而冷方的低温星则变得脉动更不稳定.这似乎表明不大可能用氦弥散去解释δScuti脉动不稳定带中的不变星.然而脉动不稳定带热方和冷方中的不变星与变星的比例可能作为是否存在氦弥散的一种观测证据.     

渐近巨星分支长周期变星研究进展

ＡＧＢ长周期变星是中小质量恒星演化到晚期时形成的，由于它们存在强烈的振动和巨大的星风物质损失，研究这类变星对于了解恒星振动性质，星风产生机制及恒星晚期演化都有十分重要的意义，本文比较广泛地考查了最近十几年来国际上对于ＡＧＢ长周期变星观测和理论研究工作的现状，讨论了ＡＧＢ长周期变星的主要观测性质以及恒星振动和演化理论工作中所取得的进展，同时也分析了目前研究工作中存在的一些问题和困难，指出今后研究工作     

渐近巨星分支(AGB)长周期变星研究进展

AGB长周期变星是中小质量恒星演化到晚期时形成的，由于它们存在强烈的振动和巨大的星风物质损失，研究这类变星对于了解恒星振动性质、星风产生机制及恒星晚期演化都有十分重要的意义。本文比较广泛地考查了最近十几年来国际上对于AGB长周期变星观测和理论研究工作的现状，讨论了AGB长周期变星的主要观测性质以及恒星振动和演化理论工作中所取得的进展，同时也分析了目前研究工作中存在的一些问题和困难，指出今后研究工作中需要逐步加以解决的一些问题。     

中等质量富金属AGB长周期变星的振动研究

本采用恒星演化计算与恒星振动计算相结合的方法，对中等质量富金属恒星演化到渐近巨星分支时的振动性质进行了分析研究，从理论上得出这类恒星的振动方式是处于一阶谐频振动，而振动的激发则是在氢电离区和氦的二次电离区由多种机制共同作用造成的，同时提出很长周期的ＡＧＢ长周期变星只能是由中等质量恒星演化到ＡＧＢ阶段形成的。我们的理论计算结果还比较支持在ＡＧＢ顶端存在巨大星风物质损失的观点，且这种星风物质损失很可     

新不透明度下对流超射对大中质量恒星演化的影响

本文采用国际上最新的辐射不透明度表，计算了有对流超射的两颗大中质量星从主序到中心氦燃烧结束阶段的演化，并和经典对流条件下的演化结果进行比较，发现恒星在赫罗图中的演化轨迹，中心氢、氦燃烧寿命，氢壳层源的特性都有明显变化，还注意到中等质量恒星的Tc-ρc关系对是否有对流超射较为敏感，并对这些变化进行了理论分析．     

新不透明度下对流超射对大中质量恒星演化的影响

本采用国际上最新的辐射不透明度表，计算了有对流超射的两颗大中质量星从主序到中心氦燃烧结束阶段的演化，并和经典对流条件下的演化结果进行比较，发现恒星在赫罗图中的演化轨迹，中心氢、氦燃烧寿命，氢壳层源的特性都有明显变化，还注意到中等质量恒星的Ｔｃ－ρｃ关系对是否有对流超射较为敏感，并对这些变化进行了理论分析。     

中等质量富金属AGB长周期变星的振动研究

本文采用恒星演化计算与恒星振动计算相结合的方法，对中等质量富金属恒星演化到渐近巨星分支时的振动性质进行了分析研究，从理论上得出这类恒星的振动方式是处于一阶谐频振动，而振动的激发则是在氢电离区和氦的二次电离区由多种机制共同作用造成的，同时提出很长周期的ＡＧＢ长周期变星只能是由中等质量恒星演化到ＡＧＢ阶段形成的。我们的理论计算结果还比较支持在ＡＧＢ顶端存在巨大星风物质损失的观点，且这种星风物质损失很可能与恒星振动有关。     

天琴座RR型变星脉动不稳定区红端边界

本文根据依赖时间的对流统计理论,研究了对流同变星脉动的热力学耦合。对11种天琴座RR型变星模型序进行了线性非绝热脉动的计算,并探讨了脉动不稳定区红端边界对于恒星质量、光度、氦含量以及对流参数c_1=I_(el)/H_p的依赖关系.     

转动恒星结构与演化研究

恒星的自转，是恒星结构和演化理论的难点。近年来有许多观测事实，特别是早型大质量星的观测事实，预示恒星的自转效应可能引起恒星内部的物质向外转移，造成恒星表面一些元素丰度超丰，并且对恒星结构和演化产生重要影响，因此，恒星的自转问题受到了越来越多的关注。考虑自转效应后，恒星结构和演经模型将是二维模型，本文综述了诸多作者如何将二维的恒星结构和演化模型简化为一维模型。作者在研究了以上作者的简化方法后，提出了一种比较简单的新方法。这种方法基于如下假设：假设在等势面上的温度，密度，压强，光度，化学组成和角速度等物理和化学量近似于均匀分布，并且这些量与等价球面上的量相同。（等价球面是假想的球面，它包围的体积与等势面包围的体积相等。）我们在等价球面上推出新的转动恒星结构和演化方程，构造出新的演化模型。这个模型与不考虑转动效应的演化模型相比，有以下变化：流体静力学平衡方程变化；辐射温度梯度变化，并引起对流判据变化；星风物质损失和角动量损失增大。作为转动恒星结构和演化模型的应用，我们研究了中，小质量星中心氦燃烧阶段在赫罗图中的演化轨迹发生来回摆动（又称为蓝回绕）的物理机制问题。有诸多作者曾经研究了可以影响蓝回绕的各种因素。但是不知道这些因素之间的内在联系，更无法判断这些因素中哪些因素是主要的。我们根据前人已经知道的对流超射效应与自转效应对蓝回绕的影响正好相反的事实，想到对比对流超射效应和自转效应对于同一颗星和同一化学组成所造成的内部结构的不同，以发现有哪些物理因素对于产生蓝回绕起主要作用以及各种物理因素之间的关系。初步分析的结果认为：蓝回绕的形状和中心氦燃烧阶段的总产能率的变化相关联。当总产能率主要由壳层氢产能率的变化所提供时，蓝回绕主要与氢丰度变化区（μ－梯度区）的氢丰度分布轮廓（X－profile)，μ－梯度区的温度，以及对外流区的深入程度密切相关。当总产能率由氢燃烧壳层和氦核的产能率变化所提供时，蓝回绕不仅与μ－梯度区的特性腾，还与氦核的大小和温度密切相关。另外，本文也分析了转动恒星中的物理机制，确定了今后的研究方向。     

测定天琴RR变星金属丰度的方法

银晕中天琴RR变星金属丰度的测定对于研究银河系晕的形成和演化具有重要的意义．在当前的技术条件下,高分辨光谱的方法难以测量银晕中较暗的天琴RR变星的金属丰度．高分辨光谱测定金属丰度的方法对恒星大气模型的依赖性较高,而恒星脉动引起的复杂大气状况对于建立正确的大气模型本身就是挑战．△S光谱方法、Caby测光方法和光变曲线的参数方法则弥补了高分辨光谱方法的不足,将能测量更远距离上的天琴RR变星的金属丰度．着重介绍了这3种方法发展的历史、具体的观测流程以及需要注意的问题。通过比较这3种方法的优劣,为实际观测时方法的选用提供借鉴。     

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.     

低部主序恒星锂和铍的衰减

根据化学非均匀恒星的非局部对流理论,计算了质量为0．7-1．15M(?)恒星主序演化模型锂和铍的衰减,并将理论和不同年龄疏散星团锂丰度的观测进行了比较．结果表明,贯穿对流混合能重现温度低于6400 K的晚型主序星锂丰度观测的一般性质．贯穿对流混合可能是晚型矮星锂衰减的一种重要机制．     

恒星类太阳和类长周期变星脉动激发机制的理论探讨

利用一种非局部和非定常的恒星对流理论,计算了0.6～3.0 M☉恒星演化模型的线性非绝热脉动.结果表明,赫罗图上脉动不稳定带右方的脉动不稳定的低温恒星可以分成2大类(群).一类由主序矮星、亚巨星和中低光度红巨星组成的类太阳振荡恒星,它们的中高阶(径向阶nr≥12)p模是脉动不稳定的,而低阶(nr≤ 5)模是脉动稳定的;另一类是由亮的红巨星和渐近巨星支星(AGB)组成的类长周期变星,它们的低阶模(nr≤5)是脉动不稳定的,而高阶模(nr≥12)却是脉动稳定的.能利用对流与脉动的耦合统一解释造父变星脉动不稳定带红边界、类太阳和类长周期变星脉动.对赫罗图右方的低温恒星的中低阶p模振荡,对流与脉动的耦合是主要的脉动激发和阻尼机制,而湍流的随机激发机制仅对类太阳振荡高阶p模重要.     

M31中天体的光谱观测与研究

仙女星系(M31)是距离地球最近的大型旋涡星系,与银河系结构相似且质量相当,对M31天体的光谱观测与研究有助于理解银河系以及一般星系的形成与演化历史。整理了自20世纪以来天文学家对M31中天体的相关光谱观测与研究成果,共涉及了M31中5 000余个发射线天体、2 000余个星团、6 000余颗恒星、1 000余颗新星以及核球和盘上的星族的光谱。恒星光谱观测由早期的以超巨星为主发展到近20年更大样本以及更多类型,其中红巨星被用于研究M31星系盘和晕的性质及子结构。发射线天体通常被应用于M31质量测定、运动学分析和恒星演化的研究。M31星团的研究集中于金属丰度和运动学性质,以及利用视向速度测定M31位力质量。对M31中心星族的研究主要集中于核区的星族组成和运动学分析,其中运动学研究结果更支持核区的偏心盘模型。最后,介绍了郭守敬望远镜对M31天体的光谱观测与相关科学研究。     

局部对流和非局部对流太阳模型的绝热振动频率

研究和比较了熊大闰的非局部对流和局部对流太阳包层模型的本征振动频率,观测与理论振动频率之间的差别小于1％．它们分为两个分立的群:对l≥60的模,其观测与理论本征振动频率的差完全分布在一条狭窄的倾斜带状区域之内,这说明理论太阳对流区模型大致反映了太阳在r=(0．70-0．95)R⊙这一区域的真实结构,理论与观测频率误差来自外层区域;对于l<60的模,理论的振动频率要比观测的振动频率小,这意味着在对流不稳定区上部的区域温度偏低．另一方面局部对流包层模型的频率差比非局部对流包层模型的频率差更为弥散,中低频端(v<3000)两者差别不大;而在高频端(v≥3000)局部对流包层模型的频率比非局部的频率要高,这意味着局部对流模型在对流区之下的辐射区的温度比非局部对流模型温度要高,非局部对流模型比局部对流模型更接近观测．     

AGB星的超星风与热脉动的研究

至今国际上对ＡＧＢ星的超星风、热脉动及振动的理论研究工作中都忽略了湍流压的存在，然而对于一个整个外壳都处于完全对流的ＡＧＢ星，湍流压是存在的，并且由于湍流压的存在将对气体压强、密度、温度以及各热力学量产生影响，因而对ＡＧＢ星的超星风、热脉动及振动产生影响。本文以恒星结构演化理论中常用的混合程对流理论为基础，给出了湍流压以及考虑湍流压情况下恒星内部物态方程和各热力学量的表达式，并给出了判别恒星外壳产生动力学非稳定性的判据，并在此基础上研究了质量为２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙的恒星从主序到ＡＧＢ星的演化。目的是研究有湍流压情况下ＡＧＢ星的超星风及热脉动的机理。结果表明，对于７Ｍ⊙恒星，在红巨星及ＡＧＢ阶段，湍流压可以达到总压强的３０％，并且对恒星的结构产生重要影响，对于２．８Ｍ⊙恒星，在红巨星及ＡＧＢ阶段影响较小。由于湍流压的作用，２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙恒星在ＡＧＢ阶段和红巨星阶段，靠近表面的区域会出现动力学非稳定性，造成物质向外喷流，这就是ＡＧＢ星和红巨星产生强大星风的物质损失的原因。研究还表明，湍流压效应造成７Ｍ⊙ＡＧＢ星的氢燃烧壳层产生主周期为５０年的脉动现象，同时使氦燃烧壳层的热脉动提前发生和周期变短     

晚型星系金属丰度与自转速度的关系

星系物质化学组成的研究不仅对于理解有关星系形成和演化的各种物理过程具有重要意义，而且还可以对星系形成和演化的各种理论模型提供重要的约束。随着观测技术及理论工作水平的不断提高，利用星系的大量观测资料来系统地研究星系化学组成与星系宏观性质之间的关系将成为可能。星系金属丰度与光度之间的强相关性以及晚型星系金属丰度与自转速度的关系即是其中最有意义的内容之一。全面回顾了星系金属丰度与星系宏观观测性质间关系的研究历史，重点评述了晚型星系金属丰度与自转速度关系的最新研究进展，详细讨论了目前对此类关系的物理解释及其对星系形成和演化模型的影响。     

2.8M⊙碳AGB星的形成和演化

在混合程对流理论基础上建立了湍流压的恒星结构与演化理论,以及在对流外壳中出现动力学非稳定性的判据。在此基础上研究了初始质量为2.8M⊙的星族I恒星从主序星到碳AGB星的质量非守恒演化。结果表明,在RGB星和AGB星阶段,靠近恒星表面区域内湍流压可以达到总压强的30％。且湍流压效应可能是导致RGB星和AGB星靠近表面区域产生了动力学非稳定性,从而造成物质向外逃逸的原因,我们认为湍流压效应可能就是造成有效温度低因而辐射压也低的RGB星产生强星风,以及AGB星产生超星风的物理原因,还发现当氦燃烧层源厚度与层源质量的比值小于0.04R⊙／M⊙时,层源内会出现热核反应的非稳定现象,即出现热脉动,且2.8M⊙AGB星经过6次热脉动后,恒星表面的C／O超过1,恒星演化成碳AGB星。     

星系金属丰度的研究进展（I）：定标方法

金属丰度是表征星系特征的重要参量，对于理解星系的形成与演化具有重要意义．随着观测设备的不断完善与发展，已经获得越来越多的星系（包括近邻星系、中等红移及高红移星系）金属丰度的观测资料。在光致电离模型方面也取得了很大进展．这些对于理解星系中金属及恒星成分的累积历史有非常重要的作用．有多种方法可以用来估计星系的金属丰度（主要是星际介质中气相的O丰度），介绍和评述了估计星系的O丰度的多种方法，包括电子温度的方法、R23方法以及其他一些“强线”比值的方法，并给出了相应的解析公式，同时介绍了电离星云的物理本质及由光致电高模型估计星系金属丰度的方法．还给出了估计星系的C和N元素丰度的方法．