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.     

球状星团M4中另一颗周期约一天的小变幅新红变星

A66是位于球状星团M4红巨星支最底部(近亚巨星支顶部)的一颗红星．按其在C-M图上的位置,A66可能是星团成员．目前尚无自行或视线速度的测定．发现A66为一小变幅的新变星,周期约一天, v波段的总变幅约0．05等．但是,如果自行或视线速度测定证实为其成员星,那么变光的原因也许不是脉动．因为按照熊氏理论,这样低光度的红星其脉动周期不可能长于0．1天．对于A66这样的周期和变幅,又很难想像变光原因是黑子星的自转或EW型双星的交食．或者,A66不是星团成员．     

仙王座β型变星的观测特性和脉动激发机制

仙干座β型星是上部土序的一类短周期变星,它们的脉动起因是一个长期使人困惑的问题。本文评述了仙干座β型星的一些观测特性,如物理参数,不稳定带在赫罗图中的位置,演化阶段,周期和脉动模式等。我们同时也讨论了几个脉动激发机制,即恒星通过什么途径使别的能量转化为脉动的机械能。机制分深层和包层两类,重点讨论了不透明度机制。     

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=0.0005,z=0.001,z=0.005,z=0.01和z=0.02这样一个大的金属丰度跨度下，质量为15M⊙，20M⊙和30M⊙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，M33以及MW中的RSGs做比较。对于LMC和M33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，即随着金属丰度的增加，有周期增加、光度下降的趋势。一个近似的改正δMbol-0.83δlgZ，对于决定河外星系的距离相信应该有所改善。     

上部主序星非径向脉动不稳定模

根据非局部和非定常恒星对流理论,计算了质量3～30 M_⊙恒星演化模型低球谐阶(l=1～4)p4～g39非径向模的线性非绝热脉动,研究了对流对非径向脉动的影响.结果表明,对流对恒星非径向脉动稳定性有不可忽略的影响.然而假若不关注单个恒星和单个振动模的细节,从总体上粗略地看,理论的脉动不稳定区的大致位置和范围并未受到对流的明显影响.     

δScuti型变星的观测与模型(英文)

本文报告了δScuti型变星V6 5 0Tau的测光研究结果并讨论了这类变星振幅的变化。根据Arets2 0 0 0的综述“通过谱线变化做模式证认” ,介绍了光谱观测研究δScuti型变星的方法。最后介绍了熊大闰和邓李才的理论模型及δScuti型变星理论的脉动不稳定带     

半相接双星室女座UW轨道周期变化的物理机制研究

对大陵五型半相接双星室女座UW的轨道周期变化进行了分析.结果表明该星的轨道周期在长期快速增加(dP/dt=+1.37×10-6天/年)的同时也含有周期为62.3年的周期性变化.利用Brancewicz和Dworak在1980年给出的基本物理参量,对引起轨道周期变化的物理机制进行了分析研究.分析表明一个质量为Ms>0.94M⊙的第三天体的光时轨道效应能对轨道周期的周期性变化成份作出解释.由于在观测上没有发现这个第三天体存在的信息,它有可能是一个致密天体(如白矮星等).轨道周期的长期增加成份可解释为由次星到主星的物质交流引起(dM2/dt=1.43×10-7M⊙/年),这与该系统次星充满的半接几何结构是相一致的.但是,根据双星演化理沦,大陵五型半相接双星应该处于以次星的核反应时标进行物质交换的慢速物质交流演化阶段,而分析发现该星的轨道周期变化时标远小于次星的核反应时标,但接近于次星的热力学时标,揭示了(1)这颗双星处于以次星热力学时标进行物质交换的快速物质交流演化阶段;或(2)系统的星周物质要通过角动量交换对轨道周期的快速增加做贡献.     

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.     

球状星团中低光度红巨星的脉动稳定性

利用一种非定常的恒星非局部对流理论,对球状星团中低光度的红巨星进行了线性非绝热脉动理论计算．结果表明,对所有温度高于约5400 K模型的基音到4阶泛音都是脉动稳定的．随着恒星光度的增大,低阶泛音也变得脉动不稳定．对中低光度的红巨星,脉动稳定性非常低,接近中性稳定．因此他们将是不变星或非常小振幅的短周期变星(P<2天)．     

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。     

球状星团M3水平支脉动不稳定带红边界附近的小变幅变星

半个世纪以前,Ｒｏｂｅｒｔｓ 和Ｓａｎｄａｇｅ 在验证Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ 的理论发现时,在水平支ＲＲＬｙｒａｅ 变星缺口段的红端发现了两颗小变幅的变星。当时定不出类型,标以“？”。以后Ｓａｎｄａｇｅ 在做ＲＲ Ｌｙｒａｅ 变星统计研究时,竟不加解释地当作ＲＲａｂ 型星处理。半个世纪之间,没有人对这颗星的反常加以注意。我们用国内的ＣＣＤ 观测,又发现了一颗类似的小变幅变星,但变幅更小,周期更长。这颗星与以前发现的两颗一起,似乎构成ＲＲ Ｌｙｒａｅ 星的又一个次型。现有的变星脉动理论还不能对之加以解释。我们预计,这将再一次推动脉动理论发展。     

δScuti变量和相关天体

δScuti型变星是赫罗图上A3-F5区间的主序及其以上的一种周期短于0.3d的单周期或多周期小变幅脉动变星，与它们相关的变星有矮造父变星，γDol变星，蓝离散星，金属线星，A型特殊星，λBoo变星的δDel变星，有些赫比格Ae/Be星也存在类似的脉动，对自1964年起的研究工作进行了系统的总结，给出了1995年后新发现的相关变星数和最可靠的周期变化表，提出应当用双星轨道光时效应来解释实测得到的变星周期变化中的幅度很大的成分，统计表明自转越快变幅越小，因此年轻星团中不可能存在大变幅变星，变幅随周期的分布有3个极大值，最大变由是周期0.17d处的1.0mag，恒星系统内变星的平均周期越短系统的年龄越大，金属丰度也越低。     

Mira变星拱星包层的温度结构

我们研究了Mira变星拱星包层的温度结构。假设Mira变星拱星包层由气体和尘埃颗粒两种成分组成,气体为理想气体,并有稳定的和球对称的径向向外流动;我们研究了拱星包层气体的加热机制和致冷原因,根据拱星包层气体的质量、动量和能量守恒方程及多方膨胀过程方程,通过计算得到了拱星包层气体温度所满足的温度方程。这个温度方程对于Mira变星拱星包层有普遍意义。对于典型的Mira变星我们进行了数值计算,得到了温度曲线。与观测得到的温度曲线比较表明,理论模型与观测事实相一致。     

激变变星Ⅴ1159 Ori 和BZ UMa 的测光研究

Ⅴ1159 Ori 是SU UMa 型中 ER UMa 亚型激变变星,BZ UMa 介于 U Gem 型和 WZ Sge 型之间,但又具有 SU UMa 的周期特征,存在争议.在2008年2月24日和 25日,用云南天文台 1 米 RCC(Ritchey-Chretien-Coude)望远镜对两者的测光观测显示: Ⅴ1159 Ori 在正常爆发的下降阶段存在 superhump,这为 superhump 现象普遍存在于 ER UMa 型星中提供了观测证据;BZ UMa 观测时处于爆发极大,并未观测到确凿的 superhump 周期,而 AAVSO(American Association of Variable Star Observers)近年的 BZ UMa 观测亦从未发现明确的 superhump;两者均表明 BZ UMa 可能并非 SU UMa 型星.基于星等变化幅度考虑,BZ UMa 较 WZ Sge 更为接近.     

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.     

狮子AD星的光电监测和宁静期光变

狮子AD(AD.Leo)是一个耀变十分频繁的耀星。本文通过对观测的分析,认为该星宁静期光度有高、低态之分,低态很可能是由大面积低温区引起的。     

狐狸座BW星脉动周期变化的再分析

本文收集了BW Vul迄今已知的全部光度极大发生时刻,在认真分析不同资料来源可靠性的基础上,只选用那些观测精度较好的光电测光资料共166个光度极大时刻实测值。对这些数据进行周期分析后求得该星的光度极大时刻可用公式(按日心儒略日计算): T_(max)=HJD2428802.7250+0.201027291E+9.35×10~(-11)E~2 ±16 56 ± 5来很好地加以描述。以前所认为的周期突变或长周期性变化,完全是可信度极差的观测资料引入的假象。按上述公式处理后的(O—C)值仍有±0.007天左右的无规起伏,可能主要是由观测误差引起的,但也不排除一部分是真实的,即说明脉动周期不是绝对严格的。     

TESS空间卫星单扇区变星的周期性研究

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)空间卫星提供的短曝光、高精度光度测量为寻找并区分变星与搜寻行星提供了良好的数据.利用变星源的光变曲线,使用周期频谱分析与光变折叠等一系列方法分析了TESS空间卫星21扇区19995颗拥有高质量光变数据的目标源,并对这些源进行了分类,共获得4624颗变星,其中食双星322颗、脉动变星470颗、行星凌星37颗.所得变星结果与VSX (The International Variable Star Index)变星表进行了交叉比较,共交叉匹配了625颗变星源,这些交叉源中共有131颗为食双星系统、31颗为脉动变星,并通过周期频谱分析获取了双星绕转以及脉动周期.另外在59颗变星中发现明显耀发现象,交叉源中有8颗变星为行星凌星并同样通过周期频谱分析获取了行星绕转周期,从而验证了TESS空间卫星数据对变星分析的可行性.通过利用TESS空间卫星21扇区获得的变星周期结果与VSX变星表中提供的变星周期对比,发现与VSX变星表中绝大部分变星的周期一致,有一部分结果与VSX变星表中的结果差别较大,对这些变星周期结果做了进一步修正,并给出了变星表未列出的变星周期结果.     

Mira变星拱星包层速度流场的二流模型

我们研究了Mira变星拱星包层速度流场的二流模型。根据拱星包层中尘埃颗粒及气体的连续性方程和动量方程,并假定气体的膨胀过程为多方膨胀过程,通过计算,我们分别得到尘埃颗粒及气体的速度流场、以及尘埃颗粒和气体之间的牵连速度。与观测事实比较后表明,我们得到的尘埃颗粒及气体的速度流场都与观测事实相一致。用我们得到的气体的速度流场估算了Mira变星的质量损失率为1.19×10~(-6)M_⊙/年,这也与已知的观测事实相符。     

对Archer发现的17颗变星的光电观测

在1984年2—3月,用美国McDonald天文台91cm反射镜的UBV测光系统和云南天文台35厘米反射镜V色测光系统,对Archer 1959年在后发座用照相方法发现的24颗变(双)星中的17颗进行了观测研究,全部没有大于0~m.07的光变,其中12颗的连续观测时间长于半个周期以上,因而至少它们不是原定周期和变幅的那种变星。其他5颗或Archer未给周期,或观测复盖不够半个周期,未能肯定。最后给出这些星和比较星的星等和色指数。