湍流压对中小质量恒星后期演化的影响：（Ⅰ）湍流压,物态方程及热…

本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。在此基础上研究了质量为２．８Ｍ和７Ｍ的恒星由主序演化到红巨星和ＡＧＢ星阶段其湍流压的大小。结果证明，在红巨星和ＡＧＢ阶段，靠近恒星表面区域内湍流压可以达到总压强的３０％。     

湍流压对中小质量恒星后期演化的影响(I)湍流压、物态方程及热力学量的计算

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．在此基础上研究了质量为２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙的恒星由主序演化到红巨星和ＡＧＢ星阶段其湍流压的大小．结果证明，在红巨星和ＡＧＢ阶段，靠近恒星表面区域内湍流压可以达到总压强的３０％．     

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。     

8M_■恒星演化过程中湍流应力作用效果的分析

以恒星结构与演化理论中常用的混合程理论为基础,将湍流作用表现出来的宏 观应力引入恒星结构与演化模型中的流体静力学平衡方程．通过计算8M(?)恒星从主序星 到早期AGB星演化过程中湍流应力梯度与引力的比值来研究湍流作用对恒星演化与结构 的影响．结果发现:在核燃烧阶段其比值很小,湍流作用几乎可以忽略;但在RGB和早 期AGB演化阶段,发现在恒星外部存在一个湍流应力梯度为引力的几倍到几十倍的很小 区域,而该小区域以外的对流区内湍流作用力能达到引力的65％,这些对AGB星的中心 温度变化与热脉动发生的时间等恒星结构与演化规律有不同程度的影响．     

8M⊙恒星演化过程中湍流应力作用效果的分析

以恒星结构与演化理论中常用的混合程理论为基础，将湍流作用表现出来的宏观应力引入恒星结构与演化模型中的流体静力学平衡方程．通过计算8M⊙恒星从主序星到早期AGB星演化过程中湍流应力梯度与引力的比值来研究湍流作用对恒星演化与结构的影响．结果发现：在核燃烧阶段其比值很小，湍流作用几乎可以忽略；但在RGB和早期AGB演化阶段，发现在恒星外部存在一个湍流应力梯度为引力的几倍到几十倍的很小区域，而该小区域以外的对流区内湍流作用力能达到引力的65％，这些对AGB星的中心温度变化与热脉动发生的时间等恒星结构与演化规律有不同程度的影响．     

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.     

恒星内部的贯穿对流(英文)

贯穿对流是恒星演化理论长期未获很好解决的理论问题。尽管它已有近五十年的研究历史 ,但至今人们对贯穿对流仍存在很多的错误的理解。究其原因是因为人们对贯穿对流的理解依然停留在唯象的混合长理论图象上。根据一种非局部对流理论 ,我们揭示了贯穿对流区的结构。在太阳下部的贯穿对流区 ,温度梯度是亚绝热的 ,但是是超辐射的。本文还对恒星对流理论给出了一个简短的评述。     

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     

非局部对流理论及其在太阳模型中的应用(英文)

在Li&Yang (2 0 0 1 )所给出的局部对流理论的基础上 ,我们进一步采用梯度型方案给出了非局部对流理论 ,并将它用于太阳模型中。这一理论考虑了恒星对流区内的非局部效应 ,它得到了一个与原来用混合长理论或局部理论给出的结果有所区别的对流区 ,扩散效应很明显。但是 ,目前我们的理论还不能处理时间相关的对流以及对流超射等问题。这些问题将在后续工作中加以考虑。当把这一理论应用于太阳模型中时 ,我们发现它对标准太阳模型的改正非常微小。我们讨论了这一现象 ,并对其加以解释     

湍动对流与变星脉动稳定性

对低温变星的脉动激发机制中的一些争议问题进行了评述:(1)大多数人相信γDoradus型变星是由所谓的阻塞对流机制所激发.研究表明,γDoradus和δScuti变星的激发机制不存在任何实质性的差别,他们是更大一类δScuti-γDoradus变星的2个次群:δScuti变星是p模脉动子群;而γDoradus是g模脉动子群.(2)大多数人相信太阳5分钟振荡和恒星的类太阳振荡被对流所阻尼,他们是由所谓湍流随机激发机制驱动的.研究表明,对流并非单纯只是脉动的阻尼机制,否则无法解释Mira变星和类Mira变星.利用非局部和非定常的恒星对流理论,不仅可以重现δScuti和γDoradus脉动不稳定区,也可重现低光度红巨星的类太阳振荡和高光度红巨星的类Mira振荡特性.     

恒星结构与演化理论中几个感兴趣的问题(上)

本文介绍了恒星结构与演化理论中两个感兴趣的问题:非局部对流理论与非守恒密近双星演化问题。     

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.     

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．     

一种修正的局部混合长理论

按照通常的局部混合长理论,在红、黄巨星和超巨星对流区的顶部将出现超声速对流。作者对此提出了质疑,并提出了一种修正的混合长公式。与传统的理论相比,对具相同质量、光度和有效温度的恒星,新理论预期一较浅的对流区,超声速对流也被有效地抑制了。其结果是在ＨＲ 图上,红超巨星支向低温方向移动了１００４００Ｋ;而对中低光度恒星的结构和演化性质却没有任何可察的影响。     

恒星内部的超声速对流区

依传统的局部混合长理论进行了对流包层模型计算,在黄红巨星和超巨星对流区的顶部出现超声速对流的情况,这与局部对流理论本身是不自恰的．文章详细分析了恒星大气超声速对流的成因,并按照星族Ⅰ恒星的演化轨迹,在赫罗图上给出了出现超声速对流的区域．其结果是。在演化过程中, (1)低质量星基本不出现超声速对流; (2)中等质量星的超声速对流主要出现在3．6相似文献   

关于太阳底部贯穿对流区的延伸程度

众所周知 ,贯穿对流对恒星演化有至关重要的影响 .然而至今对此问题尚无完善的理论处理方法 .尽管该问题已经取得了很大的进展[1-4 ] ,但在恒星演化计算中处理贯穿对流最广泛的仍是某种唯象的混合长理论[5,6] .日震学提供了一个探测太阳内部结构的强有力手段 ,它对恒星对流理论给出了一个严格的限制 .　　在过去几年中 ,利用日震方法探测太阳对流区之下贯穿对流区的结构引起了人们的特别关注 .所有的理论研究都是根据这样一种简单的唯象贯穿对流模型[5-9] :在稍许高于绝热温度梯度的对流区的下方 ,紧贴着的是一个稍许低于绝热温度梯度的贯穿…     

太阳大气铍丰度的衰减

Li和Be轻元素在温度仅几百万度时就因核反应而遭毁坏,因此它们是恒星演化过程的外层对流混合延伸程度很好的一种示踪。基于这种考虑,我们曾计算过太阳包层模型Li的衰减,得到一个同时满足日震学太阳对流区深度和太阳Li丰度观测要求的非局部太阳对流包层模型[1].Li丰度给出了一个非局部对流混合延伸程度的上限。     

大质量恒星演化研究

由于高光度和高质量损失率等特性，大质量恒星在星系形成和演化等现代天体物理学的研究中扮演着重要的角色。自上世纪中叶以来，恒星物理研究揭示了大质量恒星内部结构和演化的主要特性，并且构造了一些大质量恒星的演化模型。然而，近年来对大质量恒星的观测表明，已有的这些理论演化模型与观测结果之间存在着严重的分歧。在主导大质量恒星演化最主要因素(即质量损失、内部对流等问题)的处理上，现有的理论有很大的缺陷。综述了目前对上述这些问题的研究现状，并探讨了今后的研究方向。     

关于恒星大气超声对流的注释

1引言尽管有诸多的不满之处,由于其物理上的直观性和应用上的简单性,至今混合长理论仍几乎是唯一一个广泛用于恒星结构、演化和脉动计算的恒星对流理论.混合长理论预言,在红、黄巨星和超巨星大气中,对流是超声速的.我们曾指出,混合长理论隐含了一个假定,对流是亚声速的.对于超声速对流,无论从物理的真实性,还是从混合长公式的数学表述来看,混合长理论都是不正确的.因此超声对流的真实性是存在问题     

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)．