恒星天文学之父——威廉·赫歇尔

欧洲计划在2009年发射“赫歇尔”（Herschel）空间望远镜,其镜片直径达3.5米,远超哈勃空间望远镜（镜片直径为2.4米）,它将成为有史以来最大的空间望远镜。威廉·赫歇尔是18世纪著名的天文学家,他不仅发现了天王星,还开创了恒星天文学,他研究并假设（某些）星云是由恒星组成,提出著名的恒星演化学说;他不仅在天文望远镜的发展史上留下永不磨灭的足迹,而且是当时最伟大的观测天文学家,为恒星天文学的建立奠定了第一块基石,在天文学史上他被誉为“恒星天文学之父”。     

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。     

M型恒星周围系外行星统计研究

M型恒星(M dwarf)是主序星中质量较小的恒星,也是银河系中数量最多的恒星类型,在其周围形成的行星通常距离主星较近,宜居带也比F、G、K型恒星更靠近主星,更有利于发现系外宜居行星.研究表明, M型恒星周围平均存在2.5颗小质量行星,约为F、 G、 K型恒星的3.5倍,但M型恒星周围巨行星的出现率(occurrence rate)则比F、 G、K型小一个量级.基于M型恒星周围发现的401颗行星的参数开展了统计研究,发现质量越大的行星平均轨道半长径越大.类地行星约占行星总数的74%,且轨道半长径均小于1 au,其中28颗行星具有潜在宜居性.根据行星质量-半径关系,在质量等于4倍地球质量(M⊕)处存在一拐点,除少数几颗行星外,大部分小于该质量的行星可能都是由约65%的硅酸盐和约35%的铁组成,大于该质量的行星半径则随质量增加而迅速增大.约60%的M型恒星周围的行星位于多行星系统且轨道分布紧密,相邻行星轨道在3:2、5:3及2:1等平运动共振位置处存在峰值. M型恒星的多行星系统形成与演化等问题对现今的行星形成理论提出了新挑战.     

恒星形成过程中的天体物理现象

恒星形成于分子云环境中。近30多年的观测研究使得天文学家对小质量恒星的形成有了相对明确的认识：小质量恒星通过坍缩、吸积和外向流的路标而形成。至于大质量恒星，其形成过程还存在着许多不确定因素，现有的观测证据表明：大质量恒星也可能通过坍缩、吸积和外向流的路标来形成，但也不排除在星团中通过中小质量恒星聚合而成的因素。大质量恒星形成与致密电离氢区(UCHII)成协较好，而与大质量恒星形成区成协的分子云环境中，既有大质量恒星也有小质量恒星形成。综述了恒星形成各个阶段的观测结果和研究现状以及成协的天体物理环境情况。未来的观测和研究重点在于，大质量恒星形成以及星团环境中的恒星形成。     

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 ,恒星结构和演化模型将是二维模型 ,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     

太阳系外恒星行星系统的探测与研究进展

随着对外太空探索脚步的加快，人类开始对与太阳系具有相似结构的恒星行星系统越来越感兴趣，因为它们有可能也拥有智慧生命。简单介绍了目前地外恒星行星系统的探测情况，分析了现在比较常用的几种探测方法的可行性和适用范围，重点讨论了利用视向速度法得到的结果及其意义。近年来，各种探索地外行星的小卫星的升空以及探测技术的进步使得大批高质量数据获得成为可能。可以预见，在未来几年内，地外恒星行星系统的探索将会进入一个蓬勃发展阶段。     

银盘恒星的年龄-金属丰度关系研究

该文回顾了恒星的AMR(年龄-金属丰度关系)研究的历史,评述了研究的现状;介绍和比较了确定恒星年龄和金属丰度的有关方法;分析和讨论了最近有关AMR研究的4个大样本工作,分别利用每两样本之间的共同样本星,详细比较了它们分别给出的恒星年龄、金属丰度和AMR;结果表明样本的选择效应以及确定恒星年龄和金属丰度的方法或采用参数的不同都会影响AMR.通过比较选取了恒星年龄比较一致且金属丰度精度相对较高的2个样本,分别包括4 007和1 042颗恒星,用纯运动学标准确定了各自的星族成分,分别讨论了薄盘和厚盘恒星的AMR,结果显示厚盘恒星的存在明显的AMR,而薄盘恒星的A:MR不如厚盘那么明显,也提出了进一步研究AMR需要开展的几项工作.     

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。     

恒星内部电荷屏蔽对β衰变率的影响

针对低能反应和共振跃迁,分析了在恒星内部电荷屏蔽对β衰变率的影响．对共振跃迁的分析是基于核的壳层模型．作为例子,详细计算了电荷屏蔽对56Cr的β衰变的影响．结果表明:在较低温度和高密度下,电荷屏蔽使β衰变率有明显的增加。这对恒星晚期演化和超新星爆发研究可能会有重要的影响。     

Mechanism of Mass Loss of Stellar Wind for Medium-mass Stars

Along with the considerations of the effect of constraint of gravitation on the matter loss of stellar wind and the disturbances of the radiation pressure and turbulent pressure on it, by introducing the mechanism of compressible flow, the effect of promotion of the convective region in stellar outer shell on the matter loss of stellar wind is investigated. Hence a new formula of matter loss of stellar wind is established. After this and via the computation of the rate of mass loss of stellar wind in the theoretical model of 3∼5M? stars, the following is revealed. From the main sequence up to the stage of termination of central helium-core burning, the rate of mass loss of stellar wind calculated with the new formula agrees almost completely with that given by the classical formula. But in the TP-AGB stage the stellar model calculated with the new formula of mass loss of stellar wind is not affected by luminosity and gives rise to the persistent and large matter loss of stellar wind. This rather well agrees with the results of actual observations.     

天文教育I: 万有引力与天体物理

分别从物理学和天文学角度引申出天体物理学科, 特别关注万有引力在其中扮演的关键角色. 无论在综合性大学亦或理工科院校, 天文教育均有益于提高学生的科学和人文素养, 而天体物理则是天文学的主要内涵. 介绍了作者讲授``天体物理''课程的相关信息以及个人认识. 最后, 以大气簇射mu子产生、啾质量、宇宙加速膨胀等教学案例结束, 侧面诠释了作者的``天体物理''教育理念.     

Spatial Structure of Regular and Chaotic Orbits in A Self-Consistent Triaxial Stellar System

We created a triaxial stellar system through the cold dissipationless collapse of 100,000 particles whose evolution was followed with a multipolar code. Once an equilibrium system had been obtained, the multipolar expansion was freezed and smoothed in order to get a stationary smooth potential. The resulting model was self-consistent and the orbits and Lyapunov exponents could then be computed for a randomly selected sample of 3472 of the bodies that make up the system. More than half of the orbits (52.7 % ) turned out to be chaotic. Regular orbits were then classified using the frequency analysis automatic code of Carpintero and Aguilar (1998, MNRAS 298(1), 1–21). We present plots of the distributions of the different kinds of orbits projected on the symmetry planes of the system. We distinguish chaotic orbits with only one non-zero Lyapunov exponent from those with two non-zero exponents and show that their spatial distributions differ, that of the former being more similar to the one of the regular orbits. Most of the regular orbits are boxes and boxlets, but the minor axis tubes play an important role filling in the wasp waists of the boxes and helping to give a lentil shape to the system. We see no problem in building stable triaxial models with substantial amounts of chaotic orbits; the difficulties found by other authors may be due not to a physical cause but to a limitation of Schwarzschild’s method.     

Superassociations and Stellar Complexes in Galaxies

The basic characteristics of stellar complexes and superassociations, as well as the differences between these kinds of gigantic groups of young stars, are discussed. The main difference is that superassociations are the result of induced (triggered) star formation, while the stars and clusters in stellar complexes develop as a result of the spontaneous processes typical of galactic gaseous disks.     

空间星震学观测-国外项目与中国方案

介绍了恒星星震学研究的内容和目的以及国际上该领域的研究和最新进展 ,阐述了空间星震学观测的科学意义 ;在对国外空间星震学观测项目进行综述之后 ,提出了一个中国空间星震学观测方案。     

OPAL不透明度对恒星结构和演化模型的影响

本文利用国际上最新公布的OPAL不透明度表及相应的化学丰度，计算了三颗不同初始质量的星族互恒星的非守恒演化模型，并和过去长期采用的LAOL不透明度的结果进行详细比较，得出以下主要结论：（1）恒星HR图中的演化轨迹光度降低，主序位置明显向红方向移动；（2）恒星中心H，He燃烧寿命大大延长了；（3）小质量星氢燃烧核和对流核都变小，大、中质量星的中心对流核和燃烧核都有所增大；（4）恒星中心温度－密度关系基本不受影响．