第一代恒星的观测和研究进展

第一代恒星（星族Ⅲ恒星）标志着宇宙从暗物质时代到现在已知的宇宙的转折点。目前对第一代恒星（星族Ⅲ恒星）的观测结果表明，在银河系中还没有发现零金属丰度的恒星，金属丰度[Fe/H]≤-2.5的恒星极少。由于近几年的BPS巡天，银河系中已知的极端贫金属丰度的恒星数目大大增多。目前，可探测到的极端贫金属星的金属丰度[Fe/H]最低约为－4．1。金属丰度在－4到－3之间的恒星大约有100多颗，这些恒星的运动学特性非常类似于其它晕星。然而还没有发现第一代恒星，或金属丰度[Fe/H]≤-5的恒星。关于第一代恒星的形成过程、初始质量函数以及存在于银河系的什么地方，都还没有任何直接的证据。但第一代恒星确实存在。第一代恒星这个谜一般的实体，向观测和理论天文学家提出了巨大挑战。为探测和预言银河系中的第一代恒星，天文学家提出了许多观测方案和理论模型。对有关第一代恒星在观测和理论研究上的进展进行了综述。     

银河系化学演化研究进展

银河系的形成与演化是天体物理学研究的重大前沿课题,银河系的化学演化在其中更具有极其重要的地位。随着观测资料的不断积累和理论工作的不断深入,银河系化学演化的研究取得了一系列进展。在观测方面,从太阳附近区域,整个银盘,银晕和核球等方面简要回顾了银河系化学演化模型主要观测约束的近期结果;在化学演化模型方面,回顾了银河系化学演化研究的发展历程和近期进展,并对未来的研究进行了展望。     

银盘恒星运动学和化学丰度与银河系结构

大样本的银盘恒星的运动学数据和元素丰度特征是研究银河系结构及演化，尤其是银盘形成和演化的2个重要探针。本文首先介绍了银河系的总体结构特征，然后较详细的综述了以上2个探针的重要性。对我国LAMOST项目在研究银河系结构方面，尤其是银盘的形成和演化方面的能力作了合理的分析。     

星族合成

以简单星族为例介绍了演化星族合成的算法，并总结了在演化星族合成中常用的恒星演化库，光谱库，初始质量函数和合成判据，最后简要讨论了目前星族合成中仍存在的问题。     

演化的星族合成方法

演化的星族合成方法是在给定恒星形成率和初始质量函数的前提下，利用理论的恒星演化轨迹和恒星光谱库得到的组合特征（光谱，光度），拟合星系、星团等恒星复合天体的观测特征，给出其中星族组成的一种有效方法。对演化的星族合成方法在天体物理研究中的重要意义及其原理和算法以及影响演化星族合成方法结果的最主要的四个输入量：恒星演化轨迹、恒星光谱库、初始质量函数和恒星形成率进行了评述。     

以星溯银河

近期,欧洲空间局“盖亚”卫星在揭开银河系形成史方面取得了重大突破。之前的研究显示,大型星系(如银河系)一般是由若干较小的星系融合的结果。于是,随之出现了一个新问题:像银河系这样的星系是许多小星系,还是少数稍大些的星系融合产生的?来自荷兰格罗宁根大学的阿米娜·海勒米(Amina Helmi)教授在其学术生涯中主要致力于寻找银河系中可能为我们提供其演化线索的“化石”。她利用银晕中恒星的化学组成、位置和轨道追溯它们的历史,并由此识别出塑造早期银河系的各个”融合者”的身份。     

银河系核球中垂向金属丰度梯度的一种可能的动力学起源机制

研究发现,即使在银河系长期缓慢演化的过程中,其核球中依然可能存在垂直的金属丰度梯度。该结果反驳了早期研究中认为的银河系核球中长期缓慢演化的过程会消除任何存在的化学丰度梯度的观点。通过使用一个模拟银河系薄盘的多体数值模拟模型得出该研究结果,该模型能自洽地通过盘的棒不稳定性和屈曲不稳定性形成一个盒状/花生状的核球,并结合化学-动力学模型,分析银河系核球中化学成分的演化。在该演化模型中设定了一个初始的径向金属丰度梯度(-0.3 dex/kpc),通过长期缓慢的演化过程,其核球部分呈现出与观测相符的垂直金属丰度梯度。对此一种可能的解释是,星系盘的金属丰度分布在长期缓慢演化的过程中经历了“两步”演化过程,首先盘星系初始半径较大的贫金属粒子在径向混合的过程中产生了更大的径向速度弥散,然后由于核球的屈曲不稳定性演化,垂向速度弥散最终会保持与径向速度弥散的一定比值(约0.8)。这个机制导致贫金属粒子在演化过程中能占据更大的垂向范围,从而形成核球的垂直金属丰度梯度。银河系核球动力学模型通过简单的化学-动力学过程揭示的核球金属丰度演化机制,应在包含更复杂的核球演化机制的模型中同样存在。此外,还通过化学动力...     

银河系分子云总体性质的研究及恒星形成区成协天体的探测

综述了作者通过＾１３ＣＯ观测示研究银河系分子云总体特征和展示大尺度结构，以及探测恒星形成区新成协天体。评述了研究结果及其应用和有关研究课题的深入与发展，并与同类工作作了比较。     

解决G矮星问题的银河系化学演化三成分模型

为解释名的Ｇ矮星问题,提出银河系化学演化的三成分模型,即由银晕、厚盘和薄盘所构成的演化模型。相邻演化阶段间隔着一个快速坍缩过程,对不同星族成分的演化过程分别进行模拟,并在总体上得到一个太阳附近区域的Ｇ矮星丰度分布函数,检验了三种不同的模型：初始富化模型、比例生成模型和坍缩模型,利用最小二乘拟合得到最佳模型的参数。结果表明,太阳附近区域的化学演化受物质交换的影响较小,至少在银河系演化的晚期,可将太     

中等质量恒星在赫罗图中由E-AGB星进入TP-AGB星的分界点

通过对3～10 M_☉恒星在赫罗图上演化轨迹的研究,分析恒星内部氦壳层燃烧峰值处能量、密度、温度、氦壳层表面光度与恒星表面光度比及恒星半径的变化,给出了中等质量恒星由早期AGB星演化至热脉冲AGB星阶段在赫罗图上的分界点,与119颗碳星的观测结果吻合得相当好.同时提出:在恒星演化至该分界点之后,其星风物质损失公式可能需要引入一个与表面光度无关的量以主导超星风的形成.在此基础上,通过对考虑湍流压效应下5 M_☉恒星的结构和演化及星风物质损失率的分析,发现湍流压在热脉冲AGB星阶段对星风物质损失影响较大,从而使得热脉冲AGB星的湍流压不可忽略,进而提出了影响热脉冲AGB星星风物质损失的可能的物理因素.     

从中子星到奇异星的转变

本文利用广义相对论数值计算研究了从不同物态的中子星到不同物志的奇异星的转变过程．对于热中子星，转变可引起很大的脉冲星周期突变，其大小取决于中子物质的物态，其时标取决于奇异物质的物态．对于冷中子星，转变可产生一类γ射线爆．     

双星系中两子星的自转对双星轨道变化的后牛顿效应

在以前研究的基础上继续研究了双星两子星的自转对轨道变化的后牛顿效应，给出自转对轨道产生的长期摄动效应和周期摄动效应。理论结果表明，两子星的自转对轨道半长轴、轨道偏心率、近星点角和平近点经度均产生周期摄动效应，但对前两个轨道根数不产生长期摄动效,人对后两个轨道根数产生长期摄动效应，并利用理论结果对6颗双星系：EK Cep、GT Cep、NY Cep、V448 Cyg和V451 Oph中两子星的自转对轨道产生周期和长期摄动效应做了数值计算，数值结果显示：对于两个质量较大快速自转的双星系，由此产生的后牛顿铲应是不能忽视的。     

银河系运动学参数的确定

利用 2 0 2个太阳附近疏散星团的视向速度和自行观测资料 ,对太阳的运动和银河系的运动学参数进行了研究。其中 ,距离在 0 .5kpc到 2kpc之间的 12 8个疏散星团对平均太阳运动分量的解算结果是 (u0 ,v0 ,w0 ) =(- 13.8± 1.4 ,- 5 .0± 1.6 ,- 11.6± 2 .9)km/s ;Oort常数和银河系径向运动参数的解算结果分别为 (A ,B) =(16 .9± 1.1,- 11.6± 2 .6 )km·s- 1·kpc- 1及 (C ,D) =(2 .5± 1.1,- 2 .1± 0 .9)km·s- 1·kpc- 1。     

银心区气体分子环的开普勒模型

根据银心区的CO谱线观测 ,对 30 0pc气体分子环提出了一种开普勒模型 :气体分子分布在一个膨胀或收缩的椭圆环上 ,环上的气体分子按开普勒定律绕银心转动。在这样一种模型下 ,气体分子的辐射可以产生类似CO谱线观测的图形。简单讨论了各种模型参数对图形的可能影响     

太阳附近主序星的光度函数

本文作者利用距星星表第三版初始星表分析研究了太阳附的主序星的光度函数，并与用近距星星表第二版所得结果和由测光袖差方法得到的光度函数进行了比较。结果表明，对于绝对目视星等亮于１５．５等的恒星，ＣＮＳ３得到的光度函数可能更接近于真实情况。同时还给出了由ＣＮＳ３得到的巨星和Ａ、Ｆ、Ｇ、Ｋ、Ｍ型主序星的光度函数。     

Seyfert星系NGC4151宽线区的Reverberation Mapping分析

本文利用我们所参与的１９９３年的国际联测光学资料,对ＮＧＣ４１５１的ＢＬＲ进行了后续Ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎ Ｍａｐｐｉｎｇ分析,其中包括ａ）Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ数值模拟检验谱线光变对连续谱光变响应的最可靠的延时时标,ｂ）用正则线性化反演方法解出ＢＬＲ的转移函数。我们分析并具体解释了对ＮＧＣ４１５１的ＢＬＲ尺度的最新测量结果用１９８８年的测量结果存在极其显著差别的原因。     

振动Kuzmin盘中恒星的运动性质

本文研究振动盘中恒星的运动性质．所采用的势模型为它由一种具简单径向振动模态的Kuzmin盘和一种对数晕共同产生．得到的主要结论是：（1）恒星存在稳定且有序的近圆轨道；（2）盘振动对角动量较小的恒星及远离近圆轨道的恒星影响较大；（3）盘中大部分恒星的运动是有序的；（4）远离近圆轨道的恒星一般作混沌运动，并且最终可能逃逸，但在一个Hubble时间内实际逃逸的恒星比例较小；（5）盘振动可能是振动Kurmin盘中某些星团形成并长期维持的机制之一，盘振动幅度越大，盘中星团数目可能越多；在同一个星系盘中，角动量越大的星团数目可能越少．     

贫金属星中子俘获元素的丰度分布

在提出的贫金属星中子俘获元素丰度的计算模型基础上研究1999年新发表的21颗贫金属星的中子俘获元素丰度分布。结果表明，对较重的中子俘获元素理论预测曲线与观测值符合得很好，而对较轻的中子俘获元素二者有所偏离。这表明在贫金属环境下，对较重的中子俘获元素各核合成过程产生的丰度分布与太阳系中相应过程的丰度分布相似，但贡献比例与太阳系不同；而对较轻的中子俘获元素丰度分布与太阳系的丰度分布有所偏离；这也说明较轻的和较重的中子俘获元素的核合成场所不同，即具有不同的核合成机制。同时还特别讨论了丰度观测误差对表征各核合成过程的分量系数的影响。     

一种研究贫金属星重元素丰度分布的方法

以重元素核合成理论及星系化学演化理论所得结论为基础,提出了一种利用３ 种中子俘获过程的典型元素丰度观测值,研究在不同金属度下不同核合成过程对重元素丰度的贡献的方法．由此可以确定ｒ过程与ｓ过程的贡献比例,并可用此方法来计算其余重元素丰度,得到关于重元素核合成的重要信息．利用这种方法计算了贫金属星ＨＤ６２６４４ 、ＨＤ１２６２３８和ＨＤ１８４７１１ 的重元素丰度,并将计算结果与观测结果进行了比较、分析和讨论了计算结果的物理意义     

超新星遗迹与银河系旋臂结构

从分子云演化的过程来讨论银河系中可能存在的超新星遗迹数目．对银河系分子云的观测已经得到了许多可靠的数据．如果这一研究结果在分子云方面能使理论值和观测值相匹配,那么由此导得的超新星事件结果也有一定的可靠性．结果表明,在内银河系中,可能存在的超新星遗迹约为（７７５±１２）τ５．旋臂结构并不会提高超新星的诞生率,它仅使超新星遗迹的分布有所变化,即在旋臂区域增加,而在臂间区域减少．