本文關(guān)鍵詞：星團中紅巨星星震學(xué)的研究

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【摘要】：星震學(xué)是目前為止為數(shù)不多能夠直接探測恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其演化狀態(tài)的研究方法和手段之一。它是通過機械波在恒星內(nèi)部的傳播情況來對恒星內(nèi)部進行研究。這些波在恒星內(nèi)部傳播會引起整個恒星交替發(fā)生膨脹收縮運動，從而影響恒星表面光度以及視向速度。通過對光變或視向速度進行分析便可獲得該恒星的震蕩信息，如頻率、振幅等，，它們都是由恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)所決定的。從震蕩信息中提取的震蕩參量可用來確定恒星的質(zhì)量M、半徑R、年齡τ、表面重力加速度g以及平均密度ρˉ等基本參量。 隨著WIRE、MOST、CoRoT、Kepler等空間觀測計劃的進行，越來越多的類太陽震蕩恒星已被觀測到。這開啟了一個新的研究領(lǐng)域  大樣本星震學(xué)。所謂大樣本星震學(xué)，就是根據(jù)的恒星某種性質(zhì)將恒星進行歸類并通過星震學(xué)方法進行研究。這使得星震學(xué)的研究從對單個恒星的研究走向?qū)Υ髽颖镜难芯俊?星團恒星常被看作同時形成于星際空間的一團氣體塵埃，因此星團成員星之間擁有很多相似的性質(zhì)，如相同的元素組成、相同的年齡以及距離等。這些相似性使得星團中的所有成員星或是星團內(nèi)處于某個演化階段的恒星的集群構(gòu)成一個特殊的自然樣本。這些恒星之間擁有場星所不具備的相似性，這些相似性將會對恒星模型或是計算提供更為嚴(yán)格的限制。同時，由于星團中成員星質(zhì)量之間存在差異，不同質(zhì)量的恒星演化狀態(tài)不同，它們將處在不同的演化階段，因此整個星團恒星構(gòu)成一個完整的演化序列，這有利于我們結(jié)合恒星結(jié)構(gòu)演化理論對星團恒星進行星震學(xué)分析。 在本論文中，我們結(jié)合星震學(xué)、恒星結(jié)構(gòu)演化理論以及恒星的光度測光理論，運用大樣本星震學(xué)的方法對Kepler視場中星團NGC6791和NGC6819中的紅巨星分支恒星進行研究。在理論上獲得一系列的新關(guān)系式，它們可以用來解釋觀測到的大頻率間隔-最大功率譜頻率以及視星等-大頻率間隔等關(guān)系。另外，通過對星團恒星所特有的限制條件的運用，我們利用理論上所獲得的新關(guān)系式確定了星團的金屬豐度、距離以及星團紅巨星分支恒星的質(zhì)量。最后通過星震學(xué)方法估算星團恒星的星際消光。 基于恒星結(jié)構(gòu)演化理論中的Hayashi線關(guān)系我們在紅巨星分支恒星中獲得一個關(guān)于恒星有效溫度、質(zhì)量、半徑以及金屬豐度類似于Hayashi線關(guān)系的關(guān)系。通過將該'HayaShi線關(guān)系’和類太陽震蕩性質(zhì)(大頻率間隔關(guān)系、最大功率譜頻率關(guān)系)相結(jié)合,我們推導(dǎo)出一系列關(guān)于恒星震蕩大頻率間隔和最大功率譜頻率的新關(guān)系式�；谶@些關(guān)系式的分析有如下結(jié)論： ·我們的研究方法提供直接的觀測證據(jù)證實星團中紅巨星分支恒星的質(zhì)量在它們誤差允許范圍內(nèi)是相等的。 ·紅巨星的質(zhì)量M、半徑R和重力加速度g可以通過震蕩參量——大頻率間隔△v和最大功率譜頻率Vmx——和非震蕩參量——金屬豐度Z確定。它們的誤差主要來自震蕩參量的測量誤差,金屬豐度的誤差對計算結(jié)果影響非常小。 ·利用關(guān)于△v、vmax、M以及Z的新關(guān)系式,我們可對觀測中獲得的關(guān)系△v=αvβmax及其相應(yīng)的參數(shù)α、β進行解釋。參數(shù)α依賴于恒星的質(zhì)量和金屬豐度,即α(M,Z)。參數(shù)β幾乎是一常數(shù)。 ·我們將星團中的恒星看作一個整體進行分析。基于這種新方法,我們以一種自洽的方式從大頻率間隔△v和最大功率譜頻率Vmax獲得星團NGC6791和NGC6819的金屬豐度和它們紅巨星分支恒星的質(zhì)量。 通過將'Hayashi線關(guān)系’、類太陽震蕩性質(zhì)以及恒星光度測光理論相結(jié)合,我們獲得一個關(guān)于恒星的視星等V、熱改正BC、大頻率間隔△v、最大功率譜頻率vmax、距離模數(shù)(m—M)0以及金屬豐度Z的新關(guān)系式。通過分析,我們主要獲得如下結(jié)論： ·通過該新關(guān)系式,我們可以解釋觀測中視星等-大頻率間隔之間的變化關(guān)系,以及它們在不同波段之間的彌散差異。 ·通過將星團所有恒星看作一個整體進行分析,我們分別獲得星團NGC6791和NGC6819的距離模數(shù)。 在新關(guān)系式中，金屬豐度對距離模數(shù)的影響非常小。[Fe/H]中0.10dex的變化僅僅引起距離模數(shù)0.06星等的變化。 這種新方法可以用來作為星團成員星的識別的輔助判據(jù)。 基于前面獲得的關(guān)于視星等、大頻率間隔的關(guān)系式，我們運用星震學(xué)方法對星團NGC6791和NGC6819中恒星的星際消光影響進行計算。最后，通過高斯平滑插值方法處理后，我們獲得一個隨赤經(jīng)赤緯變化的二維網(wǎng)格表。根據(jù)該網(wǎng)格表，我們可以通過插值獲得該視場內(nèi)任意赤經(jīng)赤緯恒星的星際消光。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P144


本文編號：1299174