【摘要】： 天體物理學(xué)家第一次成功地計算中等質(zhì)量恒星演化到中心氦燃燒階段，就 發(fā)現(xiàn)藍(lán)拐現(xiàn)象，它是赫羅圖上形成黃巨星分支的重要理論條件。但由于藍(lán)拐對 很多輸入物理，如對流的混合長理論，對流超射，初始元素豐度等都十分敏感， 稍稍不同就會抑制或觸發(fā)藍(lán)拐，因此藍(lán)拐的激發(fā)機(jī)制一直沒有滿意的理論。本 文回顧了藍(lán)拐的研究歷史，并對中等質(zhì)量恒星在演化過程中的藍(lán)拐的激發(fā)機(jī)制 問題進(jìn)行理論分析，給出一個藍(lán)拐整個過程的物理圖象。 本文探尋了氫燃燒核反應(yīng)的CNO循環(huán)過程對藍(lán)拐的影響，用兩種不同的方 法處理CNO循環(huán)，在第一種模型中保持~(14)N豐度不變；而在第二種模型中計算 了~(16)O向~(14)N的轉(zhuǎn)化過程。結(jié)果模型一中出現(xiàn)了藍(lán)拐而模型二中沒有藍(lán)拐。 在對兩種模型的比較中，我們進(jìn)一步研究藍(lán)拐的觸發(fā)機(jī)制。我們注意到藍(lán) 拐的一個重要特征，恒星內(nèi)部的核反應(yīng)產(chǎn)能增加決定了藍(lán)拐光度的上升；同時， 對于一個內(nèi)部產(chǎn)能恒定的恒星，恒星外殼的膨脹和收縮將決定恒星表面的有效 溫度。根據(jù)這點，對恒星內(nèi)部和外殼的各種物理量進(jìn)行了研究，并著重注意了 恒星外殼對內(nèi)部產(chǎn)能變化的反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)RGB階段產(chǎn)生的氫豐度不連續(xù)區(qū) 的跳變是恒星光度上升的一個關(guān)鍵因素，當(dāng)氫殼層的外邊緣接觸到氫跳變的時 候，突然增加的氫豐度使氫燃燒殼層變寬，產(chǎn)能也增大。氫殼層產(chǎn)能的增加伴 隨著氫殼層溫度的增加，過多的熱量需要傳輸，使氫殼層膨脹，這樣密度降低 就可以控制氫殼層燃燒穩(wěn)定增加。我們發(fā)現(xiàn)恒星外殼遵循位力定理，位力定理 結(jié)合光度公式，決定了中心氦燃燒期間光度上升時只有兩種選擇，外殼膨脹有 效溫度變小，，或者外殼收縮有效溫度上升。恒星外殼對內(nèi)部產(chǎn)能增加的響應(yīng)， 選擇哪鐘方法，取決于外殼的對流程度。對流居優(yōu)的外殼，氫殼層過多的熱量 導(dǎo)致外對流繼續(xù)發(fā)展，有效溫度下降，恒星沿RGB向上移動；輻射居優(yōu)的外 殼將升溫提高自己的熱傳導(dǎo)能力，外對流消退，恒星發(fā)生藍(lán)拐。由此，本文定 義η描述外殼的對流所占比例，并發(fā)現(xiàn)恒星是否發(fā)生藍(lán)拐取決于一個關(guān)鍵的值 η_(crit)，RGB底部η值小于η_(crit)的模型將有藍(lán)拐，η_(crit)值在0.3-0.5之間，并 與恒星的總質(zhì)量有一定的關(guān)系。 依靠本文得出的藍(lán)拐機(jī)制，我們對一些影響藍(lán)拐的物理因素做了解釋。主 序期間的中心對流超射導(dǎo)致氫跳變也將離中心遠(yuǎn)，氫燃燒殼層將難以到達(dá)氫跳 變，藍(lán)拐向藍(lán)延伸的距離也就短了。外對流超射使氫跳變的位置更靠近中心， 氫殼層可以在較早的時間到達(dá)氫跳變，藍(lán)拐產(chǎn)生的可能性增大。質(zhì)量損失將把 恒星表面的物質(zhì)拋棄，使恒星的氫輪廓處于溫度更低的位置，氫殼層向氫跳變 移動的速度減慢，從而壓制藍(lán)拐。OPAL不透明度較大的區(qū)域產(chǎn)生額外的對流區(qū)， η較大，實現(xiàn)藍(lán)拐過程比LAOL的更難。 本文第一章概述中等質(zhì)量星的演化，藍(lán)拐和各種輸入物理關(guān)系，包括了不 透明度，對流超射等對藍(lán)拐的影響，介紹已有的藍(lán)拐激發(fā)機(jī)制，藍(lán)拐的重要性。 第二章對CNO雙循環(huán)核反應(yīng)對中等質(zhì)量星的產(chǎn)能貢獻(xiàn)和CNO循環(huán)的處理方法 進(jìn)行介紹，并對計算結(jié)果進(jìn)行初步分析。第三章通過對兩個典型恒星演化模型 的比較描述了藍(lán)拐的物理機(jī)制。第四章總結(jié)了整個工作。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院云南天文臺
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2001
【分類號】：P144

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 汪志云;湍流應(yīng)力對中等質(zhì)量恒星結(jié)構(gòu)與演化的影響[D];浙江師范大學(xué);2005年

本文編號：2620215