【摘要】：藍離散星因為其特殊的觀測特征受到越來越多的關注。這類星與標準的恒星演化理論不符,同時因為它們亮而藍,幾顆藍離散星可以極大地改變一個星團的積分光譜特性,所以在星族和星團研究中非常重要,而它們的形成途徑對其觀測特征起著關鍵性作用。目前,在各種星團中發(fā)現(xiàn)了大量雙星存在的證據(jù),因而雙星相互作用形成藍離散星的機制也逐漸受到重視。本論文綜述藍離散星的觀測和理論研究現(xiàn)狀,尤其是藍離散星的雙星機制;詳細介紹了本人在攻讀博士學位期間在該領域的一些研究工作。 我們詳細研究了物質(zhì)交換形成的藍離散星的特征。Thermohaline mixing在研究中被當作一個依賴時間的擴散過程來處理。我們發(fā)現(xiàn),該途徑形成的藍離散星,無論物質(zhì)交換是否結(jié)束,都應該有明顯的表面元素豐度異常,如CN反轉(zhuǎn)、He增豐、Li貧等現(xiàn)象。物質(zhì)交換結(jié)束后,表面元素豐度異�，F(xiàn)象因Thermohaline mixing會有所削弱,但不會在短時標內(nèi)消失。同時,case A和case B演化通過物質(zhì)交換只能形成中、短周期的藍離散星雙星系統(tǒng)(周期小于40天),且具有圓形軌道。 通過一個比較完備的網(wǎng)格空間,我們研究了一個典型的位于短周期雙星系統(tǒng)的藍離散星F190的物質(zhì)交換歷史,并對其伴星的性質(zhì)給出了預測。我們的結(jié)果表明,雙星的case A演化,而并非人們通常認為的case B演化,更有可能形成這顆藍離散星;這顆星目前很有可能還處在慢物質(zhì)交換階段,類似于Algol系統(tǒng);其伴星是一顆冷星。F190與其伴星的質(zhì)量比在5左右,因此,除非有非常高的信噪比,否則我們很難探測到來自伴星的信息。 我們研究了雙星并合過程中一個重要參數(shù)——主星核與包層分界點對并合模型的影響。我們發(fā)現(xiàn),如果該分界點在主星的核反應區(qū)之外,我們可以忽略其對并合星的影響,包括溫度、光度、演化、在主序停留的時標等。但如果該分界點取到了核反應區(qū)內(nèi)部,越靠近中心,并合星的演化軌跡越往左上平移,即溫度和光度均有明顯增加,同時,其在主序的壽命也會變長。核反應區(qū)是目前我們認為的一個比較合理的主序星核與包層分界點。 假設恒星99%的光度來自核,伴星的物質(zhì)與主星包層的物質(zhì)均勻混合,即雙星經(jīng)過W UMa方式并合,我們詳細研究了慢物質(zhì)交換和快物質(zhì)交換這兩種途徑形成的藍離散星。主星質(zhì)量范圍為0.89——2.00M_& 。初步結(jié)果如下:(1)隨著質(zhì)量的減小,并合星并沒有向藍端(零齡主序)聚集的趨勢。這與前人的理論估計不同,卻可以解釋觀測上小質(zhì)量藍離散星的顏色彌散;(2)這兩種途經(jīng)無法形成星團拐點附近的藍離散星,除非在并合過程中有非常大的物質(zhì)損失,或者更小質(zhì)量雙星(主星質(zhì)量小于0.89M_& )存在較大的角動量損失使得這些系統(tǒng)提前并合。拐點附近的藍離散星可能是通過動力學不穩(wěn)定的物質(zhì)交換形成的。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（云南天文臺）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：P152
【圖文】：

圖2.1:6個球狀星團的紫外(m255，m255一m336)C袖s。圖中的水平線對應于M3的m255二19mag…表示亮藍離散星(m255<19)候選者(摘自Ferrar。etal.(2003)‘39，)。

恒星旋轉(zhuǎn)更慢，但沒有觀測到正常的Lihtium豐度。六、單星—單星碰撞并合單星一單星碰撞并合形成藍離散星的機制研究在90年代得到了很大發(fā)展，圖2.2給出了這種形成機制的簡單物理圖像。從最初的碰撞到最終并合成藍離散星大致需經(jīng)過以下幾個階段:小質(zhì)量星發(fā)生碰撞;兩顆星開始旋轉(zhuǎn)，發(fā)生并合，其中有物質(zhì)被拋出;被拋出的物質(zhì)逐漸分散開去，留下一顆并合的大質(zhì)量、熱的、快速旋轉(zhuǎn)的新生星;并合的新生星膨脹成一顆紅巨星，該階段的磁活動可使其旋轉(zhuǎn)變慢;恒星收縮成為一顆藍離散星。單星一單星碰撞的機制在球狀星團，疏散星團和場中應該是非常稀少的，但在高密度環(huán)境中可能非常重要。2.2雙星理論同單星理論一樣，我們也從六個方面來闡述雙星理論解釋藍離散星起源的優(yōu)勢和不足。一、物質(zhì)交換(伴星通過吸積物質(zhì)而增加其在主序的壽命)。密近雙星在演化到物質(zhì)交換時，如果伴星還處在主序階段，由于吸積物質(zhì)，

因為通常情況下恒星的質(zhì)量測定很難有高的精度，但它可以用來檢驗顏色判據(jù)是否可以產(chǎn)生正確的藍離散星數(shù)。圖3.1給出了不同判據(jù)得到的藍離散星數(shù)隨年齡的變化。從圖中我們可以看到判據(jù)占ocl二0’.05與主序星質(zhì)量二>幾得到的藍離散星的數(shù)目在整個年齡段上符合得很好，但隨時間變化，二者的形狀有所不同。這種差異可以解釋為，當星團的年齡位于40—600Myr時，d(夕.劫/dl。g幾f浪大，而使得一些。了幾的星也被選作藍離散星。判據(jù)占。ol二0’.1始終比刃>瓜。給出的估計要低。我們應該選擇這種更為保守的判據(jù)，因為該判據(jù)與真實的情況更為接近。圖3.1:藍離散星的數(shù)目隨星團年齡的變化，分別給出了模型A17和B17模擬的結(jié)果.每個模型包括10000個主星質(zhì)量大于2的系統(tǒng)。不同的曲線代表了不同的判據(jù)的到的藍離散星的數(shù)目，如‘oc;=0:1(實線)、o:05(虛線)，二>幾(點線)(Pols&枷rinus(1994)〔

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本文編號：2781444