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类太阳振动恒星模型及星震学研究
其他题名An asteroseismic study of the model of solar-like star
唐延柯
学位类型博士
导师毕少兰
2008-06-05
学位授予单位中国科学院研究生院(云南天文台)
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词类太阳振动恒星 转动 磁场 星震学 恒星内部结构
摘要恒星是构成宇宙的基石,同样地,也是理解天体物理许多方面所必需的要素。我们对于宇宙学,星系和行星形成的了解也全部都需要恒星演化的理论。为了理解恒星如何演化,我们需要研究不同演化时期的恒星。 目前已经观测到了一些低质量恒星的类太阳振动。恒星的振动反映了恒星内部的声速,而声速由恒星内部的压强,密度,温度梯度,气体运动和恒星内部其他物理量所决定,因此恒星振动为我们研究恒星内部结构提供了可视“窗口”。通过这些观测数据,我们可以更好的研究低质量恒星的结构演化,构造类太阳振动恒星的结构模型,更好的检验恒星结构演化理论。总之,星震学为我们研究恒星内部结构以及发展恒星结构演化理论提供了空前的机遇。 本篇论文的目的在于研究主序阶段类太阳振动恒星的结构和演化,并发展和建立了有转动和磁场效应的恒星结构演化理论。本文阐述了转动和磁场效应对恒星内部物理过程的影响,揭示了转动和磁场效应与恒星内部各物理量之间 的联系;研究了磁场与对流运动的耦合问题;研究磁场对物态方程的影响,以及环流、湍流造成的化学元素和角动量的迁移等问题。并利用星震学方法检验了有磁场和转动效应的恒星模型的精度和适用范围。正确构造有磁场和转动效 应的类太阳振动恒星模型,不仅可以对恒星结构和演化理论做进一步的发展和完善、还可以深入地研究类太阳振动恒星的性质及其活动的规律,以及解释一些观测到的特殊现象和性质。即通过星震学方法来限制类太阳振动恒星的模型, 探测恒星内部结构,检验恒星内部的重要的物理过程。同时在此基础上我们提出了一个可以和年龄紧密相关的星震诊断量,并且根据这个星震诊断物理量,我们提出了一种新的星震赫洛图,利用该图可以直接估计低质量主序星的质量 和年龄,进而拓展了星震探测方法,推广了星震学的应用。
其他摘要Stars are the building blocks of the Universe and, as such, are essential to understanding many aspects of astrophysics. Our understanding of cosmology, galaxies and planetary formation all depend on stellar evolution. To understand how stars evolve we need to investigate stars in different evolutionary stages. So far, individual p-mode frequencies have been identified for a few stars. Asteroseismology, as a tool to use the indirect information contained in stellar oscillations to probe the stellar interiors, is an active field of research presently. That is because the frequencies of these oscillation depend on the sound speed inside the star, which in turn depends on density, temperature, gas motion and other properties of the stellar interior. Therefore, the analysis of the oscillations takes the window to “see”the interior of stars. Using these oscillations, we can study the stellar structure and evolution of low mass stars, construct the stellar model and test the stellar evolution theory. In a word, asteroseismology provides us a chance to study and improve our stellar structure and evolution theory. The goals of the work presented are to investigate the stellar structure and evolution of low-mass main sequence stars and construct the stellar structure and evolution theory including the rotation and magnetic field. The relations between the effects of magnetic fields and rotation and all physical variables are presented. The investigations are extended to the problem of interaction between magnetic fields and convection, the effect of the magnetic fields to the equation of state, and the transport of angular momentum and mixing of the chemical elements owing to the meridional circulation and turbulence. The models of stellar structure and evolution theory including the magnetic fields and rotation are significantly developed. Since asteroseismology has provided a great deal of insight into the stellar interiors, the inclusions of new physical effects in the structure and evolution of solar-like stars greatly improve the comparisons with observations. The magnetic fields and rotation may influence all the outputs of stellar evolution, therefore, the relative importance of the effets is to try to explain observed stellar activities and their special behaviors. In additional, We proposed a new quantity which can be correlated with stellar age and developed a new asteroseismic HR diagram to determine the mass and age of solar-like stars. This asteroseismic technique that will provide the tools to connect data with models using the seismic data.
学科领域天文学
页数103
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/5328
专题恒星物理研究组
推荐引用方式
GB/T 7714
唐延柯. 类太阳振动恒星模型及星震学研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院(云南天文台),2008.
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