红巨星ε Ophiuchi的类太阳振动

红巨星ε Ophiuchi的类太阳振动

论文摘要

∈Ophiuchi是一颗特殊的红巨星,因为天文观测发现这颗红巨星有类太阳振动,其振动频率在25到80μHz之间,频率间隔为4.8μHz,振动模式为p-模振动。此外,观测还精确测定出∈Ophiuchi的有效温度Teff=4887±100K,L=59±5L⊙,确定它位于赫洛图中的红巨星区域内,是一颗红巨星。恒星振动的观测和理论研究的重要意义之一就是可以用来探测恒星的内部结构和限定恒星演化的一些重要参量。其方法是通过观测确定的恒星的一批振动频率和振动模式,同时观测又确定该恒星在赫洛图中的位置,于是就可以利用恒星结构和演化理论,构造一个初始恒星模型,并选定这个模型的一些物理参量如初始质量、初始化学丰度、对流参数等,使这颗恒星模型能够演化到观测到的这颗星在赫洛图中的位置,再取这个演化模型中的数据,进行恒星振动模型计算。如果得到的振动频率和振动模式都与观测到的振动频率和振动模式相符合,于是就认为理论的演化模型就代表了观测到的恒星。可以从理论演化模型得到恒星的内部结构,并得到了这个模型的一些重要物理参量:如质量、化学元素丰度、演化年龄、对流参数等。天文观测已经测定出∈Ophiuchi红巨星的一批振动频率和振动模式,同时又测定出这颗星在赫洛图中的位置。因此具备了借助恒星结构和演化理论以及振动理论来探测这颗红巨星的内部结构和限定这颗星重要演化参量。本研究的目的就是依据观测到的∈Ophiuchi红巨星的振动频率数据和它在赫洛图中的位置范围,借助恒星结构和演化理论以及恒星振动理论,来探知这颗恒星的内部结构和限定它的许多重要演化参量。恒星的结构和演化主要是由于初始质量和初始化学元素组成决定,但还要受到其它因素的影响,如对流的处理,星风物质的损失,以及转动和磁场的影响等等。∈Ophiuchi红巨星的质量比较小,星风物质损失和转动比较小因此在这颗星的理论模型中可以不考虑这两个因素的影响,磁场对恒星结构和演化的影响以及对振动的影响是目前理论上尚待解决的问题,所以本文中我们主要考虑如何选择合适的初始化学组成(特别是金属丰度)和恰当的对流参数才能使构造的恒星模型由零龄主序演化到∈Ophiuchi红巨星在赫洛图中的位置范围内,然后取演化模型中的相应数据,进行恒星模型计算,检查理论得到的振动频率是否与观测到的∈Ophiuchi红巨星的振动频率相符和。当二者相符和时,我们便可由理论演化模型得知该恒星内部结构,尤其是得到了这颗星的一些重要演化参数,如质量、元素丰度、年龄、对流参数等。一般理论研究时由理论得到的频率值总会与观测到的频率值存在一定的偏差,需要分析造成误差的原因。本文认为造成理论结果与观测结果的偏差的主要原因可能是来自p-模对g-模的影响和我们构造的模型本身的局限性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 引言
  • 第二章 恒星结构和演化模型的基本知识
  • 2.1 恒星结构与演化模型
  • 2.2 恒星模型的重要物理参量
  • 2.2.1 恒星质量
  • 2.2.2 化学元素丰度
  • 2.2.3 对流参数
  • 2.2.4 星风物质损失
  • 第三章 恒星振动的基本知识
  • 3.1 研究历史
  • 3.2 恒星振动的一些观测现象
  • 3.3 恒星振动的基本方程组
  • 3.3.1 线性非径向振动方程组
  • 3.3.2 线性径向振动方程组
  • 3.3.3 恒星振动模式与恢复力
  • 3.3.4 恒星振动的激发机制
  • 3.4 类太阳振动的基本特点
  • 3.5 类太阳振动的观测发展
  • 3.5.1 在主序星中对类太阳振动的观测
  • 3.5.2 演化晚期恒的类太阳振动的观测
  • 3.6 红巨星振动的特点
  • 第四章 恒星模型与星震分析
  • 4.1 ε Ophiuchi红巨星的观测资料
  • 4.1.1 在赫洛图中的位置
  • 4.1.2 振动频率及频率间隔
  • 4.2 恒星模型
  • 4.2.1 输入物理
  • 4.2.2 混和长的影响
  • 4.2.3 金属丰度的影响
  • 4.3 振动分析
  • 4.4 结果与分析
  • 4.5 结论
  • 4.6 问题和展望
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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