热亚矮星的形成和演化

论文摘要

热亚矮星是一类比较特殊的天体，被认为是处在极端水平分支阶段的恒星，所以又被称为极端水平分支星。理论上，一般认为热亚矮星是中心氦核燃烧天体，核外有极薄的包层。它们的有效温度介于20，000K～80，000K之间，重力加速度log（g）介于4.5～6.5（cgs）。由于这类天体具有较高的有效温度，所以它们在短波段有较高的辐射能量。因此被认为是椭圆星系中紫外源的候选体。观测上，有很多热亚矮星处于双星系统（约占热亚矮星总数目的2／3）。热亚矮星双星形成渠道一般考虑有三种：公共包层抛射，稳定的洛希瓣物质交流和双氦白矮星并合。我们主要研究稳定的洛希瓣物质交流渠道形成的热亚矮星双星系统的性质。我们利用PPE恒星演化程序系统的计算了守恒和非守恒情况下2～6.3M⊙的恒星演化，给出了能通过稳定的洛希瓣物质交流渠道形成热亚矮星的初始双星系统的参数和最终形成的热亚矮星＋主序星双星系统的参数。我们详细讨论了守恒和非守恒情况下，稳定的物质交流开始于主序和赫氏间隙对最终产生的热亚矮星的影响，发现当稳定的物质交流开始于主序时，较大质量(如：主星初始质量M1i=3.55M⊙)的恒星也能产生B型亚矮星。计算表明，在守恒情况下，当q≥4.5时，不能通过稳定的洛希瓣物质交流渠道产生热亚矮星；而在非守恒情况下，当q=4.5时，仍能通过该渠道产生热亚矮星。我们通过双星演化自然地给出热亚矮星的包层质量，并给出不同类别（sdB，sdOB和sdO）热亚矮星的包层质量的可能范围。此外，我们还给出了通过稳定的RLOF渠道形成的热亚矮星（在热亚矮星＋主序星系统中）的质量的分布（与观测可比）和热亚矮星＋主序星系统的轨道周期的分布（与观测可比）。我们发现随着质量比的增加，通过此种渠道形成的热亚矮星双星系统的轨道周期从十天到几百天左右；守恒演化下，轨道周期分布的峰值在135.0天附近，在50天附近有极值，非守恒演化下，轨道周期分布的峰值在30.0天附近。根据计算结果，我们相信，随着观测的发展，未来将会有更多的长轨道周期热亚矮星双星系统被发现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 热亚矮星的定义
• 1.2 热亚矮星的分类
• 1.3 热亚矮星的早期研究
• 1.4 研究热亚矮星的意义
• 第二章 热亚矮星的观测研究
• 2.1 观测热亚矮星的主要巡天
• 2.1.1 KPD巡天和PG巡天
• 2.1.2 Edinburgh-Cape巡天
• 2.1.3 HumbergQuasar（HQ）巡天
• 2.1.4 ESO Ⅰa型超新星前身星巡天（SPY）
• 2.1.5 2MASS巡天
• 2.1.6 HST（HubbleSpaceTelescope）的观测
• 2.1.7 SDSS（SloanDigitalSkySurvey）的观测
• 2.2 热亚矮星的观测（光谱）特征及分类
• 2.2.1 B型亚矮星（SubdwarfB,sdB）
• 2.2.2 过渡型亚矮星（SubdwarfOB,sdOB）
• 2.2.3 O型亚矮星（SubdwarfO,sdO）
• 2.3 热亚矮星的空间密度
• 2.4 有效温度—重力加速度图上热亚矮星的位置
• 2.5 热亚矮星的大气氦丰度
• 2.5.1 B型亚矮星的大气氦丰度
• 2.5.2 O型亚矮星的大气氦丰度
• 2.6 光度函数
• 2.7 热亚矮星双星系统
• 2.7.1 热亚矮星双星系统的轨道周期（主要通过径向速度的测量确定）
• 2.7.2 双星系统中热亚矮星+主序星的观测
• 2.8 星团中的热亚矮星
• 2.9 对热亚矮星磁场的观测研究
• 第三章 热亚矮星形成和演化理论
• 3.1 物质损失机制
• 3.1.1 公共包层抛射
• 3.1.2 稳定的洛希瓣物质交流
• 3.1.3 星风
• 3.2 热亚矮星的形成理论
• 3.2.1 单星形成理论
• 3.2.2 双星形成理论
• CE,η,Z对热亚矮星双星系统轨道周期的影响'>3.2.3 α_CE,η,Z对热亚矮星双星系统轨道周期的影响
• 3.3 热亚矮星的演化
• 3.4 理论VS观测
• 第四章 PPE恒星演化程序
• 4.1 PPE恒星演化程序的基本方程组
• 4.2 对薄层源的处理
• 4.3 对对流混合的处理
• 4.4 物态方程
• 4.5 不透明度,中微子损失速率,核反应速率
• 第五章 模型网格的建立
• 5.1 物理模型的建立
• 5.2 计算机批处理程序的建立
• 第六章 热亚矮星双星系统及其前身星研究一守恒演化情况
• 6.1 热亚矮星的选择标准
• 6.2 该模型得到的热亚矮星的有效温度—重力加速度及与观测的对比
• 6.3 物质交流开始于主序和赫氏间隙时对产生热亚矮星的影响
• 6.4 初始质量和初始周期
• 6.5 质量,包层质量和轨道周期
• 6.6 热亚矮星光度与伴星光度的对比
• 6.7 MonteCarlo模拟
• 第七章 热亚矮星双星系统及其前身星研究一非守恒演化情况
• 7.1 该模型得到的热亚矮星的重力加速度—有效温度及与观测的对比
• 7.2 物质交流开始于主序和赫氏间隙时对产生热亚矮星的影响
• 7.3 初始质量和初始周期
• 7.4 质量,包层质量和轨道周期
• 7.5 热亚矮星光度与伴星光度的对比
• 7.6 MonteCarlo模拟
• 第八章 结论
• 结束语
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢