核心坍缩型超新星的相关物理过程及爆发机制的研究

论文摘要

本工作对超新星前身星阶段的相关物理过程及对核心坍塌型的超新星瞬时爆发机制等问题进行了研究。 综述了与超新星爆发机制研究中的相关理论研究进展。介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核的点火条件，致密物质中自由电子系统的简并性对星体热核燃烧的主导作用以及爆炸性核燃烧条件；介绍了超新星的分类特征；重点评述了几种主要的超新星爆发机制及理论研究中存在的困难；指出弱相互作用在超新星爆发机制中的重要性；小结超新星前身星内部的β衰变、电子俘获、中微子俘获的研究进展和存在的困难。 讨论了超新星爆发理论研究中涉及相关理论及其数值处理方法。包括核统计平衡分析、弱相互作用、恒星基本结构方程、数值模拟差分方法、光滑质点流体动力学方法和“四粒子’’模型的物态方程、电子俘获和β衰变过程的一般分析方法等；给出了超新星爆发模拟程序的基本框图及基本参数。 磁场的存在是恒星世界一个普遍特征，致密星的壳层，如中子星壳层，双星系统等尤其如此。本工作的研究表明，强磁场加剧了电子分布的量子效应，改变了电子和核子相互作用的相空间因子，结果表明：磁场对于非零温气体的作用较之零温气体的作用弱得多，足够强的磁场可以使较低温度下的电子俘获率降低几个量级，但就中子星表面存在的磁场强度范围，当密度不是很低时，不论是零温或是非零温条件下，磁场对电子俘获过程的影响都是很小的，本文指出在讨论中壳层中的电子俘获和热核反应时，磁场的影响是可以忽略的；但是强磁场(B＞1012G)使β衰变率显著增大，由于中子星壳层存在强磁场，因此在分析中子星壳层的β衰时应考虑强磁场的作用和影响；同时指出，由于两个中子星合并是重元素通过快中子俘获进行核合成的重要天

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1. 选题背景和意义
• 2. 本文的基本结构
• 第一章 超新星爆发相关理论综述
• 1.1 恒星的热核演化理论简介
• 1.2 引起恒星不稳定坍塌的主要物理因素
• 1.3 恒星内部核燃烧的特征
• 1.4 恒星的演化图象
• 1.5 超新星及其分类
• 1.6 Ia型超新星爆发理论尚在争论中的核物理和固体物理的问题
• 1.7 核心坍缩型超新星爆发理论及其困难
• 1.8 弱相互作用在超新星爆发中的作用
• 参考文献
• 第二章 恒星结构的基本方程及数值方法
• 2.1 恒星基本结构方程组
• 2.2 核统计平衡（NSE）分析
• 2.3 电子俘获和β衰变
• 2.4 光滑质点流体动力学方法
• 2.5 物态方程
• 2.6 超新星爆发数值模拟程序W1Wy89程序简介
• 参考文献
• 第三章 强磁场对恒星内部核反应率的影响
• 3.1 强磁场对中子星壳层中热核反应的影响
• 3.2 强磁场对非零温中子星壳层中电子俘获反应的影响
• 3.3 强磁场对中子星壳层中β衰变的影响
• 参考文献
• 第四章 电荷屏蔽对恒星内部弱相互作用率的修正
• 4.1 库仑校正因子近似处理的比较
• 4.2 高密等离子体中电子的屏蔽势
• 4.3 电子俘获反应中电荷屏蔽效应的一般分析方法
• 4.4 fp壳层电子俘获跃迁强度分布的高斯谱修正
• 4.5 电荷屏蔽与几个重要核素的电子俘获反应
• 4.6 电荷屏蔽效应对整个爆发能量的影响
• 4.7 超新星前身星阶段电荷屏蔽与刀衰变
• 参考文献
• 第五章 内核心加速坍塌的超新星瞬时爆发的数值模拟
• 5.1 电子俘获时标和流体动力学时标
• 5.2 压强梯度对前身星模型WS12M⊙瞬时爆发能量的影响
• 5.3 压强梯度的修改与前身星模型WS15M⊙瞬时爆发
• 5.4 坍缩速度与前身星模型WS15M⊙瞬时爆发
• 5.5 内核加速坍塌对初始中子星半径的影响
• 参考文献
• 第六章 本文研究结论与进一步的工作
• 6.1 本文的主要研究结论
• 6.2 进一步的工作
• 附录1 作者主持的科研项目
• 附录2 作者发表或完成的研究论文目录
• 附录3 作者近年来获得的科研奖励
• 致谢