中微子是超新星生成重元素的新途径

 恒星在漫长的一生中通过其内部的核聚变放出能量,普遍认为恒星内部是碳和较重元素的诞生地。以这种方式生成的最重元素是铁和镍,一般认为更重的元素是通过慢中子俘获反应(s-过程)和/或快中子俘获反应(r-过程)生成的。尽管对这些核合成机制已经有了一段时间的了解,但是一些元素的丰度仍有未解之谜。瑞士巴塞尔大学(UniversitatBasel)的卡拉·弗勒利希(Car-laFrhlich)和达姆施塔特市(Darmstadt)德国重离子研究所(Gesellschaftf櫣rSchwerionenforschung,GSI)的加百利·马丁斯-潘内多(GabrielMart姫nez-Pinedo)与同事们提出     

天体环境下快中子俘获过程相关的核物理*

在人类历史上,曾经吸引无数哲学家、天文学家思考的一个问题是“我们从哪里来”。现代的科学研究揭示了一个答案：恒星。恒星产生了构成生命的主要元素,如碳、氧、氮、硫等,但是比铁更重的元素,如金、铂、铀等,却无法在恒星内部产生。由于原子核物理实验与天文观测技术的限制,这些重元素的起源仍有许多不确定性。文章主要探讨重元素起源的一个重要合成机制——快中子俘获过程,以及相关的原子核物理观测量,如原子核质量、半衰期、中子俘获截面和裂变等,并回顾最新的实验和理论进展。     

浅谈恒星的演化

在天空里有许多不同种类的恒星,在晴朗的夜晚,你能看到的恒星大多数同太阳十分相似．它们是相当年青的恒星,由于发生在它们中心的所谓热核反应而发光．但还有其他种类的恒星,例如,你在夜空中所看到的几乎呈红色的恒星都是红巨星,还有恒星的遗骸：白矮星、中子星和黑洞,这些小而致密的天体是从其热核燃料资源枯竭的年老恒星产生的． 任何事物的发生、发展总有一定的条件,恒星也是这样,决定恒星演化的因素主要有两个方面,力的问题;能量的问题． 一、恒星的诞生 当气体状的云在其本身的引力作用下开始收缩的时候,恒星的形成过程就…     

重元素揭示恒星的形成时间

天文学家认为 ,实际上所有比硼重的元素都是由恒星内部发生的核反应所产生的 .当恒星在其寿命的末期发射爆炸时 ,这些元素被发射到太空中 .但是在这个过程能够发生之前 ,大爆炸中产生的较轻的元素 (如氢和氦 )必须先聚结成恒星 ,而根据现有的理论 ,这一演化要经历 7亿年的时间 .这意味着 ,在古老的恒星和星系中 ,重元素的存在可告诉我们恒星是在什么时候开始形成的 .空间望远镜欧洲协作装置及欧洲南部天文台的WolframFreudling及其同事们使用哈勃望远镜对 3个类星体所发出的光波进行了观察 (见FleudlingWetal.Astrophys.J.Lett.,2 0 0 3,…     

近太阳17颗年轻恒星锂丰度: 丽江1.8 m望远镜高色散光谱观测

应用中国科学院云南天文台丽江天文观测站1.8 m望远镜及其折轴光谱仪,对18颗近太阳样本恒星进行了高色散光谱观测,获得这些恒星高质量的高色散光谱。表明原中国科学院国家天文台兴隆观测站2.16 m折轴光谱仪搬迁、改造获得成功,达到并超过了预期的效果。以丽江天文观测站1.8 m望远镜及其折轴光谱仪观测获得的高质量的高色散光谱为基础,应用高斯拟合方法测量了样本中17颗年轻类太阳恒星锂吸收线的等值宽度,并计算了锂元素丰度。应用Hall给出的经验公式,计算了这些年轻恒星的Ca ⅡΗ和Κ(λ=395.0 nm)辐射强度。讨论了锂元素丰度和表明恒星色球活动的Ca H和K线辐射强度之间的关系。发现锂元素丰度值高的年轻恒星,其Ca H和K线辐射更强。考虑到恒星自转速度随恒星年龄的变化,小质量主序前恒星随着恒星年龄的增加,自转明显的加快;主序恒星随着恒星年龄的增加,自转逐渐变慢。我们的结果支持恒星自转越快,其活动性也就越强,以及色球活动较强的恒星具有高的锂元素丰度值。     

银河系中的老寿“星”——兼论对第一代恒星的探索

 天文学家们认为我们银河系内隐藏着年龄大于100亿岁的老年星。按照恒星演化理论,恒星越老,所含金属越少(在天文学中,“金属”一词泛指重于氦的元素),故目前识别老年恒星的惟一途径是审视它们的光谱;光谱中某种金属的特征谱线越暗淡说明该恒星所含此种金属的量越稀少,无此谱线说明该恒星不含此金属。但知易行难,欲从银河系2000亿颗恒星中挑选出老寿“星”不啻是大海捞针。迄今为止,较易做到的是观察数百万颗孤立单星的光谱,并从中筛选出金属特征谱线既少且暗淡的星。     

对2010年高考题中“地月双星系统”的进一步探究

在银河系中,独自活动的单颗恒星只占恒星总数的1/4.在美丽的星空中, 有很多恒星彼此相依相伴,形影不离.我们称这样的两颗恒星为双星.其实在天空中,这样的恒星伴侣不在少数.它们有的是一颗绕另一颗恒星运动,互相有引力关系,称为物理双星;而有的却不是由引力系在一起的,它们只是看起来住在"一起",实际相隔遥远,就称为光学双星.研究物理双星的关系对天文学来讲很有意义.高中物理阶段所涉及的有关双星系统的问题指的都是物理双星.     

追寻惰性中微子

正冰立方(IceCube)探测器没有发现惰性中微子存在的证据,严格限制了新一类中微子可能的质量范围。中微子只通过轻微的弱力和引力跟物质作用,但它们却在不同尺度上起关键作用。它们影响早期宇宙的形成,涉及大爆炸后不久重子的起源,也跟恒星内部的核合成有关,包括恒星死亡时的超新星爆发。其实中微子无处不在:因钾同位素(~(40)K)衰变,一根香蕉每天就释     

《从零学相对论》连载26

正§8.8伯克霍夫定理正如§6.5所云,史瓦西之所以能够很快就求得真空爱因斯坦方程的第一个精确解,是因为他巧妙地利用了问题本身的对称性——恒星既是球对称的,又是静态的.然而,任何恒星都不是永恒不变的,它们也像人一样要经历生、老、病、死等各个演化阶段,恒星在许多阶段中并不处于静态之中,这时恒星外部的时空几何还可用史瓦西真空线元式(8-7-1)描述吗?如果有人向史瓦西提出这个问题,恐怕     

恒星身世案 循迹赫罗图

<正>在20世纪天文学中,有两幅至为重要的图:赫罗图和哈勃图。前者是揭开恒星身世之谜的钥匙,后者则是宇宙膨胀乃至大爆炸理论的首要观测证据。今年适逢赫罗图百年诞辰,谨撰此文,以资纪念。孕育中的恒星万物皆有诞生、成长、衰老和死亡的过程,恒星也不例外。那么,一颗恒星究竟如何度过其一生呢?一颗像太阳这样的恒星,从孕育到长成大致可分7个阶段,从成年到老死也可分为7个阶段。现在我们就来从头说起。第1阶段——星际云太空中有着许许多多远比今日之太阳系大得多的星际云。它们由非常稀薄的气体和尘埃组成,最主要的成分是最简单的化学元     

原子吸收光谱法测定实验豚鼠心脏等组织中的金属元素

Na、K、Mg是生物体所必须的常量元素,Zn、Fe、Cu是生物体所必须的微量元素,它们都是生命活动的物质基础之一,这些元素一旦在体内失去平衡将会引起生物体代谢紊乱和机体失调,所以测定生物体内这些元素含量以及评价生命活动质量是有重要意义的.本文研究了原子吸收光谱法(FAAS)测定这些元素的实验条件,测定了豚鼠的心,脾、肺、肾、肝中所含有的K、Na、Mg、Fe、Zn、Cu 6种金属元素及其分布状况.相对标准偏差(RSD)小于5.0%,平均回收率在96.4%-105.3%之间,方法快速简便,结果准确.为研究Na、K、Mg、Zn、Fe、Cu在实验豚鼠组织中的含量提供了有用的数据.     

对外星生命的探索

据 2 0 0 1年 12月 1日出版的一期英国《新科学家》周刊报道 :天文学家们首次探测到太阳系以外的一颗行星上有大气 ,这就为寻找构成地球以外生命体的化学成分提供了可能。到目前为止 ,天文学家发现的围绕太阳之外的一些恒星运行的行星共有 76颗 ,但由于这些行星太暗淡 ,用现有的地基望远镜和空间望远镜都难于直接看清它们 ,更谈不上探索它们的大气组成了。ＨＤ2 0 94 5 8是一颗类似于太阳的黄色恒星 ,距离我们约 15 0光年。美国科学家布朗 (ＴｉｍＢｒｏｗｎ)和夏博尼安 (ＤａｖｅＣｈａｒｂｏｎｎｅａｎ)通过哈勃空间望远镜直接观测到了绕…     

恒星爆炸为宇宙添砖加瓦

<正>恒星内部的核反应,特别是超新星爆发,创造出宇宙的建筑材料,即比氢和氦更重的元素。《科学》(Science)网站上发表了两篇论文,一篇论文首先提出,超新星产生了足够的磷,这是生命不可缺少的元素,在大尺度的宇宙中是有一定比     

对外星生命的探索

 据2001年12月1日出版的一期英国《新科学家》周刊报道:天文学家们首次探测到太阳系以外的一颗行星上有大气,这就为寻找构成地球以外生命体的化学成分提供了可能。到目前为止,天文学家发现的围绕太阳之外的一些恒星运行的行星共有76颗,但由于这些行星太暗淡,用现有的地基望远镜和空间望远镜都难于直接看清它们,更谈不上探索它们的大气组成了。ＨＤ209458是一颗类似于太阳的黄色恒星,距离我们约150光年。     

天文学家发现了“新的太阳系”——飞马座51附近发现一颗行星

 如果天文学家们没有搞错,人们终于发现了围绕除太阳之外的恒星运转的行星。许多人从孩童时代起就期盼着这一发现。许多世纪以来,其他恒星是否有行星系这个问题一直是天文学的未解之谜。世世代代的教科书都教育人们为什么不可能观测到那些围绕哪怕是最近的恒星运转的行星,因为行星太暗了,而又淹没在它们的恒星的强烈的光辉之中。     

探寻太阳系外类地行星的踪迹

 自从梅厄(MichelMayor)和奎洛兹(DidierQueloz)于1995年10月6日宣布有一颗质量为木星一半的行星围绕着恒星飞马座51运行以来,世界各地的行星猎手们已发现100多个太阳系外的行星,但它们几乎都是气态巨行星。探索地外文明的科学家们渴望能找到像地球那样绕着恒星运行的行星系统。2002年初,美国加州大学伯克利分校的劳克林(GregoryLaughlin)宣称距太阳51光年的类太阳恒星大熊座47有两颗像土星、木星那样的行星在圆轨道上绕恒星运行,而不是像已发现的其他巨行星在偏心的椭圆轨道上绕恒星运行,故在大熊座47附近可能存在类地行星。     

转动恒星中的元素扩散效应研究

计算了影响元素扩散过程快慢的3个系数Deff,Dshear和Dh,根据转动恒星中的角动量传输和元素扩散方程,给出了转动恒星中的元素扩散效应.结果表明:子午环流是大质量恒星角动量转移的主要物理机制,而剪切湍流是传输化学元素的主要机制.增加水平湍流将增加子午环流和剪切湍流传输化学元素的效率.元素扩散效应造成恒星表面有4He和14N元素的超丰和较大的对流核心,使恒星具有较高的光度和较低的中心温度,对恒星结构与演化有极其重要的影响.     

大质量伙伴反转热木星

至今已发现550多颗太阳系外的行星.其中许多是所谓的热木星,因为这些行星的质量与木星相近,轨道与它们的主恒星非常靠近.但是天文学家们不明白为什么这些外行星的四分之一都绕着与它们恒星的自旋反方向的轨道运行.这与我们的太阳系不同,太阳系中的行星都绕着与太阳自旋相同的方向做轨道转动.     

转动双星同步和轨道圆化的物理过程研究

潮汐效应是影响恒星结构和演化非常重要的物理因素.本文研究了影响潮汐同步和轨道圆化的物理因素,如恒星质量、初始转速、轨道周期、金属丰度、对流超射等,并根据转动恒星的角动量转移和元素扩散方程,给出了这些因素对转动双星演化和元素混合的影响.结果表明：具有大质量子星、初始转速慢、对流超射小、轨道周期短的双星系统,能更早地达到平衡速度和轨道圆化;初始转速快的恒星,由于潮汐同步过程减速,双星系统中氮元素增丰没有单星的氮元素增丰显著;大质量星、高金属丰度、超射大和短周期的双星系统,氮增丰相对显著;质量小、金属丰度低、转速慢、超射大的恒星具有较小的恒星半径,而低金属丰度恒星表面却具有较高的有效温度,快速转动单星向低温和低光度端演化.     

问答

正Q:黑洞是如何形成的?A:我们都知道恒星的质量非常大,大到可以在恒星中心引燃核聚变,而这核聚变又释放出巨大的能量和辐射来抵抗引力对恒星的收缩作用。但核聚变总有耗尽的一天,当恒星内部的聚变燃料全部耗尽时,恒星内部向外辐射的能量就不足以抵抗向内的引力了。这时候引力就会向内压缩。如果这颗恒星比太阳小一些,那么这颗恒星压缩到最后会由于电子的量子排斥效应(就是费米子的泡利