如何计算太阳的寿命

 天体物理学的理论认为,恒星的演化过程可分为如下几个阶段：恒星的诞生（引力收缩阶段）,主序星阶段,红巨星阶段和红巨星以后的演化阶段．现有恒星的９０％以上都正处在主序星阶段,我们的太阳就是一颗主序星．主序星是壮年时期的恒星,在它内部进行着氢聚变为氦的热核反应,反应释放的热能正好和恒星向外部空间的辐射相平衡,因此恒星的温度基本维持不变,此时恒星由于自吸引而收缩的作用和恒星内部的压力相平衡,所以恒星的体积也基本不变,这是恒星一生中最为稳定的时期,也是生命史上历时最长的时期．太阳的寿命理应指它从诞生到死亡的时间长度,一则因为它在主序星阶段时间最长,更重要的是,当它从主序星过渡到红巨星时.     

天体物理学讲座：第一讲 恒星的演化

恒星结构和演化理论是研究恒星内部的物理过程、结构和恒星如何演化的科学、文章介绍了恒星结构和演化模型的计算方法,恒星在赫罗图中的分布规律,恒星的形成和早期演化特性,质量不同的各类恒星从主序开始的演化进程,恒星演化的晚期阶段的产物;白矮星、超新星和中子星。     

2012年,参宿四会爆炸吗?

恒星是宇宙的基本组成单元,中小质量的恒星(如太阳)占绝大部分.中小质量的恒星演化到最后,外壳被损失掉,成为漂亮的行星状星云,而恒星的核则成为白矮星.大质量恒星演化到最后会发生超新星爆炸,产生巨大的能量,留下一个中子星或黑洞.参宿四是一颗大质量恒星,种种迹象表明,它将发生超新星爆炸,但在2012年爆炸的可能性微乎其微,天上不会出现两个"太阳",也不会对地球上人们的生活产生实质性的影响.     

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,…     

年轻恒星形成过程的分子谱线诊断

恒星是宇宙的基本天体,理解恒星的起源和早期演化是天体物理最有举的课题之一,目前了解的恒星形成的一个基本图象是,恒星是由一个足够大质量的星际分子气体云在其其自引力作用下塌缩而形成。在早期塌缩过程中形成一颗原恒星（胚胎）,并且伴随该原恒星的吸积盘,原恒星吸积星际介质中的分子物质,通过吸积盘转移到原恒星表面,原恒星的质量随着增大。在吸积过程中也同时伴随物质向外的剧烈喷发,由于盘的存在,这种喷发通常沿垂直于盘的方向进行,出现双极的空间分布。在天文观测上,一种典型的表现是分子气体的外向流,观测表现为从原恒星双极的红蓝移气体运动^[1]。由于恒星形成了星际分子中,因此,对星际分子的谱线探测是研究恒星形成的强有力手段,现在已经发现和证认的星际分子总数有一百多种,其中丰富度最高的气体是H2。在所有的星际分子中,丰度仅次于H2的CO分子的转动跃迁谱易激发,相对于星际介质的不透明度小,观测上易于实现,因此,CO分子就成为探索原恒星形成的有力探针,在毫米波段出现的J＝1－0和J＝2－1跃迁变线以及CO同位素的谱线是最常使用的观测探针,八十年代以来又陆续发现了环形分子SiC2,C3H,C3H2及含磷分子PN和CN等,给宇宙中有机世界的探测提供了丰富的线索。我们对恒形成区内存在的低温原恒星天体进行毫米 波射电谱线观测,测量该原恒星周围分子气体的分布,其物理化学参数,以及速度场分布。根据这些测量结果并运用成熟的数量方法,分析正在发生的物理化学过程,特别是原恒星质量外流的过程。根据观测分析结果得出所观测天体的形成和演化状况。     

转动潮汐变形双星理论模型研究

转动和潮汐效应是影响双星系统结构和演化不可忽略的重要物理因素. 根据大质量双星系统V478 Cyg的观测结果, 检验了提出的转动潮汐变形的理论模型. 将转动潮汐变形的模型与传统的双星演化模型对比发现: 转动和潮汐效应使恒星外层(低于平均密度区)发生的形变远大于内层; 恒星两极点重力加速度变大, 赤道面上重力加速度变小; 转动潮汐变形模型具有较大的半径、赤道速度和中心集中度, 较低的氢核能产生率, 恒星向低温和低光度端演化. 此外, 大质量双星系统V478 Cyg由潮汐形变造成的拱线运动速率大于转动形变造成的拱线运动速率, 广义相对论效应造成的拱线运动最小. 由于主星具有较高的中心集中度, 次星潮汐、转动形变造成的拱线运动速率均大于主星相应的拱线运动速率.     

转动效应对恒星热力学结构与演化的影响研究

转动效应对恒星结构与演化的两大方面的影响体现在动力学效应和元素混合上.本文利用国际MESA程序,研究了转动效应对20 M_⊙恒星在主序阶段热力学结构的影响.发现转动的动力学效应能使恒星中心温度变低,减少了恒星表面的不透明度,中心平均分子量和表面熵.由于动力学效应对恒星热结构的调整,降低了恒星的氢燃烧率,恒星向低温和低光度端演化.转动的元素混合效应减小了恒星的中心温度、密度、压强、紧密度、表面不透明度和平均分子量,使恒星表面氦元素、氮元素明显超丰,中心燃烧核区域变大,延长恒星在主序阶段的寿命.     

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…     

浅谈超新星爆发

 超新星(Supernova)是恒星演化到最终阶段中子星之前时产生的一次最强大猛烈的爆发。爆发时恒星的光度突然增到原来的1000万倍以上,在超新星的亮度极大时,常常与它所在的星系的总亮度一样亮或者更亮,亮度变化幅度很大并且具有特殊的光谱。     

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.     

非均匀混合下氘氚聚变反应速率的理论研究

激光驱动惯性约束聚变中壳层材料和聚变燃料的混合是影响聚变点火燃烧性能的关键物理问题,聚变过程中混合物形态的演化及相应热核反应速率的物理建模直接影响数值模拟的置信度,具有重要的科学意义和应用价值.本文以扩散混合机制下混合形态随时间的演化规律及其对热核反应速率的影响为研究对象,基于热力学平衡与理想气体物态方程假设,通过解析分析与一维球几何扩散方程数值解的对比研究,揭示了扩散混合主导下热核反应速率随混合形态演化的物理规律.研究发现,混合量主要通过影响燃料的体积份额直接影响热核反应速率,由混合非均匀尺度和扩散系数共同决定的扩散时间直接影响热核反应速率的时间演化行为.进一步利用蒙特卡罗方法直接模拟扩散过程得到的互扩散系数,定量分析了燃料中混入低Z、高Z材料时热核反应速率随时间演化的差异,通过与美国非均匀混合效应实验典型数值模拟结果进行对比分析,验证了理论评估的可靠性.本工作对我国惯性约束聚变混合效应实验的设计和改进具有重要参考意义.     

物质辐射不透明度对恒星结构与演化的影响及其计算

简要介绍了恒星结构与演化的理论模型,回顾了物质辐射不透明度计算的发展过程,详细讨论了物质辐射不透明度对恒星物理理论方面许多重要问题的影响以及发展现状.并介绍了利用改进的平均原子模型来进行恒星物质辐射不透明度的计算结果.     

天体物理学讲座第三讲 恒星形成：从星际分子云到原始行星系统

对行星系统起源问题的研究在近年来已经取得很大进展,一方面是星际分子云与恒星形成的天文研究取得了令人瞩目的成就,研究表明,包括太阳在内的恒星是由冷暗的星际分子云收缩形成的。在形成恒星的过程中,普遍伴随出现围绕恒星的盘状的原始行星系统,在这种原始行星系统中间,尘埃颗粒逐渐生长,并凝聚成行星,彗星等,从分子云到原始行星系统大约经历百万年,而木星这样的大行星有可能在恒星收缩阶段同时形成,并且在行星系统的发展过程中逐渐发展,行星系统起源的另一方面进展来自包括彗星,太阳系行星际探测,从而对太阳系这样的行星系统的组成和性质,对行星大气等有了更精确的了解,以此为参考,能够测定那些离太阳系的其他新近发现的行星系统的物理化学性质,从而提供了一系列互相联系和对比的样本,通过上述进展,现代天文学正逐渐揭开行星系统形成之谜。     

基于质量估计的恒星大气参数的自动测量

近些年海量恒星光谱数据的获取使得恒星三个基本参数（表面有效温度Teff,表面重力log g,金属丰度[Fe/H]）的自动测量方法研究成为一个重要的研究课题,相应对恒星大气物理参数测量的研究将对科学家研究宇宙演化等重大科学问题具有重要的意义。但是目前国内外针对此问题所做的研究并不是很广泛深入,且已有的一些方法还不能够完全准确地估计出恒星的大气物理参数。因此本文研究了一种基于质量估计的恒星大气物理参数自动测量方法,该方法计算量比较小,其主要思想是首先建立一些质量分布,将原始光谱数据经过质量估计算法映射到新的质量空间,然后在质量空间利用支持向量机回归对恒星的三个基本物理参数进行估计。在实验中,从SDSS-DR8光谱数据库中选择部分实测光谱数据来进行训练和测试,并将该方法预测出的参数结果与SSPP给出的参数值进行了对比,取得了比较理想的结果。实验结果表明, 该研究方法的准确率更高,预测结果更稳定,训练所用的时间短,在恒星大气物理参数自动测量上是行得通的,可以有效地测量恒星的大气物理参数。     

辐射压对非同步转动双星系统洛希势函数的影响

辐射压是影响大质量恒星结构和演化不可忽视的重要物理因素. 根据辐射压对非同步转动的洛希势函数的影响, 数值计算了洛希瓣的大小和3个拉格朗日点的位置和相应的势函数, 并与同步转动的洛希模型计算的结果做了对比. 结果发现: 辐射压可以整体地减小大质量恒星表面的重力加速度, 而转动离心力能最大减少赤道附近的重力加速度. 辐射压和非同步转动均可以明显地改变洛希瓣的大小和3个拉格朗日点的位置和势函数, 影响双星系统物质交换的时间. 因此, 研究辐射压, 非同步转动等物理因素对大质量双星系统洛希势函数的影响, 对密近双星的演化具有重要意义. 关键词： 恒星结构与演化 转动 辐射压     

光深对大质量恒星形成团块化学性质研究的影响

本文使用文献中的N₂H⁺(1-0)、H¹³CO⁺(1-0)、HCN(1-0)和HN¹³C(1-0)谱线数据研究大质量恒星形成团块的化学性质和演化,发现H¹³CO⁺和HN¹³C的丰度受H₂柱密度的影响. 由于从A阶段到B阶段这两个丰度的中值增加了近10倍,H¹³CO⁺和HN¹³C适合追踪大质量恒星形成团块的演化. 从A到B阶段四种分子丰度增长速度从高到低依次为H¹³CO⁺、HCN、HN¹³C、N₂H⁺. 结果表明进行光学薄分子谱线的高分辨率观测对于研究大质量恒星形成团块的化学演化是必要的.     

开普勒天文台发现恒星搏动

 美国宇航局2009 年3 月发射的开普勒天文台已经成为探索日外行星的同义词。但这并非它肩负任务的全部,它还会记录恒星的轻微搏动,这是从恒星核心散发到表面的声波导致其亮度变化而产生的。
近期《科学》(Science)刊登的一篇论文报告了对大约500 颗类日恒星搏动所做的研究,研究者测算了它们的质量、半径和年龄,并测试了恒星演化模型。
而在同一期的另一论文中,另外一个研究小组报告,他们利用开普勒的数据探测了一个三星系统,包括1 颗红巨星和2 颗红矮星。虽然天文学家认为红巨星会出现内部声波导致的类日搏动,但是研究小组发现这是由于2 颗红矮星轨道运行引起的引力涨落所致。研究者希望利用这些观测数据进一步认识恒星系统的形成和演化。     

宇宙的第一颗恒星

 根据恒星化学的数学模型,宇宙的第一颗恒星比我们以前想象的要小得多。通过星系演化仿真模拟,被称为星族Ⅲ（Popu-lationⅢ）的第一颗恒星比太阳大100倍。不过这样的恒星,其出生和死亡的过程都短促而激烈,而且不产生钡这样的重元素,这样的重元素能够在星族Ⅱ中发现,星族Ⅱ由星族Ⅲ的灰烬演化形成。美国康涅狄格州纽黑文耶鲁天文学与天体物理学中心（YaleCenterforAstronomyandAstrophysic）的詹森·唐林生（JasonTumlinson）指出,平均质量为太阳质量10～40倍的星族Ⅲ恒星,能够产生今天仍存在的、长寿命的第二代恒星中可观测的化学成分。     

邻近球状星团揭示恒星死后的秘密

 天文学家认为,每个小恒星的一生都会有一个时刻,在燃料耗尽和星光灿烂之间挣扎。如果恒星的质量在某个特定值之下,当核燃料耗尽后,它将逐渐黯淡,只剩下一个外壳,这就是褐矮星。如果恒星的质量超过这个值,其中心会炽热到将自己熔化,并持续燃烧数万亿年。这个临界质量被称为褐矮星质量极限,是恒星演化理论的基本预言。现在,研究者第一次实际确定并测量了这个极限值。加拿大温哥华市英属哥伦比亚大学(Univer-sityofBritishColumbia)的哈维·瑞奇尔(HarveyRicher)与同事报告了邻近的球状星团NGC6397中恒星的褐矮星质量极限,表明这个值是太阳质量的8·3%。     

光深对大质量恒星形成团块化学性质研究的影响（英文）

本文使用文献中的N_2H+(1-0)、H~(13)CO+(1-0)、HCN(1-0)和HN~(13)C(1-0)谱线数据研究大质量恒星形成团块的化学性质和演化,发现H~(13)CO~+和HN~(13)C的丰度受H_2柱密度的影响.由于从A阶段到B阶段这两个丰度的中值增加了近10倍,H~(13)CO~+和HN~(13)C适合追踪大质量恒星形成团块的演化.从A到B阶段四种分子丰度增长速度从高到低依次为H~(13)CO~+、HCN、HN~(13)C、N_2H~+.结果表明进行光学薄分子谱线的高分辨率观测对于研究大质量恒星形成团块的化学演化是必要的。