恒星演化和超生爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先,在第1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件,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。其次,在第2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后,在本第3节中我们评述了Ia型超新星爆发理论尚在急论中的核物理和固体物理的问题。在第4节中我们评述了Ⅱ型（以及Ib型）超新星爆发理论中的严重困难,并且介绍了我们（南京大学研究小组）就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题（强大的中微子暴如何产生？）的物理机制提出的具体过程：这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质－－（u,d）夸克系统－－（u,d,s)系统的相变过程在不到1微秒的时间内很快地产生出来的。而且,这个过程导致核心区域的负熵梯度,引起核心区域大规模对流,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第5节中本还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量（它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用）的可能影响。     

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.     

恒星演化和超新星爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先 ,在第 1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件 ,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。其次 ,在第 2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后 ,在本文第 3节中我们评述了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。在第 4节中我们评述了Ⅱ型 (以及Ib 型 )超新星爆发理论中的严重困难 ,并且介绍了我们 (南京大学研究小组 )就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题 (强大的中微子暴如何产生 ?)的物理机制提出的具体过程 :这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质——— (u ,d)夸克系统——— (u ,d ,s)系统的相变过程在不到 1微秒的时间内很快地产生出来的的。而且 ,这个过程导致核心区域的负熵梯度 ,引起核心区域大规模对流 ,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第 5节中本文还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量 (它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用 )的可能影响。     

玫瑰眼（The Rosette Eye）——大质量恒星周围电离氢区前期形成及演化重要过渡阶段的发现

一个由中英德美多国天文学家组成的工作小组近期在距离太阳系5000光年的玫瑰巨分子云核心大质量星形成区域发现了一个处于早期演化阶段的罕见的年轻大质量恒星系统。据估算,中心星体的质量大约为20个太阳质量。观测表明,该大质量星在其形成的吸积塌缩过程中产生的强大紫外辐射正以大张角电离星风的形式从恒星的两极喷射而出,在近红外宽带和分子氢发射线窄带成像中表现为一个沙漏状的双极电离氢区。     

《引力塌缩型超新星爆发机制及计算天体物理的相关问题》国际研讨会在上海召开

超新星是某些恒星演化到末期时灾变性的爆发,是宇宙中已知的最猛烈的爆发现象之一。爆发结果或是将恒星物质完全抛散,成为超新星遗迹,或是抛射掉大部分质量,核心遗留下的物质坍缩为中子星或黑洞。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及到多种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变等。     

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。     

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.     

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.     

紫外光子在星周天体化学中的作用

介于1到8个太阳质量之间的恒星在演化后期的渐近巨星分支(AGB)阶段,会以气体和尘埃的形式损失大量物质. AGB星提供了星际介质中高达35%的尘埃,其中包含形成太阳系所需要的物质. 此外,AGB星周包层是复杂有机化学所发生的重要场所之一,在其中已探测到的有机分子已超过80多个. 这里展示了AGB星自身或者其近距离的伴星所辐射的紫外光子会显著地改变星周包层的化学特性,尤其是具有团块结构的星周包层. 研究发现,在恒星存在伴星(例如白矮星)的情况下,高通量的紫外光子会破坏富碳AGB星周包层内部的H₂O分子,使其含量低于观测到的水平,并且在星周包层内部产生C⁺等物质,这与以往的星周化学模型的研究结果是不同的.     

高增益靶体点火的动力学过程分析

针对中心热斑点火和热核传播燃烧（简称中心点火）的高增益靶设计理论要求很高和技术上的难度很大，我们通过阻热层的设计，在高增益靶的整体点火和燃烧（简称体点火）设计上首先实现挡光系统的非稳定温度脱离，由平衡点火和燃烧逐步过渡到非平衡点火和燃烧，从而将驱动能量降到１５ＭＪ左右，实现了体点火和体燃烧。     

恒星质量“种族隔离”理论得到证实

美国哈勃太空望远镜找到了迄今最有力的证据，证明星系中的球状星团是依照质量大小来选择恒星的，即质量较大的恒星逐步移向球状星团的核心部位，而质量较小的恒星则加速运动到球状星团的边缘．这一现象在学术上称为质量“种族隔离”，过去科学家只是猜想它存在于宇宙中，却从来没有直接观测到。     

中子星外壳比钢铁强硬百亿倍堪称宇宙最强硬物质

据美国《国家地理》杂志报道,科学家表示,相对大质量恒星自我毁灭后残余的核心来说,坚硬的钢铁也算不了什么．最新模拟研究显示,演化后期的恒星——中子星不仅密度极大,而且其外壳还是宇宙中已知的最强硬的物质,甚至比钢铁强硬100亿倍．     

涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离的变化

采用声道相积分近似表示的频散方程，并把涡旋（或水团）的作用认为是对声道的一种扰动，讨论无扰声道、冷核和热核涡旋扰动对声传播特性的影响．根据频散方程的解，给出涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离与涡旋强度的关系．当平面声波（入射掠角α）向热核涡旋（核心强度BM）的中心推进时，只要sin2α＜BM＜2（1－cosα），则声道创面将出现“双声道现象”，并使简正波相速度和干涉距离发生与冷核涡旋完全不同的异常变化．     

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%。     

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…     

《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     

近代物理讲座 第八讲 恒星的形成、演化和终局

同其它物体一样,恒星也有它的发生、发展和死亡的过程.只是这个过程相当缓慢.一颗类似太阳的恒星,它一旦形成,将在约 10～(10)年的时间内不会有显著的变化.当然,这和人类文明史(约 10～3-10～4年)相比,太长了.因此人们不可能直接观测到恒星的演变.但是,他们可以对大量处于不同年龄和不同演化阶段的恒星进行观察,并对大量资料作出科学的统计分析.这方面极重要的贡献是在本世纪初由Hertzspr-ung和 Russell作出的(见后文).另一方面,人们可以根据物质运动普遍地遵循的物理规律,用理论物理的方法来推测恒星应当如何地从一种状态向另一状态过渡,…     

黑洞

正如太阳一样,绝大多数恒星都是靠耗内部的核燃料,释放能量以产生足够的压力来抵抗自身引力的。当经过足够长的时间后恒星耗尽内部的核能无法维持向外的压力,恒星就由于自身的引力开始坍缩．随着恒星的收缩其表面的引力场就变得越来越强大．物质想要从它逃逸所需的速度就不断增加．当坍缩到某一程度时,逃逸速度就大到了光速,以致光都无法逃离该星,也就是说从该恒星发出的光会被引力场拖曳口来．由狭义相对论知没有什么东西的速度能超过光速,这就意味着此时恒星上的任何东西都无法从该星逃逸．其结果就形成了一个黑洞．但需要强调的是…     

大质量恒星的形成:理论与观测

文章简要叙述了有关大质量恒星形成的理论以及相关观测证据。目前大质量恒星形成的理论主要有两种，即吸积说和并合说．吸积说认为，大质量星可能与小质量星形成于相似的过程；并合说主张大质量星可能是由小质量年轻星碰撞合并而成．解决这两种理论争论的关键在于在大质量星附近能否观测到吸积盘的存在，最新的观测表明大质量星更有可能是通过吸积增加自身的质量，但最终解决这一问题可能还需要更多的观测证据。文章还提出了一些本领域尚未解决的问题，为感兴趣的研究者提供参考。     

超新星—恒星死亡前演出的壮丽一幕

超新星是恒星演化的最终阶段，是最激烈的天体物理现象．文章介绍了超新星发现的历史，它的观测特征，以及它在天文学和物理学研究中的意义．还介绍了中国科学院北京天文台在发现超新星和对超新星观测研究方面的最新结果．