YNAO OpenIR  > 恒星物理研究组
脉动sdB星的星震学研究
其他题名Asteroseismology Studies of Pulsating Subdwarf B stars
郭军军
学位类型博士
导师李焱
2019
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词亚矮星 振动 演化 氦闪 对流超射
摘要这篇论文将主要介绍关于脉动sdB 星的一些研究,它包括了脉动sdB 星星震学研究的两个方面。 其一,这篇论文将介绍氦闪对流超射对g 模脉动sdB 星模式囚禁效率的影响。最近几年太空观测项目CoRoT 和Kepler 观测到一些g 模式脉动的sdB 星,发现所有的这些脉动sdB 星的g 模几乎都具有很好的等周期间隔特征。这个发现被广泛的应用于脉动sdB 星g 模的模式认证。然而,g 模的等周期间隔特征的发现却与典型的sdB 模型所预测完全不符。在典型的sdB 模型当中,g 模具有很强的模式囚禁结构。尽管在sdB 星模型内考虑元素扩散之后,g 模的模式囚禁效率会有一定的下降,但仍然难以解释观测到的g 模规则的等周期间隔特征,尤其是在周期较小的区域。针对这个问题,我们认为sdB 星g 模规则的等周期特征可能与它之前的演化过程氦闪有关。对于一个典型的sdB 星,它由小质量恒星经历氦闪演化而来。在氦闪的时候会引发很广泛的对流,对流会一直发展到He/H过渡区的附近。当我们在氦闪时考虑一个适当的对流超射后,超射的混合效应会渗透到氢包层,使得He/H 过渡区的元素轮廓会变得平滑很多。这时,模型计算结果显示g 模的模式囚禁效率会显著的消弱,与观测到的等周期规则的间隔特征相符合。 其二,这篇论文将介绍使用一些星震学方法来区分氦核和氦壳层燃烧的sdB星。sdB 星通常被认为是氦核燃烧的恒星。然而,大多数通用的sdB 模型显示它们已经点燃氦壳层之后才离开sdB 区域(也就是在20000 Tef f 40000 和5 log g 6:2 的区间内)。这意味着会有少量的正在氦壳层燃烧的恒星,尽管它们中心的氦元素已燃烧殆尽,但它们仍处于sdB 区域,也应该被认为是sdB 星。但是由于它们与氦核燃烧的sdB 星有比较接近的有效温度和重力加速度,所以我们不能用大气参数来区分这两种类型sdB 星。目前,科研工作者已经观测一部分sdB 星有很多振动模。这让我们想到星震学可能提供一些方法去区分这两种类型的sdB 星。我们发现氦核和氦壳层燃烧的sdB 星在它们的结构和演化上有一些明显的区别,这些区别导致它们在振动特征上也存在明显的差异。因此,我们可以用它们的振动特征来区分这两种类型的sdB 星,比如用p 模脉动sdB 星的周期变化率、混合模的数量和g 模脉动sdB 星的周期间隔。我们推测有两颗特殊的sdB 星(V 391 Pegasi 和PG 1605+072),它们很可能正是氦壳层燃烧的sdB星。
其他摘要This paper will mainly introduce some studies of pulsating subdwarf B stars, Itinculdes two aspects of asteroseismology studies of pulsating subdwarf B stars. Firstly, this paper introduces the influence of the He-flash convective overshooton mode trapping efficiency in g-mode pulsating subdwarf B stars. Recent detectionsof g-mode pulsations in subdwarf B (sdB) stars from the space missions CoRoT andKepler have verified that nearly all of these pulsators have regular period spacings.This discovery has been extensively applied to mode identification for the observedg-mode sdB pulsators. However, the discovery of regular period spacings apparentlydisobeys the strong g-mode trapping structure expected in canonical sdB models, whichare caused by steep chemical gradients in such evolved stars. Although the mode trappingefficiency could be reduced somewhat by taking into account the diffusion effectduring the sdB phase, it still seems difficult to explain the regular period spacings ofg-mode sdB pulsators, especially in the short period range. We suggest that the reasonfor regular period spacings may come from previous evolution of sdB stars rather thanduring the sdB stage. As for a canonical sdB model, it is evolved from a low-massstar and considered to have gone through the He-flash. The He-flash causes extensiveconvection on an aggressive way that extends very close to the He/H-transition zone.By considering a proper convective overshoot during the He-flash stage, the chemicalprofile in the He/H-transition zone would become more smooth. Detailed model calculationsshow that the mode trapping efficiency could be reduced approximatively to thelevel of observations in all the observed period range by taking the He-flash overshootinto account. Secondly, this paper introduces some asteroseismology methods to distinguish thecore and shell helium burning sdB stars. The sdB stars are generally considered as thecore helium burning stars. However, most canonical sdB models have shown that theyleave the sdB band (i.e. the region within 20000 Tef f 40000 and 5 log g 6:2)after they have ignited helium in the shell. This means there will be a few of the shellhelium burning stars, which have exhausted their helium in the core, may still locateon the sdB band and should be considered as sdB stars too. But because they haveclose effective temperature and gravity as the core helium burning sdB stars, we can notdistinguish the two kinds of sdB stars just by atmospheric parameters. A part of sdBstars display multimode pulsations. We thought that asteroseismology could offer somemethods to distinguish the two kinds of sdB stars. The core and shell helium burning sdBstars have some obvious differences in structure and evolutionary track, which resultsin some clear differences in their pulsation properties. So, we may distinguish them bytheir pulsation properties such as the rates of period change of the p-mode sdB pulsators,the numbers of mixed modes, and the period spacings of the g-mode sdB pulsators. Wesuggested that there are two special sdB stars (V 391 Pegasi and PG 1605+072) whichare likely the shell helium burning sdB stars.
学科领域天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星物理学 ; 恒星形成与演化
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数104
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25395
专题恒星物理研究组
作者单位中国科学院云南天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
郭军军. 脉动sdB星的星震学研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2019.
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