YNAO OpenIR  > 恒星物理研究组
红巨星ε Ophiuchi的类太阳振动
其他题名Solar-like oscillations in the red giant ε Ophiuchi
刘志娥
学位类型硕士
导师毕少兰
2007-06-09
学位授予单位中国科学院研究生院(云南天文台)
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词日震学 类太阳振动 红巨星ε Ophiuchi
摘要εOphiuchi是一颗特殊的红巨星,因为天文观测发现这颗红巨星有类太阳振动,其振动频率 在25到80μHz之间,频率间隔为4.8μHz,振动模式为p-模振动。此外,观测还精确测定出εOphiuchi的有效温度Teff=4887±100K, L=59±5L⊙,确定它位于赫洛图中的红巨星区域内,是一颗红巨星。 恒星振动的观测和理论研究的重要意义之一就是可以用来探测恒星的内部结构和限定恒星演化的一些重要参量。其方法是通过观测确定的恒星的一批振动频率和振动模式,同时观测又确定该恒星在赫洛图中的位置,于是就可以利用恒星结构和演化理论,构造一个初始恒星模型,并选定这个模型的一些物理参量如初始质量、初始化学丰度、对流参数等,使这颗恒星模型能够演化到观测到的这颗星在赫洛图中的位置,再取这个演化模型中的数据,进行恒星振动模型计算。如果得到的振动频率和振动模式都与观测到的频率和振动模式相符合,于是就认为理论的演化模型就代表了观测到的恒星。可以从理论演化模型得到恒星的内部结构,并得到了这个模型的一些重要物理参量:如质量、化学元素丰度、演化年龄、对流参数等。 天文观测已经测定出ε Ophiuchi红巨星的一批振动频率和振动模式,同时又测定出这颗星在赫洛图中的位置。因此具备了借助恒星结构和演化理论以及振动理论来探测这颗红巨星的内部结构和限定这颗星重要演化参量。本研究的目的就是依据观测到的εOphiuchi红巨星的振动频率数据和它在赫洛图中的位置范围,借助恒星结构和演化理论以及恒星振动理论,来探知这颗恒星的内部结构和限定它的许多重要演化参量。 恒星的结构和演化主要是由于初始质量和初始化学元素组成决定,但还要受到其它因素的影响,如对流的处理,星风物质的损失,以及转动和磁场的影响等等。εOphiuchi红巨星的质量比较小,星风物质损失和转动比较小因此在这颗星的理论模型中可以不考虑这两个因素的影响,磁场对恒星结构和演化的影响以及对振动的影响是目前理论上尚待解决的问题,所以本文中我们主要考虑如何选择合适的初始化学组成(特别是金属丰度)和恰当的对流参数才能使构造的恒星模型由零龄主序演化到εOphiuchi红巨星在赫洛图中的位置范围内,然后取演化模型中的相应数据,进行恒星模型计算,检查理论得到的振动频率是否与观测到的εOphiuchi红巨星的振动频率相符和。当二者相符和时,我们便可由理论演化模型得知该恒星内部结构,尤其是得到了这颗星的一些重要演化参数,如质量、元素丰度、年龄、对流参数等。一般理论研究时由理论得到的频率值总会与观测到的频率值存在一定的偏差,需要分析造成误差的原因。本文认为造成理论结果与观测结果的偏差的主要原因可能是来自p-模对g-模的影响和我们构造的模型本身的局限性。
其他摘要ε Ophiuchi is a peculiarly red giant star, because solar-like oscillation has been observed in ε Ophiuchi. Its frequency is about 25-80μHz, and large separations is about 4.8μHz. The oscillation mode is p-mode. Because of the position of ε Ophiuchi in the Hertzsprung-Russell diagram,ε Ophiuchi is regarded as one of the red giant stars. The effective temperature and luminosity of it are 4887±100K and L=59±5L. It is important to observe the stellar oscillations and to study the stellar theory, because it can be used to prob the interior structure and limit the important parameters of star. The method is that when stellar oscillation frequencies, mode and the position in the HR diagram are determined, one can utilize the stellar structure and evolution theory and select some important parameters, such as mass, initial chemical abundance, convective parameter to construct the stellar models which can pass through the error box and then calculate the oscillation frequencies. If the frequencies and the mode of theory model can suit the observed, we can use the theory model to explore the stellar interior structure and the important parameters, such as mass, chemical abundance, age and convective parameter and so on. Astrophysical observation has observed a set of frequencies and the position of ε Ophiuchi, so we can make use of the stellar structure and evolution theory to prob the interior structure and limit the important parameters of star. Our aim is according to the observed oscillation frequencies of ε Ophiuchi and the position in the HR diagram to research the interior structure and the important parameters of ε Ophiuchi. The stellar structure and evolution are determined by the initial mass and the component of the chemical abundance and are affected by some condition such as how to do with the conviction, the stellar wind, rotation, magnetic field and so on. Because the mass ofε Ophiuchi is small and the velocity is low , the effect of two factors can be neglected in the theory models. Furthermore, the effect of magnetic field on the stellar structure and evolution is one of the unresolved problem. In our paper we only consider that how to select the suit initial mass and chemical abundance,especially metallicity and the mixing length to let the model from the zero age main sequence to reach the observed position of ε Ophiuchi in the HR diagram and use the data of the model to calculate the oscillation information. Finally, we check the theory frequencies whether or not suit the observed frequencies. If the theory frequencies can suit the observed well, we can get the information of the interior structure and the important parameters of ε Ophiuchi, such as mass, chemical abundance, age and convective parameter and so on. But in most cease, there is difference between the theory frequencies and the observed frequencies. It is necessary to analyze the reason. In our paper, we think that the difference between the theory frequencies and the observed frequencies is caused by the effect of g-mode on p-mode and the limitation of our own stellar models.
学科领域天文学
页数73
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/5324
专题恒星物理研究组
推荐引用方式
GB/T 7714
刘志娥. 红巨星ε Ophiuchi的类太阳振动[D]. 北京. 中国科学院研究生院(云南天文台),2007.
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