从AGB星到行星状星云

本文阐述了AGB(Asymptotic Giant Branch)星的一些特性,尤其是它的质量流失机制、规律及计算;还阐述了对从AGB向行星状星云过渡阶段天体的研究进展情况。

富氧AGB星在银河系中的分布

根据ｖａｎｄｅｒＶｅｅｎ（１９８８）划分的ＩＲＡＳＰＳＣ的ＩＲＡＳ双色图区域选择了一批富氧ＡＧＢ星的样本，对其银河系分布进行的分析表明：它们属于盘星系，主要分布在旋臂上，将其旋臂结构与已知的ＨＩＩ区的旋臂结构进行拟合，得到这批富氧ＡＧＢ星的平均光度为８３００Ｌ⊙（Ｒｏ＝８．０ｋｐｃ），

未证认的IRAS LRS源的光学证认和观测研究——1.北天O^h—12~h具有硅酸盐特征的源

本文给出了IRAS LRS表中0°<δ<66°0~h<α<12~h的未被证认的2n、3n类源的光学证认图、近红外测光及近红外位置,并应用近红外和远红外双色图对观测结果进行了定性分析.结果表明:其中大部分源是AGB或RGB星,但还有几个特殊的源,我们分别对它们进行了讨论.

AGB星的ISO观测

概述了ＩＲＡＳ升空以来在ＡＧＢ星研究方面的进展和发现的问题，比较详细地报告了６０ｃｍ空间红外望远镜ＩＳＯ携带的探测器及其性能，以及它的成像和光谱观测对研究ＡＧＢ星的演化的影响，尤其是对ＡＧＢ星星周包层的化学环境的研究的重要作用．

星际红外消光律

该文综述了星际尘埃在红外波段的消光律。现有的观测表明,在0.7μm≤λ≤5μm范围内的星际消光可以近似用幂律函数来拟合,而对5μm≤A≤8μm范围内的星际消光争论比较多,但现在已明确该范围内消光律是随视线方向的变化而变化,这与以往认为在整个0.7μm≤λ≤8μm范围内星际消光为各处一致的结论是相左的。在8μm≤λ≤30μm范围内的消光主要由硅酸盐在9.7μm和18μm处的吸收特征所决定,其中9.7μm处的吸收所引起的消光强度(相对可见光波段消光)在太阳邻近弥漫星云和银心方向上有较大变化,其原因仍有争论;同时,由脂肪族碳氢化合物的C-H键伸缩振动引起的在3.4μm处的谱特征强度也和9.7μm硅酸盐谱特征类似,在太阳邻近弥漫星云和银心方向有较大变化。在λ≥30μm以上的远红外范围,由于观测的限制,人们主要利用尘埃红外辐射理论来间接研究消光率,不同尘埃模型给出的红外辐射明显地不同,对λ≥30μm的红外观测将提高该范围内消光律的准确性。

IRAS04000+5052:一个与HII区成协的近红外变源

IRAS04000+5052的光学对应体在POSS的E片上是一个展源.我们利用北京天文台2.16m望远镜加红敏CCD系统对此源进行了VRI波段的观测,发现其R波段图像有明显的延伸,且辐射远强于Ⅴ、Ⅰ波段.用北台1.26m红外望远镜对此源的红外监测结果表明它有较大的近红外光变.根据IRAS流量值和LRS谱,以及其形态特征,我们判断它可能是一个被HII区所包围着的正在形成恒星的年轻天体.

未证认的IRAS LRS源的光学证认和观测研究2．北天13~h─24~h部分具

用北京天文台兴隆站１．２６ｍ红外望远镜对北天１３ｈ＜α＜２４ｈ，０°＜δ＜６６°，部分具有硅酸盐特征的源进行了ＪＨＫ测光观测研究，并对其中的一些特殊源进行了讨论。

IRAS 19213+1723,一个新发现的致密HⅡ区

在具有低分辨率光谱资料的IRAS点源的光学证认中,我们发现,IRAS 19213+1723很可能是一个新的致密的HII区,这之后在南部西班牙Calar Alto天文台所作的光谱观测等资料肯定了我们上述的推想。

星流的搜寻

在冷暗物质的宇宙学模型框架里,银河系(尤其是银晕)至少部分起源于对周围卫星星系的吸积。随着新技术和新设备的不断应用,大规模巡天项目的成功实施使天文学家获得了越来越多、越来越全面的关于银河系的数据。通过对这些数据进行分析,天文学家发现了很多星流的候选体,为银河系的等级并合理论提供了观测上的证据。随着对星流研究的扩大和深入,人们对银河系及其结构和起源的了解也越来越详细。介绍了搜寻星流的方法,以及基于这些方法获得的星流研究结果。

脉动变星数据库的建立

为了方便国内学者对脉动变星进行研究,建立了一个数据库,目前包含了时间长达10 yr左右的巡天项目MAssive Compact Halo Objects(大质量致密银晕天体,MACHO)和Optical Gravitational Lensing Experiment(光学引力透镜实验,OGLE)发现的脉动变星,一共容纳了来自银河系核球与大小麦哲伦云中的共近23万颗变星.采用的软件是LAMP,即Linux+Apache+MySQL+PHP.数据库的使用通过网页的简单搜索界面实现,搜索参数主要是天体的赤经、赤纬和半径.鉴于本数据库的灵活性,将来很方便加入其他的变星数据.

演化晚期恒星星周包层的21μm特征

21μm特征是指在一些富碳的原行星状星云的红外光谱中波长约20 μm处观测到的一个较宽的发射谱带特征,它是目前星周包层物质研究的热点问题。到目前为止,一共有12个原行星状星云被证认为21μm特征源。此外,还有两个中心是沃尔夫拉叶星的行星状星云也有可能是21 μm特征源。这12个原行星状星云源的21μm特征都有相似的谱线轮廓,峰值都位于20．1μm。这些源的中心星都是富碳的F或G型超巨星,贫金属(却有丰富的慢中子过程元素),有很强的红外色余。在过去10年中,人们提出了大量21 μm特征载体的候选物质,主要有:氢化足球烯 (C60Hm,m=0-60)、多环芳香烃(PAH)、氢化无定形碳(HAC)、纳米金刚石颗粒、合成含碳大分子、氨基化合物(特别是尿素)、铁的氧化物(如:μ-Fe2O3、Fe3O4和FeO)、SiS2、纳米TiC团簇、掺杂的SiC颗粒、表面覆盖SiO2幔的SiC颗粒等。但所有这些候选物质都还没有得到确认。概述了21 μm特征的发现及其后续的相关研究,介绍了21μm特征源的共同特征,比较详细地探讨了人们已提出的该特征载体的候选物质。

3个典型恒星形成区的气尘比

"气尘比"(Gas to Dust Ratio,GDR)是星际气体与星际尘埃的质量之比.广泛认同的银河系气尘比值是100-150.气尘比值的大小不仅取决于星际环境,也与所考虑的尘埃成分相关.恒星形成区是恒星形成的致密分子云区域,不同的分子云,其GDR也可能不同于普遍采用的数值.此工作选择3个典型的恒星形成区进行气尘比的研究,它们分别是:大质量恒星形成活跃的猎户座(Orion)分子云,小质量恒星形成区的代表金牛座(Taurus)分子云,极少或者无恒星形成活动的Polaris分子云,对这3个天区的研究有利于了解不同辐射环境恒星形成区的气尘比变化.在此对CO谱线积分强度与氢分子柱密度之间的转换系数X_(CO)取常数,以统计的方法计算了3个分子云的气尘比N(H)/A_V,其值在Orion天区、Taurus天区和Polaris天区分别为25、38和55(单位:10^(20)cm^(-2).mag^(-1)),明显高于之前人们给出的银河系平均值.根据星际尘埃模型,将N(H)/A_v转换成气体尘埃的质量比.采用被广泛接受的WD01尘埃模型(V波段的选择性消光比R_v=3.1的情况),得到3个恒星形成区的气尘比分别为:160(Orion分子云)、243(Taurus分子云)、354(Polaris分子云),显著高于普遍采用的弥漫星际介质中100-150的取值范围.恒星形成区的N(H)/A_v值高于平均值的另外一个可能的原因是,恒星形成区的尘埃由于吸积或者碰撞增长变大,降低了V波段的单位质量消光效率,而不是气尘质量比本身的增加.

演化晚期恒星中的结晶硅酸盐尘埃

硅酸盐是宇宙尘埃的主要成分之一。20世纪60年代,在演化晚期恒星中就曾发现硅酸盐尘埃的辐射特征,并且与实验室无定形硅酸盐的光谱特征非常吻合。到20世纪90年代,演化晚期恒星中的结晶硅酸盐特征首次在ISO卫星拍摄的光谱中探测到,其后随着更多的红外空间天文台(Spitzer、Herschel等)的发射,发现了大量具有结晶硅酸盐特征的恒星,尤其是演化晚期恒星,几乎涵盖了演化晚期的各个阶段(红巨星、渐近巨星支星、原行星状星云、行星状星云、红超巨星等)。结晶硅酸盐尘埃的特征广泛分布在10～70μm波长范围内,表现为多个丰富的谱带。阐述了演化晚期恒星中结晶硅酸盐尘埃的发现、谱特征、观测特性、结晶度和形成机制。

Ia型超新星的消光改正

Ia型超新星因其在宇宙学上起着标准烛光的作用而备受关注,正确的消光改正才能还原其本征亮度和颜色,然后才能在宇宙学中恰当地应用。综述了不同环境中的尘埃对Ia型超新星消光的影响,并讨论Ia型超新星绝对星等的校正和Rv值偏小的原因。Ia型超新星绝对星等的弥散主要受两个方面的影响,一是由前身星状态所导致的固有弥散,二是寄主星系内尘埃的消光。利用与距离无关的参数对绝对星等校正后,可以将弥散降低到0.1 mag以下。Ia型超新星的内禀色指数呈现出随时间演化的一致性,使得其红化比较容易计算。大量的观测和分析表明,Ia型超新星在寄主星系中的Rv值在低红化时,其情形比较接近银河系;而在红化严重时偏小,多在2.0以下,低于银河系的平均值3.1。一种可能的解释是Ia型超新星的星周尘埃对星光的多重散射,另一种可能是Ia型超新星寄主星系的尘埃与典型的银河系内星际尘埃的差异。

大小麦哲伦云的星际消光

综述了大小麦哲伦云在紫外、可见光和红外波段的消光规律及其2D消光图,并讨论了其尘埃的性质。大麦哲伦云(LMC)可见光波段的平均色余E(B-V)约为0.13 mag,其RV一般取2.6,AV约为0.34 mag。小麦哲伦云(SMC)可见光波段的平均色余E(B-V)约为0.16mag,其RV一般取2.8,AV约为0.45 mag。从紫外消光的区域性变化来看,LMC的恒星形成区30Dor和LMC2超大气体壳层区属于比较致密的区域,都缺乏2175驼峰,消光在紫外上升比较快;但LMC中相对弥漫的区域却有比较明显的2175消光驼峰。SMC的bar区域几乎看不到2175驼峰,消光在紫外陡峭地上升;而wing区域则有较强的2175驼峰,消光在紫外上升的趋势也较缓。在红外波段,LMC的E(J-H)/E(H-K)大致在1.03～1.36之间,显著低于银河系的典型值1.73,说明LMC近红外消光律的幂律谱指数是明显小于银河系的;SMC的红外消光很小,测光和內禀色指数的微小误差都会带来较大不确定性,目前还没有一致的结论。总之,LMC和SMC的消光曲线不能简单地像银河系消光曲线那样,用仅含单参量RV的理论曲线来描述,而是需要适合其自身的尘埃模型以描述其消光规律。

银河系和河外星系的消光规律及尘埃性质

对星际消光的研究,有利于人们还原天体本来的光度与颜色,也有利于人们了解星际尘埃的性质。小麦哲伦云紫外波段的消光曲线比银河系紫外波段的消光曲线更加陡峭,大麦哲伦云的平均消光曲线介于银河系的平均消光曲线与小麦哲伦云的消光曲线之间。M31的消光曲线与银河系的消光曲线类似,都存在2 175?A的驼峰和紫外波段增强的特征。此外,对高红移河外星系尘埃的星光衰减曲线以及M33,M101,NGC 2207,M82,Ia型超新星、星暴星系、类星体和活动星系核消光规律的研究结果表明,它们所处的星际环境不同,消光规律及尘埃特征也不同。

SiO脉泽源在银河系中的分布和空间运动

通过对日本野边山射电天文台 4 5m望远镜探测到的 4 53颗SiO脉泽源的相关数据进行分析和处理 。

超新星SN1987A遗迹的尘埃

超新星是宇宙中最重要的尘埃来源之一。对超新星遗迹尘埃的研究,能增进人们对恒星演化、大质量恒星的核合成和抛射物的物理和化学演化等的了解。SN1987A是1604年以来在地球上观测到的最亮的超新星,因此也是研究超新星和超新星遗迹物理独一无二的对象。综述了SN1987A遗迹的抛射物和内赤道环中尘埃的种类、质量、尺寸等特性,以及这些尘埃特性随时间的演变。如果SN1987A遗迹中的大部分尘埃能够存活在不被激波破坏,而且SN1987A具有典型性,那么可以认为超新星是宇宙尘埃的重要来源。

红巨星中长副周期变星的起源

长副周期变星是一类特殊的半规则变星,大量存在于银河系和大小麦哲伦云中,约占渐近巨星分支的25%～30%。该类变星有两个光变周期,短的主周期为30～200 d,由径向脉动的低阶模式导致;长的副周期长达400～1500 d。在长周期变星的周光关系中,长副周期变星处在D序列,平行于径向脉动的A、B和C序列,且与属于双星系统的E序列部分重叠。长副周期现象的起源一直是个谜,现存的解释模型有:径向脉动、非径向脉动、双星、磁活动、带有一个巨大黑子的转动红巨星、转动的椭球红巨星、κ机制等,但这些模型没有一种能完美地解释长副周期变星的起源。

星际C_(60)

C60的发现起源于人们对星际尘埃的探索,肇始于1985年由Kroto等人首次在实验室合成,25年后最终于2010年在星际空间被探测到.近几年天文工作者在多种星周、星际环境观测到C60.本文综述了与天文观测和理论密切相关的C60的有关物理性质;介绍了C60在星际空间中的观测特性;最后讨论了C60在星际空间的形成与激发机制.