湍流压对中小质量恒星后期演化的影响(I)湍流压、物态方程及热力学量的计算

本文以恒星结构演化理论中常用的混合程对流理论为基础，给出了湍流压以及考虑湍流压情况下恒星内部物态方程和各热力学量的表达式．在此基础上研究了质量为２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙的恒星由主序演化到红巨星和ＡＧＢ星阶段其湍流压的大小．结果证明，在红巨星和ＡＧＢ阶段，靠近恒星表面区域内湍流压可以达到总压强的３０％．

湍流压对中小质量恒星后期演化的影响(I)湍流压对内部结构和演化的影响

本文研究了２８Ｍ⊙和７Ｍ⊙恒星由主序到红巨星和ＡＧＢ星阶段的演化．结果发现，湍流压的存在对质量较大的７Ｍ⊙恒星的内部结构有较大的影响，它将使氢燃烧壳层明显变厚并较早地消失；使恒星中心的温度降低；使ＨＲ图中的演化轨迹向温度降低和光度减小的方向变化；使氢壳层燃烧出现周期性脉动；氦壳层的热脉动周期变短等等．但是，对于质量较小的２８Ｍ⊙恒星，湍流压的效应很微小．

湍流压对中小质量恒星后期演化的影响(Ⅲ)红巨星和AGB星产生强大星风物质损失的机理研究

本文提供了一个判别红巨星和ＡＧＢ星对流外壳中是否会产生动力学非稳定性的条件．根据这个条件和对２８Ｍ及７Ｍ恒星从主序到巨星阶段和ＡＧＢ阶段的演化计算，可以证明，湍流压效应是导致红巨星和ＡＧＢ星靠近表面区域产生动力学非稳定性，从而造成物质向外喷流的原因．并认为它就是造成红巨星和ＡＧＢ星表面温度很低（因而辐射压很低）从而产生强大星风物质损失的物理原因．

2.8M_⊙碳AGB星的形成和演化

在混合程对流理论基础上建立了考虑了湍流压的恒星结构与演化理论，以及在对流外壳中出现动力学非稳定性的判据。在此基础上研究了初始质量为2．8M⊙的星族I恒星从主序星到碳AGB星的质量非守恒演化。结果表明，在RGB星和AGB星阶段，靠近恒星表面区域内湍流压可以达到总压强的30％。且湍流压效应可能是导致RGB星和AGB星靠近表面区域产生了动力学非稳定性，从而造成物质向外逃逸的原因。我们认为湍流压效应可能就是造成有效温度低因而辐射压也低的RGB星产生强星风，以及AGB星产生超星风的物理原因。还发现当氦燃烧层源厚度与层源质量的比值小于0．04R⊙／M⊙时，层源内会出现热核反应的非稳定现象，即出现热脉动，且2．8M⊙AGB星经过6次热脉动后，恒星表面的C／O超过1，恒星演化成碳AGB星。

AGB星氦燃烧壳层源出现非稳定热核反应的判据

建立了热脉动AGB星氦燃烧壳层源出现非稳定热核反应的判据,新判据包含 了丰富的物理信息,它不仅与热脉动AGB星氦燃烧壳层源的几何性质有关,而且与氦燃 烧壳层源的力学、热学和化学的性质都有关． 提出了热脉动AGB星氦燃烧壳层源非稳定热核反应的发生和消失的机理,它可表述 为:热脉动AGB星氦燃烧壳层源的局部区域出现对流不稳定区会触发非稳定热核反应的 发生,非稳定热核反应会促使氦燃烧壳层源急速膨胀,氦燃烧壳层源的急速几何形变会消 除非稳定热核反应． 用改进后的Kippenhahn恒星演化程序对5M(?)恒星进行了从主序星到热脉动AGB 星的演化模型计算,结果表明新判据能很好地反映5M(?)AGB星氦燃烧壳层源的热核反应 情况．并得出5M(?)热脉动AGB星在第6次热脉动周期阶段,被挖掘到热脉动AGB星 表面的元素主要是在温度lgT2／K<8．155和密度4．0<lgρ2/g·cm-3<4．6的物理条件 下经热核反应合成的．

AGB星的超星风与热脉动的研究

至今国际上对ＡＧＢ星的超星风、热脉动及振动的理论研究工作中都忽略了湍流压的存在，然而对于一个整个外壳都处于完全对流的ＡＧＢ星，湍流压是存在的，并且由于湍流压的存在将对气体压强、密度、温度以及各热力学量产生影响，因而对ＡＧＢ星的超星风、热脉动及振动产生影响。本文以恒星结构演化理论中常用的混合程对流理论为基础，给出了湍流压以及考虑湍流压情况下恒星内部物态方程和各热力学量的表达式，并给出了判别恒星外壳产生动力学非稳定性的判据，并在此基础上研究了质量为２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙的恒星从主序到ＡＧＢ星的演化。目的是研究有湍流压情况下ＡＧＢ星的超星风及热脉动的机理。结果表明，对于７Ｍ⊙恒星，在红巨星及ＡＧＢ阶段，湍流压可以达到总压强的３０％，并且对恒星的结构产生重要影响，对于２．８Ｍ⊙恒星，在红巨星及ＡＧＢ阶段影响较小。由于湍流压的作用，２．８Ｍ⊙和７Ｍ⊙恒星在ＡＧＢ阶段和红巨星阶段，靠近表面的区域会出现动力学非稳定性，造成物质向外喷流，这就是ＡＧＢ星和红巨星产生强大星风的物质损失的原因。研究还表明，湍流压效应造成７Ｍ⊙ＡＧＢ星的氢燃烧壳层产生主周期为５０年的脉动现象。

8M_■恒星演化过程中湍流应力作用效果的分析

以恒星结构与演化理论中常用的混合程理论为基础,将湍流作用表现出来的宏 观应力引入恒星结构与演化模型中的流体静力学平衡方程．通过计算8M(?)恒星从主序星 到早期AGB星演化过程中湍流应力梯度与引力的比值来研究湍流作用对恒星演化与结构 的影响．结果发现:在核燃烧阶段其比值很小,湍流作用几乎可以忽略;但在RGB和早 期AGB演化阶段,发现在恒星外部存在一个湍流应力梯度为引力的几倍到几十倍的很小 区域,而该小区域以外的对流区内湍流作用力能达到引力的65％,这些对AGB星的中心 温度变化与热脉动发生的时间等恒星结构与演化规律有不同程度的影响．

中等质量恒星在赫罗图中由E-AGB星进入TP-AGB星的分界点

通过对3～10 M_☉恒星在赫罗图上演化轨迹的研究,分析恒星内部氦壳层燃烧峰值处能量、密度、温度、氦壳层表面光度与恒星表面光度比及恒星半径的变化,给出了中等质量恒星由早期AGB星演化至热脉冲AGB星阶段在赫罗图上的分界点,与119颗碳星的观测结果吻合得相当好.同时提出:在恒星演化至该分界点之后,其星风物质损失公式可能需要引入一个与表面光度无关的量以主导超星风的形成.在此基础上,通过对考虑湍流压效应下5 M_☉恒星的结构和演化及星风物质损失率的分析,发现湍流压在热脉冲AGB星阶段对星风物质损失影响较大,从而使得热脉冲AGB星的湍流压不可忽略,进而提出了影响热脉冲AGB星星风物质损失的可能的物理因素.

混合参数对中小质量恒星结构和演化的影响

计算了在不同对流混合参数下 ,8M⊙ 和 1.3M⊙ 恒星由主序阶段到红巨星阶段的演化 .得出以下主要结论 :不同大小的混合参数导致了恒星在 HR图中的演化轨迹、对流外壳的第 2次向内延伸深度和回退程度、氢壳层源的温度和产能率 ,以及氦燃烧核的寿命等有显著差别 ,还注意到 8M⊙ 恒星混合参数α≥ 2 .2时会出现第

对流超射对5M_⊙恒星演化的影响

计算了5M⊙恒星从主序到红巨星阶段的演化,将考虑对流超射的演化结果与不考虑对流超射的演化结果进行了对比.结果发现:恒星在赫罗图中的演化轨迹向着低温度高光度的方向移动;氢主序与红巨星的寿命之和几乎不变;中心温度随其密度变化较为明显,并对其进行了讨论与分析.

RGB星分界点的不同对恒星演化的影响

提出恒星演化阶段分界点的不同会影响恒星在赫罗图中演化轨迹的观点.基于在恒星演化计算中质量损失率应是一连续的分段函数的考虑,使用改进后的恒星演化计算程序.采用2种不同的分界点分别计算了恒星的演化,基于质量损失率函数连续性的考虑,对于主序星与RGB星的分界点,选取Hayashi线光度最低处比选取核心H丰度为零处更合适.

中等质量恒星星风物质损失的机制

在考虑引力对星风物质损失的制约效果及辐射压与湍流压对其扰动效果的同时,通过引入可压缩流机制,考虑了恒星外壳对流区对星风物质损失的促进作用,从而建立了新的星风物质损失公式.之后,通过对3～5 M_⊙恒星理论模型的星风物质损失率计算,发现:从主序直至中心氦核燃烧结束阶段,新的星风物质损失公式计算所得星风物质损失率与经典星风物质损失公式计算结果几乎一致;而在TP-AGB阶段,应用新的星风物质损失公式计算的恒星模型则不受光度影响产生了持续的较大的星风物质损失,比较符合实际观测结果.

低速自转5M_⊙恒星演化

本文给出了考虑湍流压的低速自转恒星结构和演化模型,并用它计算了5M⊙恒星从主序星到早期AGB星的演化,结果表明:自转角速度是变化的,自转通过自转角速度及角速度的变化对恒星在主序星前期和红巨星后期的影响较大而湍流压在AGB星阶段的影响较大。

初始质量为七个太阳质量的AGB星的氢燃烧壳层的特性和物质抛射机理

The property of the H-burning shell and the mecanism of the mass ejection of the AGB star are investigated by means of detailed computations carried out for the evolution of a star with its initial mass of 7. The energe generation rate εH of the H-burning shell changes periodically and has a phase-shifting with respect to that of the He-burning shell which undergoes thermonuclear runaway. For the most time of a period the value of εH is about one to three order of magnitude larger than that of the He-burning shell εHe . So the dominative energy supply of the star in the AGB phase comes from the H-burning shell. The luminosity of the star changes periodically and cynchronizes with the variation of εH . The upper limit of the luminosity of an AGB star can be obtained by the condition that the inward gravitational acceleration is balanced by the outward acceleration owing to the radiations, rotation and turbulent forces. Comparing the luminosity of the star with its upper limit, we can find that the