双星演化与大样本恒星演化

主要介绍大样本恒星演化所面临的困难、为解决困难所做的努力及对未来的展望．

双星演化对Ⅰa型超新星伴星结构的影响

用详细的双星演化计算考察了双星演化计算对超新星伴星结构的影响,发现相对于处于热平衡状态的恒星而言,由双星演化计算得到的伴星半径更大,也就是说更松散.我们还研究了物质交换发生的时刻是否对超新星伴星的运动状态有影响,我们发现,爆炸抛射物对在主序发生物质交换的伴星的碰撞更厉害,对最终的运动状态影响更大.

有碰撞星风激波存在的大质量双星系统的演化

本文研究了有碰撞星风激波存在的大质量双星系统的演化．碰撞星风激波存在的重要效应之一是产生Ｘ射线辐射，使有星风激波存在的大质量双星系统成为Ｘ射线双星系统的又一类新成员．碰撞星风激波存在的另一重要效应，是可以阻止双星系统中两子星之间的物质交换，因而对大质量双星系统的演化产生重要影响．对于一个由４０Ｍ⊙和３０Ｍ⊙组成的双星系统在情况Ｂ演化下，有星风激波存在与无星风激波存在两种情况相比较，前者的周期大大变短，系统的总质量大大减小．

X射线双星的形成与演化

x射线双星是包含一颗吸积致密星（黑洞、中子星或者白矮星）的双星系统，是宇宙中的重要天体．对它们的研究不仅可以帮助人们理解双星演化、吸积盘和致密星物理，而且也有助于对星系的形成和演化历史甚至宇宙学模型的认识．本文的目的是讨论X射线双星的形成和演化过程，涉及到Be／X射线双星、低质量X射线双星、极亮X射线源和激变变星．第1章我们简要介绍了双星演化的相关知识．

激变双星的磁滞效应

本文研究了激变双星中较冷次星的星风在磁场耦合作用下造成的角动量损失，以及对激变双星演化的影响。本文特别注意到双星成员的星风物质损失和角动量损失应该与单星情况明显不同，这就是：双星成员的星风物质损失受到潮汐效应和系统自转效应的影响而增大，同时双星成员的角动量是由轨道角动量和自转角动量所组成，并且轨道角动量远大于自转角动量。研究结果表明，由于次星的星风物质损失率很小，星风的速度也不大，因而磁滞效应造成的角动量损失极小，不能成为驱动周期大于３小时的激变双星演化的机制。

潮汐效应、系统自转效应对双星物质交换过程的影响

现今双星演化理论中，以子星的半径等于临界洛希瓣半径，作为双星中发生物质交换过程的判据，仅仅是一个为了将三维计算简化为一维计算而引入的近似判据．它在理论上是不严格的．本文给出了一个理论严格而又能一维计算的判据．并用新的判据和用子星半径等于临界洛希瓣半径的判据，对一个由９Ｍ和６Ｍ恒星组成的双星系统，进行了情况Ａ的演化计算（即物质交换过程发生在主星中心氢燃烧阶段）．结果证明，用新的判据时，双星中发生物质交换过程的起始时间提前，快速物质交换过程变短，平均物质交换率增大，但慢速物质交换过程变长．在物质交换过程结束时，主星和次星的质量、双星系统的轨道周期以及主星在赫罗图中的位置，都与采用子星半径等于相应洛希瓣半径作为判据的计算结果明显不同．这说明，发生物质交换过程的判据是否严格，对于双星演化的影响是不可忽略的．

白矮-主序双星的搜寻及研究进展

白矮-主序双星是银河系中最常见的致密双星系统,它包含一颗白矮星主星和一颗小质量主序星伴星,由主序双星演化而来。大约1/4的白矮-主序双星经历过一个公共包层演化阶段,其轨道间距较小,周期很短,被称为后共包层双星;而另外3/4的白矮-主序双星则从未经历过公共包层演化,其轨道间距几乎与其最初的主序双星的相同,被称为宽距白矮-主序双星。在光学波段,一般从白矮-主序双星的光谱上能明显地看出其有两个成分。随着大型巡天项目如SDSS、LAMOST巡天的开展,近年来搜寻到的白矮-主序双星的数目越来越多。通过对搜寻到的白矮-主序双星进行大量的后续观测,己从中发现并确认了一大批后共包层双星。利用观测到的白矮-主序双星及后共包层双星样本,有助于我们进一步理解密近双星的演化过程,尤其是公共包层演化的物理机制等重要的天体物理热点议题。介绍了白矮-主序双星的形成和演化,回顾了大型巡天项目中自矮-主序双星的系统搜寻,以及基于这些白矮-主序双星样本获得的研究成果,最后对白矮-主序双星的搜寻研究做了展望。

星周盘对Ia型超新星前身星演化的影响

用详细的双星演化模型计算了一个白矮星+主序星的双星演化,在演化计算中,假设从双星系统损失的物质在双星系统周围形成星周盘进而考察了星周盘对双星演化的影响.星周盘能够通过潮汐力矩从系统中有效提取角动量从而增加双星间的物质转移速率,这使得一些系统能够作为Ia型超新星爆炸.不过星周盘对Ia型超新星诞生率的影响是非常有限的.

基于LAMOST红巨星和红团簇星数据的双星比例性质研究

基于郭守敬望远镜反银心方向巡天第二版增值星表中的56 731颗红巨星和16 582颗红团簇星样本,利用重复观测源最大视向速度差△RVmax的分布,测量了该样本的双星比例及其随演化阶段、金属丰度的变化。△RVmax的最大值与红巨星对应的表面重力加速度存在很强的正相关;演化阶段越晚,双星比例越低;金属丰度越高,双星比例越低;红巨星前身星的双星比例为(38±2)%,红团簇星前身星的双星比例为(35±3)%。该结果证实了前人基于阿帕奇点天文台银河系演化实验DR13巨星样本的结果。此外,我们还发现了46个可能包含大质量致密星的双星候选体,值得进一步的研究。

低质量相接双星的研究进展

密近双星的观测和理论研究是恒星物理研究中热点之一。解释低质量相接双星的观测是双星演化的难点。本文通过对低质量的相接双星的实测资料(光变曲线和物理参量)和理论模型进行综述,提出了该类双星研究中主要存在的问题,这对于丰富和完善双星演化理论具有重要意义。

物理学院崔文元教授团队在LAMOST激变变星搜寻工作中取得重要成果

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(简称LAMOST)是我国目前有效口径最大的光学天文望远镜,单次曝光即可获取20平方度视场内的最多4000个天体的光谱,具有极高的光谱巡天效率.LAMGOST已经发布了超过1100万条低分辨率光谱,这些海量光谱数据为证认更多特殊天体样本,研究它们的形成和演化,以及理解其中的天体物理机制提供了重要历史机遇.激变变星作为一类特殊的天体,是双星演化终末期的代表性天体,也是研究天体吸积过程的重要实验室.

几类超高速星速度分布研究

本文通过选取适当的物理模型,进行程序的改编。利用蒙特卡罗大样本模拟计算,得到超高速星速度分布的统计规律,最后,利用origin画图软件对数据进行分析总结。探讨了超高速星源于几类不同的物理模型,不同类型的高速星速度分布有所差异。研究表明将观测数据和大样本的理论计算进行对比,得到理论和已有观测可以较好的吻合。利用该理论计算的统计规律对未来的观测起到一定的预测左右,尤其是对超高速星的发现及分类能有所贡献。

恒星绝热物质损失模型

双星间的快速物质交换是一个非常复杂的过程，它涉及到双星演化的两个基本问题：物质交换的动力学不稳定性和公共包层的形成和演化．这两个问题是双星演化中最不清楚的两个基本问题．本论文通过建立相互作用双星之间的快速（绝热）物质损失模型，研究双星演化中物质交换的不稳定性判据和对公共包层的演化结局作出理论限制．利用恒星绝热物质损失模型得到的结果，还有很多潜在应用．比如，促进含双星的大样本恒星演化研究，改进演化星族合成方法等．

Thorne-Zytkow Objects观测和研究进展

近期,引力波探测揭示了诸多超乎意料的双星并合事件,显然对于“双星演化”这个最基础的天体物理问题的理解仍然有很大欠缺。弥补这个缺陷的努力不能仅局限于依赖双星并合这样的稀缺瞬时事件,必须同时寻找其他独立的、更适合长时间观测的线索和现象。Thorne-Z ytkow Objects(简称TZO)作为假想的、在红巨星或红超巨星内部沉入一个衰退的中子核的奇妙天体,即是能够帮助理解双星演化的一个绝佳研究对象。首先从理论上统述大质量TZO的结构与演化;然后主要介绍大质量TZO在观测上的相关发现,尤其是在小麦哲伦星云中的HV2112;最后主要对当前的相关工作进行总结和展望。

中间光度的光学暂现源的研究

中间光度的光学暂现源是近几年出现的一类新的恒星爆发,他们不同于一般的恒星产生,爆发时输出的总能量大约为1045~1047ergs,并且持续时间为几个星期甚至是几个月。在我们的工作中,我们假定所有的中间光度暂现源都起源于双星合并。根据双星合并模型以及星族合成的方法,我们对银河系中间光度的光学暂现源的诞生率进行了估计,尤其是不同形成渠道的双星合并对中间光度的光学暂现源诞生的贡献率。除此之外,我们还探讨了中间光度的光学暂现源前身星初始轨道周期和初始主星质量之间的关系。

中国青年女科学家奖得主陈雪飞：夜空中最亮的星

现在已是中科院云南天文台研究员的陈雪飞，在双星演化和特殊恒星的形成方面取得了重要的成果，由此获得了第十一届“中国青年女科学家奖”。近年来，陈雪飞开始关注Ia型超新星。Ia型超新星是天文上异常壮观的一类爆发现象，由白矮星热核爆炸产生。它们和蓝离散星是如此的不同，却来自相似的物理过程，受同一个规律支配，这让她更加领悟到星空的奥妙。

多少恒星成黑洞?

知道了宇宙中恒星级质量黑洞的总数,可以帮助人类进一步理解宇宙“巨型怪兽”是如何从“轻种子”黑洞生长起来的,进而可以让人们对恒星演化、星系演化等基本天体物理过程有更深刻的认识,对双黑洞系统的形成渠道有更清楚的分辨,对双星演化涉及的物理过程有更好的理解。黑洞,宇宙中最神秘的天体之一,它的起源和形成讲述着宇宙的过去和未来。黑洞在宇宙中占比多少?对宇宙有多大影响?科学家一直在寻找答案。

在LAMOST DR5数据中获取876颗白矮-主序双星

白矮-主序（White dwarf-main sequence，WDMS）双星是指由白矮星和位于主序阶段的恒星组成的双星系统。它们在双星演化的研究中有着重要的作用。近期，国家天文台兴隆观测基地团组的任娟娟等人，基于LAMOST DR5数据，获取了LAMOST最新白矮-主序双星星表。该星表包括876颗WDMS双星，是之前LAMOST DR1白矮-主序双星星表数目的8倍之多。其中，有357颗双星（占整个星表的40％）是首次发现的。该项研究成果已被国际知名天文期刊英国《皇家天文学会月刊》（MNRAS）接收。

双中子星的星族合成研究

双中子星是天体物理中重要的研究对象,对于许多研究领域都有重要作用。2017年LIGO/Virgo发现第一个双中子星并合事件GW170817,开启了用引力波探测发现双中子星的序幕。文章主要介绍了双中子星的双星演化通道,以及双中子星星族合成的一些性质。此外,还介绍了双星演化中的一些不确定性以及形成GW170817双中子星的双星演化通道。