热亚矮星与中子星双星系统的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴优
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| 答辩日期 | 2020 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈雪飞 |
| 关键词 | 热亚矮星 中子星 双星演化 双星星族合成 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Hot subdwarf B stars with neutron star components |
| 英文摘要 | 热亚矮星是由一个燃烧的氦核与一层很薄的氢包层构成的恒星，在赫罗图上位于极端水平分支。研究热亚矮星有很多重要意义：研究这类恒星的起源和物理过程可以让我们对恒星演化有更深刻的认识；脉动的热亚矮星是星震学很好的研究对象；热亚矮星与大质量白矮星组成的双星是la型超新星前身星的候选者；热亚矮星也是早型星系的紫外辐射源，等等。 本论文首先对热亚矮星的观测历史和现状做了综述，包括热亚矮星发现的几个主要的巡天计划和项目、热亚矮星光谱观测和分类、热亚矮星的统计性质和环境等。然后，我介绍了热亚矮星的形成理论，包括单星演化模型、双星演化模型和氦点燃机制等。最后，我详细阐述了博士期间对热亚矮星与中子星双星形成方面的研究工作。 双星理论预言了热亚矮星与中子星双星的存在，但这类双星一直没有被观测证实。我通过双星演化和双星星族合成方法详细研究了这类双星的形成。在双星演化研究时，主要考虑了主序星与中子星双星形成热亚矮星与中子星双星的演化过程，其中主序星的初始质量为：0.8M⊙、1.0M⊙、1.26M⊙、1.6M⊙、2.0M⊙、2.5M⊙、3.2M⊙、4.0M⊙、5.0M⊙，中子星质量为1.4M⊙。在研究中，还考虑了不同的中子星吸积效率和中子星质量的影响。 我在进行双星星族合成研究时，考虑了中子星形成的不同踢出速度、公共包层抛射效率和包层结构参数对热亚矮星与中子星双星总体性质的影响。研究最终给出了形成这类双星的参数空间和统计性质（如热亚矮皇和中子星的最终质量、轨道周期、视向速度变化、中子星自转周期等）并对观测进行了解释和预言。其主要研究结果如下：（1）热亚矮星与中子星双星可以通过稳定物质交换和公共包层抛射两个通道形成。对于前者，如果热亚矮星前身星质量小于2.0M⊙，物质交换发生在红巨星支，才能最终形成热亚矮星。如果热亚矮星前身星质量大于2.0M⊙，物质交换发生在主序末端或赫氏空隙阶段均可以形成热亚矮星。（2）稳定物质交换形成的热亚矮星与中子星双星的轨道周期有一个很宽的范围，可以从几天到1000天以上，并随热亚矮星前身星质量的增加向短周期移动，最大视向速度变化振幅在～150km/s。（3）公共包层演化形成的热亚矮星与中子星双星的轨道周期都非常短，视向速度变化的振幅可以超过800km/s。它们在引力波辐射的作用下会很快并合，其并合的典型时标是～Myr，如此短的寿命导致它们也很难被观测到。这些双星可以作为潜在的引力波源，被未来的空间引力波探测项目LISA观测到。双星星族合成研究给出的LISA可探测数目在100-300之间。（4）通过稳定物质交换形成的热亚矮星与中子星双星中，中子星由于吸积物质，自转加快，最终有可能形成毫秒脉冲星。热亚矮星前身星如果氦核没有点燃，会形成氦白矮星。而热亚矮星氦核燃烧结束之后会形成一颗碳氧白矮星。研究结果显示，一部分热亚矮星与中子星双星的中子星自转周期和系统轨道周期，与观测上氦白矮星或者碳氧白矮星为伴星的毫秒脉冲双星符合的较好。（5）银河系中，热亚矮星与中子星双星的诞生率大概为10^?4个每年，数目大概在7000-21000之间，对银河系中所有热亚矮星双星的贡献是0.3-0.5%。大部分的热亚矮星与中子星双星（>60%）都来自稳定物质交换通道。（6）无论是稳定物质交换通道还是公共包层演化通道，它们形成热亚矮星与中子星双星的延迟时标类似，在0.2Gyr处有一个峰值。表明热亚矮星与中子星双星诞生于非常年轻的星族。 |
| 学科主题 | 天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星形成与演化 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25429]  |
| 专题 | 云南天文台_大样本恒星演化研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴优. 热亚矮星与中子星双星系统的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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