Ia型超新星的共有包层星风模型研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 崔英朕
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| 答辩日期 | 2023-07-01 |
| 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 | 孟祥存 |
| 关键词 | 双星:密近双星 恒星:演化 超新星 白矮星 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Research on the common-envelope wind model of Type Ia supernovae |
| 英文摘要 | 上世纪九十年代，人们利用Ia超新星测距发现了宇宙正在加速膨胀，这意味着宇宙中存在暗能量，对人们在基础物理方面的理解提出了巨大的挑战。尽管Ia型超新星如此重要，人们对于Ia型超新星是怎么来的目前还不是很清楚（前身星问题），这可能阻碍精确宇宙学的发展。对于Ia型超新星，人们基本确定其来源于双星系统中一颗碳氧白矮星在质量达到最大稳定质量时发生的热核爆炸。但是，在这个过程中白矮星的质量是如何增长的目前还不清楚，这也就是所谓的Ia型超新星前身星问题。一种主流的观点是白矮星从一颗非简并的伴星吸积物质并在其表面稳定燃烧，从而增加其自身质量，这就是白矮星吸积模型，即单简并星模型。但是，吸积白矮星向Ia型超新星演化的具体过程目前还不清楚。前人的研究发现如果吸积率过高，白矮星的吸积过程很难稳定的进行下去，也就不会发生Ia型超新星。为了克服这个困难，人们提出了光学厚星风模型，即白矮星表面会产生一种光学厚的星风，这种星风能够自动调节吸积率的大小，以保证吸积过程的顺利进行。因此，这种光学厚星风模型一直被认为是白矮星能通过吸积物质发生Ia型超新星的物理基础。然而，近十年来，很多观测现象都与光学厚星风模型的预言之间存在矛盾，这意味着Ia型超新星的前身星中可能并没有发生过光学厚星风。共有包层星风模型是针对光学厚星风模型的上述缺点所提出的一种全新的单简并星模型即当吸积率过高时，白矮星表面会形成一个共有包层，而不是发生光学厚星风。这种模型认为如果形成共有包层，共有包层表面会发生强烈的物质损失，导致包层的密度很低，双星并合需要的时间很长，所以白矮星有足够的时间积累物质，从而发生Ia型超新星爆炸。但是共有包层表面的物质损失是如何产生的以及这种系统有什么样的观测特征还不是很清楚。在本文中，我们利用恒星演化程序MESA对上述两种单简并星模型进行了详细的流体动力学模拟研究，以解决上述提到的两种模型所遇到的主要问题。我们的主要结果如下：（1）我们重新考虑了光学厚星风的发生条件。我们发现吸积白矮星吸积的物质可以与其表面产生的光学厚星风发生相互作用，这种相互作用可以有效地阻止光学厚星风的形成。一维流体动力学对这种相互作用模拟的结果表明，光学厚星风能否发生强烈的依赖吸积率的大小。在吸积率足够高的情况下，光学厚星风很难发生。这一结果为解释光学厚星风模型与观测上的矛盾提供了一种理论基础，同时也对Ia型超新星前身星的相关研究提出了新的问题。（2）我们对正处于共有包层星风阶段的吸积白矮星双星系统进行了详细的流体动力学模拟研究，发现这种系统总是动力学不稳定的，并因此产生剧烈的物质损失，导致包层质量只能维持在大约千分之几个太阳质量。通过对内部结构的分析，我们发现这种不稳定性是由包层中氢和氦的电离复合过程所驱动的，与经典造父变星的脉动激发机制相同。在赫罗图中，公共包层星风模型的演化轨迹的中心也同样位于经典造父变星带内，这意味着在观测上这种系统可能类似于一颗经典造父变星。这个结果为将来在观测上搜寻Ia型超新星前身星提供新的理论指导。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/26408]  |
| 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 | 崔英朕. Ia型超新星的共有包层星风模型研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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