恒星演化与核合成--南京大学天文系--彭秋和.pdf

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1、恒星演化与核合成(彭秋和)§1.有关恒星物理的基本预备知识§2.恒星结构的多层球理论§3.恒星的热核演化§4.两类超新星及其爆发机制一、超新星(SN)分类—观测上的区别二、SNII爆发图象及其爆发理论上的困难三、SNIa爆发图象及其爆发理论上的疑难问题§1.有关恒星物理的基本预备知识•亮度与星等•恒星表面的有效温度•色温度与恒星的颜色•恒星的光谱型•赫罗图亮度与星等视星等(m):把肉眼看到的恒星视亮度分为6个星等,m=0,1,2……愈亮的星,星等值愈小。视星等相差5等,亮度相差100倍。绝对星等(M):设想把所有恒星都放在离地

2、球10pc距离上处，它们的视星等数值(1pc(秒差距)=3.26光年3.011018cm)LI=L光度;I照度(视亮度);d距离24πdM=m+5−5logd−A(b,l,d)mM=−+=2.5log(/LL)MM4.26ΘΘΘ(A(b,l,d)星际消光的改正)恒星表面的有效温度恒星光球辐射近似可看为绝对黑体辐射。由斯提芬-波尔兹曼定律24L=4πR×σTeff(R:恒星半径)由此定义恒星表面有效温度Teff。其中斯提芬-波尔兹曼常数为σ=5.67×10-5erg·cm-2·K-4·sec-1通常，天文学家通过恒星光谱的

3、观测与分析，可以很好地确定恒星表面的色温度。色温度(TheColorTemperature)Wein位移定律λT≈0.51maxBetelgeuse恒星的颜色反映猎户星座中的一等星了恒星的表面温度的高低。温度越高（低），颜色越蓝（红）。Rigel参宿七恒星的颜色:TeffBlue-violet30,000blue20,000white10,000yellowwhite7000yellow6000色温度orange4000red30008540KT=c+0.865c=B−V色指数较准确的经验公式为：746主序星Te=K(B−V)

4、+0.689000T=K巨星e(BV−+)1.15Othertemperature-colorrelation:T=8065-3580(B-V)(1.0-0.196[Fe/H]);(0.3

5、星大气。光谱型表面温度(K)颜色特征谱线强电离He线，重元素多次电离线，O>25,000蓝紫无氢线。中性He线，重元素一次电离线，很B11,000~25,000蓝白弱的H线强H线，重元素一次电离线（如A7,500~11,000白+Ca）重元素一次电离线，弱H线和中性F6,000~7,000黄白金属线G5,000~6,000黄强重元素一次电离线，中性金属线K3,500~5,000红橙强中性金属线，重元素一次电离线M<3500红强分子带，中性金属线，无氢线每一种光谱型可以继续分为0-9十个次型。数字越小温度越高。太阳的光谱型为G

6、2。恒星的光谱序列光球层内s-过程的核S素超丰。很大一部分为变星。O—B—A—F—G—K—MR—N碳超丰，theratio[C/O]Wolf-RayetStars(W)比正常恒星高出4~5倍。TTauriStars(T)SpectralSequenceMnemonicsOh,BeAFineGuy(Girl),KissMe!--Start,RightNow!OnBadAfternoonsFermentedGrapesKeepMrs.RichardNixonSmiling天空100颗最亮的恒太阳附近5pc范围内的星在赫罗图上的分布

7、。恒星在赫罗图上的分布。Hipparcos(Highprecisionparallaxcollectingsatelite)卫星测量的恒星的赫罗图。主序星（MainSequence）从赫罗图可以看出，绝大多数恒星位于从左上方到右下方的对角线窄带内，这条带常称为主星序，其中的恒星称为主序星，它们占恒星总数的（80-90）%。太阳便处在主序带上。•恒星的质量决定了恒星在H-R图上的位置。•高质量的恒星明亮且高温，位于主序带的上部。•低质量的恒星黯淡且低温，位于主序带的下部。不同质量的恒星在H-R图上的分布恒星在赫罗图上的分布特征主

8、序星蓝超巨星红巨星白矮星太阳附近：90%主序星9%白矮星1%红巨星赫罗图上的等半径线（L=4πR2σT4）M－M＝－2.5log(L/L)＝－5log(R/R)－10log(T/T)⊙⊙⊙⊙即log(R/R)＝8.47－0.2M－2logT⊙超巨星巨星半径R主序星白矮星赫罗图