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利用统计热力学对白矮星结构及演化的分析

商丘师范学院学报 2024年第3期40卷 39-44页

作者：黄柯云南大学物理与天文学院云南昆明650091

利用统计热力学的理论对白矮星的结构进行分析,从经典统计的Boltzmann分布推导了白矮星外包层的理想气体物态方程,从量子统计的Fermi分布推导了白矮星内核电子气体在完全简并情况下的物态方程,包含了相对论与非相对论情况.在分析了白矮... 详细信息

利用统计热力学的理论对白矮星的结构进行分析,从经典统计的Boltzmann分布推导了白矮星外包层的理想气体物态方程,从量子统计的Fermi分布推导了白矮星内核电子气体在完全简并情况下的物态方程,包含了相对论与非相对论情况.在分析了白矮星结构的基础上,通过恒星内部结构服从流体静力学平衡的条件求解了球对称型白矮星的Chandrasekhar极限.

关键词：白矮星理想气体 Boltzmann分布自由电子气体 Fermi分布 Chandrasekhar极限

暗弱白矮星的CSST主巡天多色测光和无缝光谱观测预研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第7期53卷 145-156页

作者：张嘉怡付建宁北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京102206 北京师范大学天文系北京100875

中国空间站工程巡天望远镜(China Space Station Telescope,CSST)计划于2024年发射,将主要开展高空间分辨率、天区大面积(约17500平方度)的多色成像与无缝光谱巡天,预计可极大地提高白矮星的观测样本数量.本文分别基于盖亚第三次早期数... 详细信息

中国空间站工程巡天望远镜(China Space Station Telescope,CSST)计划于2024年发射,将主要开展高空间分辨率、天区大面积(约17500平方度)的多色成像与无缝光谱巡天,预计可极大地提高白矮星的观测样本数量.本文分别基于盖亚第三次早期数据发布(Gaia EDR3)和斯隆数字巡天第十六次数据发布(SDSS DR16)探测到的白矮星候选体和已确认的白矮星样本,进行统计分析,得出恒星参数的分布(多波段星等、有效温度、表面重力加速度、距离和质量),并分析各参数之间的相关性,计算白矮星的空间密度;最后,结合CSST的观测性能,预计其将探测到的白矮星数目,为基于CSST主巡天数据开展大样本暗弱白矮星搜寻和研究工作提供预估和分析.

关键词：白矮星盖亚空间望远镜中国空间站工程巡天望远镜

基于LAMOST和Gaia的DA型白矮星运动学研究

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基于LAMOST和Gaia的DA型白矮星运动学研究

作者：王茜西华师范大学

学位级别：硕士

白矮星是中低质量恒星演化最后的产物,它们存在于银河系薄盘、厚盘、晕中。白矮星是一个可靠的天体物理时钟可以追踪研究银河系的形成和演化历史,它们在银河系薄盘、厚盘、晕星族中的成分及其分布规律对于理解银河系暗物质分布非常重要... 详细信息

白矮星是中低质量恒星演化最后的产物,它们存在于银河系薄盘、厚盘、晕中。白矮星是一个可靠的天体物理时钟可以追踪研究银河系的形成和演化历史,它们在银河系薄盘、厚盘、晕星族中的成分及其分布规律对于理解银河系暗物质分布非常重要。Gaia和LAMOST巡天的结合为我们通过运动学研究白矮星在银河系不同星族的分布,以及分析空间速度弥散与年龄的关系提供了一个机遇。基于Gaia EDR3和LAMOST DR7两大巡天数据,针对LAMOST白矮星开展了以下工作。首先,结合Gaia EDR3星表和LAMOST DR7白矮星星表,我们筛选出4780颗DA型白矮星作为研究样本。接着利用Gaia EDR3发布的视差、自行和LAMOST光谱测量得到的视向速度,计算了白矮星样本在银河系中的空间速度分量。利用星系动力学程序“Galpy”模拟了每颗白矮星样本的银河系3D运动轨道,通过轨道得到它们的轨道参数。最后根据它们在U-V速度图和Jz-e图中的分布以及运动轨道特征,我们给出了每颗白矮星在银河系薄盘、厚盘、晕星族中的星族分类,我们发现样本中晕星有402颗(约8%)、厚盘星有1109颗(约23%)、薄盘星有3269颗(约69%)。其次,基于Bedard等人给出的白矮星冷却演化轨迹和Cummings等人给出的白矮星初始-最终质量关系以及Choi等人的白矮星演化轨迹模型,利用“wdwarfdate”软件包计算了归属于薄盘星族的3269颗DA型白矮星的最终质量mf、冷却年龄τcool、前身星质量mi和总年龄τtot等重要参数。我们发现白矮星样本的三个不同空间速度成分U、V、W的弥散随年龄的变化特征:薄盘DA型白矮星样本的速度弥散随着年龄都增加而逐渐变大。空间速度U分量速度弥散随着年龄的增长趋势最为明显,特别是在0～4Gyr范围内,空间速度的其它两个分量V、W弥散随年龄的增长趋势较为平缓。样本的速度分量U的弥散随着年龄的增大在接近10Gyr时达到饱和,此时的σu≈33 km s-1。速度分量V的弥散随着年龄的增大在接近8Gyr时达到饱和,此时的σv≈22 km s-1。速度分量W的弥散随着年龄的增大在接近7Gyr时达到饱和,此时的σw≈23 km s-1。

关键词：白矮星银河系银盘运动学年龄-速度弥散

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类AR Scorpii白矮星双星的搜寻

类AR Scorpii白矮星双星的搜寻

作者：王晓芙华中科技大学

学位级别：硕士

激变变星是由一个白矮星和一个演化到晚期的主序星组成的半分离双星系统,其轨道周期通常为1-10小时,但也存在轨道周期小于1小时的激变变星。由于子星的致密性,主序星的物质将通过内拉格朗日点转移到白矮星。对于非磁激变变星,其白矮星... 详细信息

激变变星是由一个白矮星和一个演化到晚期的主序星组成的半分离双星系统,其轨道周期通常为1-10小时,但也存在轨道周期小于1小时的激变变星。由于子星的致密性,主序星的物质将通过内拉格朗日点转移到白矮星。对于非磁激变变星,其白矮星的磁场小于106G,因此白矮星周围会形成一个吸积盘并表现出频繁的爆发现象。然而本文主要研究的是磁激变变星,其白矮星周围没有吸积盘,但吸积的物质会沿着磁场到达白矮星的磁极或者由于propeller效应被抛射出去。第一章介绍了白矮星和激变变星的基本特征。首先我们介绍白矮星的发现历史和形成过程,然后介绍白矮星的状态方程和恒星结构,之后介绍白矮星冷却过程。除了介绍白矮星的特点和性质,本章还介绍了密近双星的演化以及激变变星的基本特征与分类。众所周知,激变变星是银河系中明亮的X射线源,研究激变变星的X射线能为研究X射线双星系统在银河系的分布以及白矮星的演化过程提供一个可行的窗口。第二章介绍了2016年发现的一个独特的白矮星双星系统AR Scorpii。AR Scorpii是一个拥有快速自转磁白矮星(Ps～117s,B～108G)且类似于中介偏振星的双星系统。本章介绍了AR Scorpii在射电、光学和X射线波段的辐射由非热辐射主导这一性质,这与中介偏振星的辐射过程不同,后者主要由热辐射主导。AR Scorpii的主要矛盾是如何在双星系统中形成快速自转的磁白矮星,因为在spin up阶段形成一个强磁白矮星需要一个违背常理的吸积率。尽管具有快速自转白矮星的激变变星数量正在增加,但我们仍需要收集包含快速自转磁白矮星的类AR Scorpii双星系统,以此帮助我们了解激变变星中磁场的演化。第三章介绍了我在研究生学习期间的主要工作,即我们在未知的X射线源中搜索类AR Scorpii双星系统。我们确定新激变变星的途径有以下三点:(i)从Gaia数据组成的赫罗图中找出位于主序星和白矮星之间的激变变星候选体,(ii)将上述候选体与XMM-Newton、Swift、ROSAT源目录的未知X射线源位置进行比较,(iii)利用光学望远镜TESS、ZTF、鹿林的数据搜索可能的周期信号。在此次工作中我们确定了7个候选体。最后,我们对kato(2021)提出的类AR Scorpii双星系统ZTF18absnriv的光学进行了研究。然而对ZTF、TESS、Swift数据分析之后,我们认为它在加热机制上不是类AR Scorpii双星系统,它只是一个能加热伴星的白矮星双星系统。另外我们还模拟了白矮星加热伴星的过程。

关键词：激变变星双星系统白矮星 AR Scorpii ZTF18absnriv

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白矮星演化与宇宙纪年学

天文学进展 2004年第1期22卷 57-70页

作者：边霞赵刚中国科学院国家天文台北京100012

近几年白矮星研究在理论与观测方面都取得了很大进展,这推动了白矮星宇宙纪年学的应用和发展。白矮星宇宙纪年学,即利用白矮星的演化结果计算白矮星理论光度函数,并通过与观测光度函数的对比来确定天体年龄。简要描述了白矮星的基本性质... 详细信息

近几年白矮星研究在理论与观测方面都取得了很大进展,这推动了白矮星宇宙纪年学的应用和发展。白矮星宇宙纪年学,即利用白矮星的演化结果计算白矮星理论光度函数,并通过与观测光度函数的对比来确定天体年龄。简要描述了白矮星的基本性质,回顾了白矮星演化研究的历史和基本方法;介绍了白矮星宇宙纪年学研究的基本原理及其在银盘、球状星团、疏散星团以及银晕年龄确定方面的应用现状。白矮星宇宙纪年学是一个很新的研究领域,但它已经在确定天体年龄方面显示出很大的潜力。最后讨论了目前研究中存在的问题,并提出今后需要进一步研究的几项工作。

关键词：天体物理学天体年龄白矮星宇宙纪年法恒星演化光度函数

重复快速射电暴FRB121102白矮星和中子星双星模型的再研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2018年第2期48卷 97-102页

作者：林一清程再军甘亮勤厦门理工学院通信网络与信息处理福建省高校重点实验室厦门361024 厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361024

快速射电暴(FRB)是宇宙中忽然出现的短暂而明亮的射电爆发现象,它的物理起源至今还是一个谜.重复快速射电暴可能源于一个具有强偶极磁场的中子星和磁化的白矮星组成的致密双星系统.当白矮星充满它的洛希瓣时,物质将会通过拉格朗日点从... 详细信息

快速射电暴(FRB)是宇宙中忽然出现的短暂而明亮的射电爆发现象,它的物理起源至今还是一个谜.重复快速射电暴可能源于一个具有强偶极磁场的中子星和磁化的白矮星组成的致密双星系统.当白矮星充满它的洛希瓣时,物质将会通过拉格朗日点从白矮星转移到中子星.一次爆发之后,白矮星可能被踢开.对于唯一已知的重复暴源FRB 121102,总共探测到41次重复爆发.用已知的红移数据,根据41次重复爆发的数据,我们再次研究了白矮星-中子星的双星模型,肯定了这样一个间歇的洛希瓣外流机制可能可以解释FRB 121102的重复爆发行为,并且相邻爆发的时间间隔和其后的暴的流量之间不存在相关性,这也与我们的洛希瓣外流机制相符.

关键词：吸积吸积盘引力辐射磁重联白矮星

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白矮星研究的某些进展

天文学进展 1997年第4期15卷 337-351页

作者：应晓束成钢傅承启中国科学院上海天文台上海200030

综合叙述了白矮星诞生率研究的近况，详细介绍了DA、非DA型白矮星质量、质量分布以及确定质量的方法，对白矮星光度函数作了较为全面的回顾．指出了一些目前白矮星研究工作中仍存在的问题．

关键词：恒星光度函数白矮星质量确定法

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X射线下的白矮星“进餐实录”

天文爱好者 2023年第2期 52-55页

作者：郭金承不详

随着开普勒望远镜(Kepler)和凌星系外行星巡天卫星(TESS)的成功运行,目前确认的系外行星已超过五千,证实了系外行星普遍存在于太阳系外的恒星系统中。与此同时,白矮星的行星系统研究近年来也开始变得活跃。

关键词：系外行星白矮星开普勒望远镜行星系统恒星系统巡天 X射线凌星

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白矮星大小的估算和测光视差的测定

天文学报 1990年第4期31卷 394-415页

作者：储宗元王家骥王秀美中国科学院上海天文台

本文用Johnson测光系统的(B-V)色指数,估算了175颗白矮星的大小,测定了它们的测光视差.文章详述了测定方法并刊载了结果(见表2和表3).得到视表面亮度与(B-V)的关系式为:F_V=4.06(±0.01)-0.728(±0.020)(B—V)+0.213(±0.023)(B—V)~2... 详细信息

本文用Johnson测光系统的(B-V)色指数,估算了175颗白矮星的大小,测定了它们的测光视差.文章详述了测定方法并刊载了结果(见表2和表3).得到视表面亮度与(B-V)的关系式为:F_V=4.06(±0.01)-0.728(±0.020)(B—V)+0.213(±0.023)(B—V)~2得到绝对目视星等M_V与(B-V)的关系式为: 对DA星 M_V=11.13(±0.06)+7.668(±0.820)(B-V)-3.492(±2.794)(B-V)~2. 对非DA星 M_V=12.14(±0.05)+5.107(±0.244)(B-V)-2.210(±0.594)(B—V)~2.(-0.2≤(B-V)≤1.2). 通过比较(看表4,5和图6,7)表明,用(B-V)色指数测定的结果是合理的.当前,白矮星的(B-V)资料较为丰富且又易得,因而本文有实用意义.

关键词：白矮星色指数估算测光视差