| 题名 | 含有极低质量白矮星的双简并星的形成及引力波辐射 |
| 作者 | 李振威 |
| 答辩日期 | 2020-07-01 |
| 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 | 陈雪飞 |
| 关键词 | 极低质量白矮星 双简并系统 引力波 |
| 其他题名 | The Formation and Gravitational Wave Radiation of Double Degenerates with Extremely low-mass White Dwarf companions |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 英文摘要 | 双简并星由两颗白矮星组成，在银河系内大量存在。许多特殊的天体或天文现象都与双白矮星密切相关，例如 Ia 型超新星、低频波段 (mHz) 引力波辐射等。对这类双星的研究，有助于加深我们对双星物质转移、恒星演化理论等课题的理解。最近在极低质量白矮星 (Extremely low-mass white dwarf; ELM WD) 巡 天 (简称 ELM 巡天) 观测中，发现了一批含有质量小于 ∼ 0.3 ⊙ 的氦核白矮星(Helium WD; He WD) 的双简并星。这类双星轨道周期非常短，其中一部分系统可以产生 mHz 波段的引力波辐射，是未来空间引力波探测器，例如 LISA (the Laser Interferometer Space Antenna)，重要的目标源。此外，相比于大质量白矮星(例如碳氧白矮星)，ELM WD 拥有更厚的富氢包层，因而可以在高光度停留更长的时间，更易于被望远镜探测。本论文主要探索含有 ELM WD 的双简并星的形成和演化，以及这类双星在银河系内的统计性质。通过研究它们辐射的引力波信号，得到了银河系内能被引力波探测器探测到的含有 ELM WD 的双简并星的数目、空间分布以及可被 ELM 巡天和 Gaia 卫星探测到的源。 本文主要内容分为以下四章。 第一章首先介绍了白矮星的相关背景及双白矮星的形成与演化。然后介绍了 ELM WD 的结构和脉动性质，以及含有 ELM WD 的双星的观测及物理性质。最后介绍了双白矮星产生的引力波信号。 在第二章，我们首先分析了 ELM WD 的观测特征，根据观测中的 ELM WD质量和轨道周期关系，发现 ELM WD 可以通过两种通道产生，即稳定物质转移通道和公共包层通道。然后，我们利用双星星族合成方法系统地研究了双简并系统中 ELM WD 的性质与统计分布。结果发现大部分质量小于 ∼ 0.22 ⊙ 的ELM WD 通过稳定物质转移通道形成。当考虑观测选择效应后，ELM WD 质量在 0.18 ⊙ 处有一峰值，与观测一致。它们的前身星质量范围在 1.15 − 1.45 ⊙。质量大于 ∼ 0.22 ⊙ 的 He WD 是通过公共包层通道形成的。其中，He WD 质量在 ∼ 0.25 ⊙ 附近出现一峰值，该峰值目前尚未得到观测证实。 在上述工作基础上，第三章我们研究了含有 ELM WD 的双简并系统产生的引力波信号，发现大约 6 × 103 个源有望被 LISA 探测，其中包括 2 × 103 个含有啁啾信号的源。结合引力波探测及电磁观测，我们发现大约 ∼ 13 个 LISA 源可被 ELM 巡天观测，∼ 107 个源可被 Gaia 探测。 第四章对论文主要结论作出总结，并指出当前理论中存在的问题以及对未来研究的展望。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星形成与演化 |
| 页码 | 104 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25476]  |
| 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 | 李振威. 含有极低质量白矮星的双简并星的形成及引力波辐射[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
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