| 题名 | 红巨星的星震学研究 |
| 作者 | 张昕旖 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 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 | 李焱 |
| 关键词 | 红巨星 星震学 氦核 研究对象:KIC 9145955 KIC 9970396 |
| 其他题名 | asteroseismology of red giants |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 英文摘要 | 当小质量恒星 (< 2.2 M⊙) 的中心核内的氢耗尽后，恒星会离开主序成为一 颗红巨星。由于红巨星的外包层的对流运动，会使红巨星产生脉动。于是，我们 可以通过观测到的脉动模式来探测红巨星的内部结构，这种方法被称为星震学。 在红巨星阶段，存在混合模式的脉动，当其在恒星包层传播时表现的是 p 模式的 性质，当其在恒星中心核传播时表现的是 g 模式的性质。混合模相比于 p 模能 传播到恒星更深处的区域，且相比于 g 模式更容易被观测到。因此，可以通过红 巨星的混合模的观测值作为观测限制，得到精确的恒星模型。当 g 模主导的混合 模可以直接进行模型值与观测值比较时，恒星模型不仅可以提供有关恒星中心 核的信息，还可以提供有关恒星内部化学成分梯度的信息。并且，混合模受表面 效应的影响较小。但是混合模的性质使得其频谱偏离纯 g 模式和纯 p 模式的频 谱，所以混合模的观测值与模型值的匹配程度较差。我们提出了一种新的方法， 可以很好地解决混合模的观测值与模型值匹配不好的问题。这种方法的特点在 于，在频率的观测值与模型值进行匹配之前，首先要将混合模区分为 p 模主导 的混合模和 g 模主导的混合模。并且是对混合模的观测值和模型值都要进行区 分。然后，p 模主导的混合模的观测值和理论值进行匹配，g 模主导的混合模的 观测值和理论值进行匹配。将混合模的观测频率进行模式认证之后，我们构造恒 星模型网格拟合红巨星的观测频率，挑选出能够反映真实恒星情况的最佳模型， 探测恒星的内部结构。本文中，我们对两颗红巨星 KIC 9145955 和 KIC 9970396进行星震学分析，首次精确确定了氦核尺寸并得到了关于恒星内部结构的一些 有意义的结果。KIC 9145955 是一颗位于红巨星支的亮星。2011 年，由 Bedding 等人认证为 红巨星。2016 年，Pérez Hernández 通过脉动频率和光谱数据限制恒星模型得了KIC 9145955 的基本参数。但是 Pérez Hernández 等人没有把 l = 1 的振动频率包 含在观测限制中。在本文中我们更关注把 l = 1 的振动频率作为观测限制。我们 分析了 NASA Kepler 任务提供的 KIC 9145955 的高精度光变数据，获得 61 个振 动频率。然后，我们对 KIC 9145955 建立了星震学模型。通过模型，我们认为将 观测频率 F39(96.397 μ Hz)认证为 p 模主导的混合模更适合。通过将模型频率与观测频率进行匹配，我们找到了与观测限制最佳匹配的模型，并通过星震学模 型确定了 KIC 9145955 的氦核的大小及声学半径分别为 MHe = 0.210 ± 0.002 M⊙，RHe = 0.0307 ± 0.0002 R⊙，τ0 的值确定为 0.494 ± 0.001 days。2013 年，KIC 9970396 由 Galume 等人认证为一颗位于双星系统中的脉动 红巨星。Li 等人于 2018 年提取了 KIC 9970396 的振荡频率并构建了星震学模 型确定了 KIC 9970396 的混合长参数。Brogaard 等人在 2018 年的工作显示 KIC 9970396 在赫罗图上的位置很接近红巨星聚团 (RGB bump) 处。这是红巨星演化 的过程中一个重要的阶段。之前的工作虽然得到了 KIC 9970396 的一些基本参数 如质量，半径等，但是混合模携带的关于中心核的信息被忽略掉了。本文的目的 就是为了确定 KIC 9970396 是否处于 RGB bump 阶段及其氦核参数并探测其内 部结构。通过对混合模的观测频率与模型频率进行拟合匹配，KIC9970396 的氦 核的质量与半径可以被精确地确定，分别为:0.229±0.001 M⊙ 和 0.03055±0.00015R⊙。通过 g 模主导的混合模作为观测限制，确定了红巨星 KIC 9970396 的年龄 是 6.0925 ± 0.3435 Gyr。并且，最佳模型显示，KIC 9970396 的演化状态处于第 一次掘取结束后至红巨星聚团 (RGB bump) 前之间的阶段。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星物理学 ; 恒星形成与演化 |
| 页码 | 123 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25482]  |
| 专题 | 云南天文台_恒星物理研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张昕旖. 红巨星的星震学研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
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