白矮星演化及“DB gap”现象的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:acup
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白矮星是中、小质量恒星演化到最终阶段的产物。根据它们光谱中所表现出的氢、氦、碳以及其他元素的谱线,可以将它们分为很多种光谱型。绝大多数白矮星分属以下三种光谱型:表面几乎全部由氢组成的DA型白矮星以及大气具有丰富氦元素的DO或DB型白矮星。奇怪的是,在45,000≥Teff≥30,000K的范围内,只发现了数量极少的富氦大气的白矮星,这个温度范围就被称为“DB gap”。造成这一现象的原因尚不清楚,我们怀疑是引力分层和对流混合在演化过程中的相互竞争导致了这一现象的出现。白矮星上强大的引力场带来的引力沉淀效应会使白矮星大气分层。在“DB gap”中,这一过程使得较轻的氢漂浮到白矮星表面,这样就只能看到DA型白矮星了。到了“DB gap”的低温端(Teff~30,000K),氦对流区将表层的氢混合到氦中,于是DB型白矮星便出现了。   在这篇论文里,我们通过计算一系列白矮星的演化模型来研究对流混合过程是如何改变白矮星表面元素丰度。我们发现,如果白矮星上氧壳层的质量在1.1×10-15M⊙到1.3×10-15M⊙之间,氦壳层的对流超射可以在Teff~30,000K的时候将表面的氢壳层混合到氦中,将DA型白矮星转变为DB型。如果氢壳层的质量超过1.0×10-14M⊙,我们将看不到这种变化。在Teff<12,000K的时候,表层的氢能够产生一个足够厚的对流区与下层的氦对流区相接触,使得氢壳层和氦壳层发生混合。氢壳层越厚,发生混合的温度就越低,如果氢壳层的质量超过10-6M⊙,这种混合将不会发生。
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