《相互作用双星演化的研究》

Ia型超新星的观测发现宇宙正加速膨胀,其前身星是包含白矮星的相互作用双星,双中子星、双黑洞等引力波源也是相互作用双星的演化产物,因此相互作用双星的研究在天体物理学中具有重要意义。该项目针对相互作用双星演化研究领域一些观测疑难问题展开研究,通过理论模型结合数值计算的研究方法,取得了一系列原创性研究成果。

1.主要研究内容:

(1)建立了环绕双星盘模型,成功解释了部分Algol双星轨道周期长期减小、Ia型超新星的长时间延迟等观测现象。

(2)在国际上率先研究了超钱德拉塞卡质量Ia型超新星的前身星特征。

(3)建立了脉冲星回落盘模型,成功解释了年轻射电脉冲星的低制动指数。

(4)研究了高偏心率毫秒脉冲星双星的形成机制。

2.科学发现点:

(1)发现环绕双星盘是一种极为高效的轨道角动量损失机制,其存在可以加速两子星之间的物质交流,导致双星轨道在一个较长的时标内持续收缩。

(2)获得了超钱德拉塞卡质量Ia型超新星在氢主序伴星和氦主序伴星两种情形下的初始伴星质量和轨道周期分布。

(3)脉冲星与回落盘的相互作用将产生有效的制动矩,从而对其自转演化产生重要影响。

(4)发现通过白矮星的吸积导致塌缩过程不可能形成长轨道周期高偏心率的毫秒脉冲星双星,但中子星到奇异星的相变过程中引力质量损失将会导致偏心毫秒脉冲星双星的形成。

3.科学价值:

共在天体物理Top期刊发表中科院一区论文7篇,中科院二区论文14篇。项目探索了相互作用双星演化过程中轨道角动量和射电脉冲星自转角动量的损失机制,对各类相互作用双星演化过程中的一些观测疑难给出了合理的解释,发展了恒星和双星演化理论,同时在星系尺度的演化上也有借鉴意义。

4.同行引用及评价:

项目研究成果得到了国内外同行的广泛关注,8篇代表论文先后被他引143次,引用者包括日本著名天文学家Hachisu,荷兰著名天文学家Portegies Zwart,中国天文学家韩占文院士等,其中关于超钱德拉塞卡质量Ia型超新星的工作被Nature期刊正面引用2次。项目第一完成人获2009年度全国优秀博士学位论文提名,并被聘为理论物理学科河南省特聘教授。

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