大質(zhì)量恒星的演化課件

LireCycleoraRedSupergiantMassiveSter天文學(xué)導(dǎo)論第10講大質(zhì)量恒星演化Itdoesnotdotoleavealivedragonoutofyourcalculations,ifyoulivenearhimJ.R.R.Tolkien(1892-1973)THEHOBBITLireCycleoraRedSupergia1本講內(nèi)容1.大質(zhì)量恒星的主序后演化2.超新星與超新星遺跡3.元素合成4.中子星脈沖星5.黑洞(恒星級)6.X射線雙星7.伽馬射線暴本講內(nèi)容21。大質(zhì)量恒星的演化大質(zhì)量(>38Msun)恒星與小質(zhì)量恒星大相徑庭:光度可達太陽的數(shù)千甚至數(shù)百萬倍在短時間內(nèi)消耗巨額核燃料,主序壽命顯著變短不同的演化和歸宿仍然受相回的物理規(guī)律支配即引力和壓力的平衡,以及決定這種平衡的核反應(yīng)率內(nèi)部溫度更高,恒星內(nèi)部H燃燒通過CN○循環(huán)進行,輻射壓對維持恒星的力學(xué)平衡起更大作He核不再簡并,C和更重的元素可以平穩(wěn)燃燒。核心區(qū)核反應(yīng)所產(chǎn)能量主要以對流方式向外傳輸1。大質(zhì)量恒星的演化3主序階段H燃燒:CNO循環(huán)(a)CNocycleGammaradiationGammarays()Positron(et)IHOoNeutrino(v)oNeutrino(v)(b)Netreaction12CisacatalystforHburning.SN12c+41H+2e-12c+4He+2y+7C主序階段H燃燒:CNO循環(huán)4兩類H聚變:溫度的函數(shù)質(zhì)子鏈和CNO循環(huán)這兩種反應(yīng)的產(chǎn)能率是溫度(質(zhì)量)的函數(shù)M>1.5M(T>1.8千萬K)主序恒星,兩類H聚變都在發(fā)生,但CNO循環(huán)遠比質(zhì)子鏈有效M<1.5Mn(T<1.8千萬K)主序恒星,質(zhì)子鏈產(chǎn)生大部分能量Massofmain-sequencestarTheCNOcycleproducesmostnmain-sequence10withspecifiedcentraltemperaturestarsabove1.5Mochainproduces兩類H聚變:溫度的函數(shù)5對流核:化學(xué)成分均勻大的溫度梯度使得大質(zhì)量恒星的核心區(qū)處于對Hydrogen流狀態(tài)→物質(zhì)融合star"mixes"material→當H燃燒時,核心區(qū)He均勻增長→化學(xué)成分在核心區(qū)演化時保持均勻分布(但H/He之比在變小)小質(zhì)量恒星:核心區(qū)He2倍大陽豐度由內(nèi)向外減小質(zhì)量恒星Fractionclradiusurro對流核:化學(xué)成分均勻6非簡并核當核心區(qū)的H燒完(主序階段結(jié)束),早在電子簡并發(fā)生前,由于坍縮,中心核的溫度已達到He燃燒的108K→He核質(zhì)量連續(xù)增長,但不形成簡并He核→在HR圖上,沒有加速攀升的RGB和AGB階段無氦閃,從H燃燒到He燃燒的轉(zhuǎn)換相當平穩(wěn)恒星結(jié)構(gòu)的調(diào)整發(fā)生在恒星內(nèi)部→光度變化很小非簡并核7氦燃燒離開主序時,大質(zhì)量恒星開始膨脹,因而(圖示)超新星其表面溫度下降,所以在HR圖上幾乎水算量平向右運動個太其結(jié)構(gòu)類似于小質(zhì)量買量恆星HB星低量恆星He核燃燒+H殼層燃燒表面度氦燃燒8crosstheH-Rdiagramafteecomepulsating1010-140,00030000100006.0003.000Surfacetemperature(K)350F0G0K5M5crosstheH-Rdiagramafte9碳燃燒當核心He枯竭→C核坍縮(不簡并)→溫度上升到T>=8X108K→G開始燃燒C燃燒產(chǎn)生大量重元素:鈉、氖、鎂結(jié)構(gòu):C核燃燒He殼層燃燒+H殼層燃燒碳燃燒10大質(zhì)量恒星的演化課件11大質(zhì)量恒星的演化課件12大質(zhì)量恒星的演化課件13大質(zhì)量恒星的演化課件14大質(zhì)量恒星的演化課件15大質(zhì)量恒星的演化課件16大質(zhì)量恒星的演化課件17大質(zhì)量恒星的演化課件18大質(zhì)量恒星的演化課件19大質(zhì)量恒星的演化課件20大質(zhì)量恒星的演化課件21大質(zhì)量恒星的演化課件22大質(zhì)量恒星的演化課件23大質(zhì)量恒星的演化課件24大質(zhì)量恒星的演化課件25大質(zhì)量恒星的演化課件26大質(zhì)量恒星的演化課件27大質(zhì)量恒星的演化課件28大質(zhì)量恒星的演化課件29大質(zhì)量恒星的演化課件30大質(zhì)量恒星的演化課件31大質(zhì)量恒星的演化課件32大質(zhì)量恒星的演化課件33大質(zhì)量恒星的演化課件34大質(zhì)量恒星的演化課件35大質(zhì)量恒星的演化課件36大質(zhì)量恒星的演化課件37大質(zhì)量恒星的演化課件38大質(zhì)量恒星的演化課件39大質(zhì)量恒星的演化課件40大質(zhì)量恒星的演化課件41大質(zhì)量恒星的演化課件42大質(zhì)量恒星的演化課件43大質(zhì)量恒星的演化課件44大質(zhì)量恒星的演化課件45大質(zhì)量恒星的演化課件46大質(zhì)量恒星的演化課件47大質(zhì)量恒星的演化課件48大質(zhì)量恒星的演化課件49大質(zhì)量恒星的演化課件50大質(zhì)量恒星的演化課件51大質(zhì)量恒星的演化課件52大質(zhì)量恒星的演化課件53大質(zhì)量恒星的演化課件54大質(zhì)量恒星的演化課件55大質(zhì)量恒星的演化課件56大質(zhì)量恒星的演化課件57大質(zhì)量恒星的演化課件58大質(zhì)量恒星的演化課件59大質(zhì)量恒星的演化課件60大質(zhì)量恒星的演化課件61大質(zhì)量恒星的演化課件62大質(zhì)量恒星的演化課件63大質(zhì)量恒星的演化課件64大質(zhì)量恒星的演化課件65大質(zhì)量恒星的演化課件66大質(zhì)量恒星的演化課件67大質(zhì)量恒星的演化課件68大質(zhì)量恒星的演化課件69大質(zhì)量恒星的演化課件70大質(zhì)量恒星的演化課件71大質(zhì)量恒星的演化課件72大質(zhì)量恒星的演化課件73大質(zhì)量恒星的演化課件74大質(zhì)量恒星的演化課件75大質(zhì)量恒星的演化課件76大質(zhì)量恒星的演化課件77大質(zhì)量恒星的演化課件78大質(zhì)量恒星的演化課件79大質(zhì)量恒星的演化課件80