通过星震学探测对流核超射物质混合扩散系数

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11773064
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1502.恒星结构演化和大气、变星双星和多星系统
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The convective overshoot is the most uncertainty in stellar evolution theory at present. Classical non-local mixing length overshoot models have been excluded by a recent helioseismic study (Christensen-Dalsgaard et al. 2011). The turbulent convection models and numerical simulations of stellar fluid have shown that the diffusion coefficient of the convective overshoot is an exponential decreasing function. For an exponential function, the initial value is crucial. According to a popular diffusion overshoot model developed by Herwig (2000), the initial value of diffusion coefficient is set as a typical value in the convective zone. However, a recent model of convective overshoot mixing developed by Zhang (2013) has concluded that the diffusion coefficient significantly decreases near convective boundary and thus the initial value of diffusion coefficient is much lower than the typical value in the convective zone. This distinction leads to significant difference of the efficient of overshoot mixing. Herwig's model results in a fully mixed overshoot region, but Zhang's model results in a partially mixed overshoot region. It is important for validating overshoot models and investigating the efficient of overshoot mixing to detect the initial value of the exponential decreasing diffusion coefficient in the overshoot region. This proposal plans to detect the diffusion coefficient in the overshoot region by using asteroseismology. We plan to use some SPB stars, such as KIC10526294 to do this. By using the numerical results of stellar evolutionary models and comparing their theoretical adiabatic oscillation frequencies with observations, we can find the ranges of initial value of diffusion coefficient. And we can judge an important thing that the overshoot region is fully mixed or partially mixed.
对流超射是目前恒星演化理论中最不确定的因素。经典的非局地混合长超射模型已经被日震学研究否定。目前较完善的湍动对流模型以及流体数值模拟结果显示,超射区中的物质混合扩散系数为指数衰减型。对于一个指数衰减型的扩散系数,其在对流边界附近的初始值至关重要。按照比较流行的Herwig扩散模型,初始值与对流区内的值一致;而最近的超射混合模型则表示扩散系数在对流边界附近会迅速下降,从而初始值远低于对流区内的值。两个模型的此种差异导致截然不同的效果:前者为完全混合,而后者为部分混合。测定扩散系数的初始值对于检验理论模型和认识对流超射混合效率有重要意义。本申请项目计划使用星震学的方法来测定超射混合扩散系数的初始值。拟使用KIC10526294这类的SPB星作为候选源,通过计算恒星理论模型及其振动频率,与观测频率对比,测定扩散系数的初始值,并对对流超射区混合究竟是完全混合还是部分混合这一重要问题做出可靠的判断。

结项摘要

对流超射是目前恒星演化理论中最不确定的因素。经典的非局地混合长超射模型已经被日震学研究否定。目前较完善的湍动对流模型以及流体数值模拟结果显示,超射区中的物质混合扩散系数为指数衰减型。对于一个指数衰减型的扩散系数,其在对流边界附近的初始值至关重要。按照比较流行的Herwig扩散模型,初始值与对流区内的值一致;而最近的超射混合模型则表示扩散系数在对流边界附近会迅速下降,从而初始值远低于对流区内的值。测定扩散系数在对流边界附近的迅速衰减,对于检验理论模型和调查对流超射混合效率有重要意义。..本项目对KIC10526294进行了星震学分析,结果支持扩散系数在对流边界附近存在明显的迅速衰减而后再按指数衰减。对流边界附近约衰减4个数量级时,KIC10526294的理论模型频率与观测符合的最好。这支持了我前期的对流超射混合理论模型,为恒星对流理论的发展提供了新线索。本项目对十余个Kepler类太阳星进行了的星震学分析,通过分析对恒星内核性质敏感的大小频率间隔比,测定了对流核超射扩散系数衰减因子的取值范围,表明小质量星的衰减因子与恒星质量相关,结论与通过食双星测定对流核超射的结果一致。本项目还深入研究了“太阳丰度问题”这一存在十余年的恒星物理难题,并取得重要进展。“太阳丰度问题”是指,采用了新测定的太阳化学组成以后,原本与日震学反演符合的较好的标准太阳模型出现较大的问题,其内部声速密度轮廓、对流区深度和对流区氦丰度都与日震学反演出现严重偏差。我们仔细分析了标准太阳模型的问题,将对流超射等物理过程应用在太阳演化模型上,获得的改进太阳模型的日震学性质、表面锂丰度和中微子流量都与观测符合,首次成功构建了全面符合观测的太阳模型。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Solar Models with Convective Overshoot, Solar-wind Mass Loss, and PMS Disk Accretion: Helioseismic Quantities, Li Depletion, and Neutrino Fluxes
具有对流过冲、太阳风质量损失和 PMS 盘吸积的太阳模型:日震量、锂损耗和中微子通量
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ab2f77
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Zhang Qian Sheng;Li Yan;Christensen Dalsgaard Jorgen
  • 通讯作者:
    Christensen Dalsgaard Jorgen
High-precision Asteroseismology in a Slowly Pulsating B Star: HD 50230
缓慢脉动 B 星的高精度星震学:HD 50230
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ab2ad8
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wu Tao;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan
Which evolutionary status does the Blue Large-Amplitude Pulsators stay at?
蓝色大振幅脉动器处于哪种进化状态?
  • DOI:
    10.1093/mnras/sty1347
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wu Tao;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan
慢脉动B型星KIC 8324482的星震学研究
  • DOI:
    10.15940/j.cnki.0001-5245.2018.05.008
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    天文学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓真敏;李焱;吴涛;陈兴浩
  • 通讯作者:
    陈兴浩
Determining the size of the helium core of KIC 9970396 using asteroseismology: a red giant approaching the red giant bump
使用星震学确定 KIC 9970396 氦核的大小:红巨星接近红巨星凸起
  • DOI:
    10.1093/mnras/staa667
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zhang Xinyi;Li Yan;Wu Tao;Su Jie
  • 通讯作者:
    Su Jie

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其他文献

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张钱生的其他基金

利用湍流模型研究新的化学组成下的太阳内部结构
  • 批准号:
    11303087
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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