强磁场大质量恒星的结构与演化及相关天体的理论与实测研究
批准号:
U2031204
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
240.0 万元
负责人:
吕国梁
依托单位:
学科分类:
利用天文台设备或数据开展天文观测和理论研究
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕国梁
中文摘要
强磁场大质量恒星独特的结构与演化是天体物理中最重要的未解之谜之一,它们很可能是磁星、重质量黑洞(黑洞质量大于25M⊙)以及快速射电暴的前身天体。本项目通过求解其内部磁流体的特性,研究强磁场对大质量恒星结构与演化的影响以及它们最终的产物。同时,利用国内LAMOST中分辨率巡天数据,并结合申请各类通用光学望远镜(TAP、丽江2.4米、兴隆2.16米、南山1米和鹿林1米望远镜等),对已知强磁场大质量恒星和潜在的候选体(如:Of?p型恒星)开展后随分光和测光观测。另外,结合鹿林三色偏振仪TRIPOL对特定候选体开展偏振观测,给出候选体的统计物理特性。这些观测为理论模拟强磁场大质量恒星的结构与演化、磁浮力对对流区的影响等提供指导和限制。本项目为理解强磁场大质量恒星结构与演化以及它们与磁星、快速射电暴、重质量黑洞等有趣天体的关联做出贡献。
英文摘要
Magnetic massive stars are most likely the progenitors of magnetars, heavy mass black holes (Mass of black hole is higher than 25 M⊙) or fast radio bursts. Their structures and evolutions are always one of the most important open problems in astrophysics. This project will investigate the structures and evolutions of magnetic massive stars, and their destinations by solving magnetohydrodynamical equations in massive stars. Simultaneously, using LAMOST Medium-Resolution Spectroscopic Survey and kinds of optical telescopes (TAP telescope, Lijiang 2.4 meter telescope, Xinglong 2.16 meter telescope, Nanshan 1 meter telescope and Lulin 1 meter telescope et al.), the project will carry out follow-up observations for known 70 magnetic massive stars, and try to find out their candidates (such as Of?p stars). In addition, combining the TRIPOL on Lulin 1 meter telescope, the project will develop polarization observations for magnetic massive stars, and find out statistical properties. These observations will improve the theoretical model of magnetic massive stars (including the structure and evolution, the effects of magnetic buoyancy on convective zone). This project will contribute to understanding the structure and evolution of magnetic massive stars, and the relationship between them with magnetars, heavy mass black holes and the fast radio bursts.
强磁场对大质量恒星结构与演化可能有着重要的影响。然而,无论在观测统计上还是理论模拟方面,强磁场大质量恒星的起源、它与正常恒星的结构之不同、它是否能发生长伽马暴或超亮超新星爆发、是否可以生成磁星或形成快速射电暴现象、是否生成重质量黑洞(质量大于25倍太阳质量)等等问题都悬而未决。本项目在理论模拟和观测统计上对强磁场大质量恒星做了细致、深入的研究。在理论上,本项目研究强磁场大质量恒星的结构与演化,讨论了它们和沃尔夫拉叶星、超亮超新星、长伽马射线暴、磁陀星可能的关联。结果表明aLIGO探测到的重质量黑洞可能来源于具有强磁场的快速旋转大质量恒星。不同形成通道对aLIGO探测的黑洞双星啁啾质量分布的贡献不同,化学均匀演化主要贡献较高质量的双黑洞系统,而共有包层演化和稳定质量转移则分别贡献较低质量的双黑洞系统。利用强磁场大质量恒星的模型,本项目成功解释了特殊黑洞双星Gaia BH1以及G3425可能的形成通道。在观测上,本项目对快速旋转强磁场星HD 345439进行了研究,发现它的磁层具有复杂的几何形状,即磁层柱密度受到其小尺度磁场的影响,导致密度大于刚体转动磁球模型的估计值,这种趋势也可能是由微观化学传输过程中的化学异常或者恒星表面的黑子引起。本项目分别为1784颗有磁场的恒星以及118颗强磁场早型星做了建立了星表并做了统计研究,结果表明磁场对恒星结构与演化有着重要的影响,磁性恒星磁场特征与恒星光谱类型之间有着一定的关系,但是强磁场早型星样本中的随机低频震荡参数与恒星光度并不存在相关性,磁场强度与随机低频振荡的特征频率呈显著负相关,这可能意味着磁场对随机低频振荡有抑制作用。本项目为人们理解强磁场对大质量恒星结构与演化的影响、它们最终的归宿以及它们与磁星、快速射电暴和重质量黑洞的关系做出贡献,也为人们理解星系学、宇宙学以及引力波天文学中的相关问题提供帮助。
多信使宇宙学、引力、粒子物理和天体物理的研究
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批准号:--
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:59万元
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批准年份:2019
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负责人:吕国梁
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依托单位:
失败超新星爆发的研究
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批准号:11863005
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:46.0万元
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批准年份:2018
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负责人:吕国梁
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依托单位:
孤立毫秒脉冲星的起源
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批准号:11473024
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:吕国梁
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依托单位:
超巨星快速X-射线暂现源的研究
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批准号:11163005
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:吕国梁
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依托单位:
含尘埃壳层的渐进巨星分支(AGB)恒星的演化星族合成
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批准号:10763001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2007
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负责人:吕国梁
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依托单位:
国内基金
海外基金