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几类超高速星速度分布研究

作者: 发布时间:2020-02-03 10:57:21 阅读: 50 次

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研究内容:超高速星源于几类不同的物理模型,不同类型的高速星速度分布有所差异。

研究方法:选取适当的物理模型,进行程序的改编。利用蒙特卡罗大样本模拟计算,得到超高速星速度分布的统计规律,最后,利用origin画图软件对数据进行分析总结。

研究结论:将观测数据和大样本的理论计算进行对比,得到理论和已有观测可以较好的吻合。

研究意义:利用该理论计算的统计规律对未来的观测起到一定的预测左右,尤其是对超高速星的发现及分类能有所贡献。

 

关键词:超高速星 双星演化 超星新爆发

 

1.1超高速星的概述及分类

 超高速星是一类能够从银河系逃逸的恒星,它们是银心存在超大质量黑洞的有力证据,也是研究银河系晕的形状、银河系引力势模型以及银心初始质量函数等问题的有力工具,在科研上具有很重要的意义。

超高速星具有的空间速度一般大于等于30km/s.这些高速星的寿命大约百万年数量级,这表明高速星从诞生到发生核塌缩超新星爆发已经走过了很长的距离。

产生高速星的机制有三类,一是银河系中心黑洞的吞噬,二是在双星系统中发生b型、Ⅱ型超新星,三是双星系统在演化中发生Ⅰa型超新星爆发。

1.2.1 黑洞吞噬产生的超高速星

当双星系统或是几颗星产生的星族经过银河系中心黑洞时,被中心黑洞所捕获,而未被其捕获的哪颗星,将以很大的初速度被抛出。这类高速星速度极大,一般在200km/s以上,远大于二三类高速星很容易被识别。至今发现的此类高速星仅有9颗。

1.2.2 b型、Ⅱ型超新星爆发产生的超高速星

这类高速星主要发生在双星演化的过程中,当大质量的主星演化至发生b型、Ⅱ型超新星爆发。由于超新星爆发的不对称性,使得主星获得较大的kick速度,而主星将演化成为中子星或者黑洞,从而对双星系统产生影响。

1.2.3 a型超新星爆发产生的超高速星

     这类超高速星也是发生在双星演化阶段,区别于第二类的是,此时主星发生的是a型超新星爆发,这种超新星爆发之后,整个主星将消失殆尽,只剩下伴星。这颗伴星将继承所有的角动量,以较高的速度运行,这是我们要讨论的另一类超高速星。

1.3 在天文中的观测

     黑洞吞噬的超高速星,具有亮度高,速度快的特点。其速度大小一般在200km/s以上,至今决定的只有9颗。

     其在观测上有如下特点:

1)较多的He含量,较大的旋转速度,当主星填满洛希瓣接受了质量和角动量的伴星将变为速逃星。当主星中只有He时,质量转化停止,伴星转速加剧。

   2)伴星转化为蓝偏移星,由于吸收He核,使其的金属丰度降低,因而具有更年轻的年龄。

   3)主星先演化,但超高速星的年龄大于主星。

以此为观测依据,我们共观测到56颗星,相对于原来轨道的速度均介于30km/s200km/s之间。

2. 大样本计算机模拟方法

       我们采用蒙特卡罗大样本计算的方式,对双星演化进行计算机模拟。用以上的两个模型对Hurly2002年的双星演化程序进行改编,计算一千万个双星样本,从而得到两类超高速星速度分布的统计规律.

4.1总结

本文选取了适当的物理模型,对程序的进行改编。利用蒙特卡罗大样本模拟计算,得到超高速星速度分布的统计规律,最后,利用origin画图软件对数据进行分析总结。利用观测数据和大样本的理论计算进行对比,得到理论和已有观测可以较好的吻合。

4.2 展望

超高速星是一类能够从银河系逃逸的恒星,它们是银心存在超大质量黑洞的有力证据,也是研究银河系晕的形状、银河系引力势模型以及银心初始质量函数等问题的有力工具,在科研上具有很重要的意义。

本文的通过理论计算发现,由Ιa型超新星爆发产生的超高速星,其速度远大于其他类型的超新星爆发产生的高速星。从而能对超高速星的发现及分类,起到一定的指导作用。

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