DA型脉动白矮星的星震学研究

题名	DA型脉动白矮星的星震学研究
作者	苏杰
学位类别	博士
答辩日期	2014-05-29
授予单位	中国科学院研究生院（云南天文台）
授予地点	北京
导师	李焱
关键词	星震学恒星白矮星
其他题名	Asteroseimological Study on DA-type Pulsating White Dwarf Stars
学位专业	天体物理
中文摘要	白矮星是恒星演化的最终阶段. 在目前已知的白矮星中，有大约80%是DA型白矮星，它们的大气中具有丰富的氢. 当DA型白矮星的演化轨迹进入到脉动不稳定带，即有效温度范围从10850到12270 K时，它们就会产生脉动，成为脉动白矮星. DA型脉动白矮星称为DAV或ZZ Ceti型变星. 通过探测并分析脉动白矮星上的振动模式，我们可以获得关于白矮星内部结构的信息. 这种方法被称为星震学，类似于地球物理学家通过探测地震波来了解地球的内部结构. 星震学为我们提供了一条测定白矮星质量、有效温度、氢质量分数以及氦质量分数等基本参数的途径. 我们对两颗DA型脉动白矮星KUV 11370+4222和KUV 03442+0719进行了星震学分析，获得了一些有意义的结果. KUV 11370+4222是在1996年被发现的，从那以后就再也没对它进行过观测. 我们在2010年1月对KUV 11370+4222进行了观测. 对它的光变曲线进行Fourier分析，我们的到它的脉动频谱，从中我们提取了10个独立的脉动模式. 我们通过将观测到的脉动周期同模型计算的周期进行匹配，找到了一个最佳匹配的模型，模型的质量为0.625 Msun、有效温度为10950 K、氦和氢的质量分数分别为10^{-2.2}和10^{-4.0}. 我们还找到了一组三重分裂频率，对应$l=1$模式的自转分裂. 利用分裂的频率间隔，我们估计得到自转周期为5.56 h. 除此之外，我们还将一个脉动模式证认为l=1. 其余的脉动模式被证认为l=2. 最后，我们还讨论了俘获模的有关性质. KUV 03442+0719最早是在2005年被发现的. 我们在2010、2011和2012年对它进行了一系列观测. 从这3年的频谱中，我们总共提取了43个脉动模式. 从这些脉动模式中，我们找到了一组完整的五重分裂、五组不完整的五重分裂以及两组不完整的三重分裂. 它们分别对应$l=2$和$l=1$模式的自转分裂. 从分裂的频率间隔，我们得到了平均自转周期为6.71 h. 我们利用渐近分析的方法对所有观测到的脉动模式进行了初步的模式证认.
英文摘要	White dwarfs are the final stage of the stellar evolution. About 80% of all known white dwarfs are of DA type, who have hydrogen-rich atmospheres. When the DA white dwarfs evolve and pass through the instability strip, which is in the effective temperature range of 10850 to 12270 K, they become pulsating white dwarfs. These pulsating DA white dwarfs are known as the DAV or ZZ Ceti stars. By detecting and analysing the oscillation modes in the pulsating white dwarfs, we can get the information about the invisible interiors of the star. The technique is called asteroseismology, somewhat similar to the technique that seismologists use to study the interior of the Earth by probing the earthquake waves. Asteroseismology provides a way to determine the essential parameters of the white dwarfs, such as the total mass, the effective temperature, the hydrogen mass fraction and the helium mass fraction. We perform asteroseismological analysis on the two ZZ Ceti stars KUV 11370+4222 and KUV 03442+0719. Some meaningful results are obtained. KUV 11370+4222 was discovered in 1996, which has not been observed since then. We performed observations for KUV 11370+4222 in 2010 January. From the Fourier transform spectrum of the light curves, 10 independent modes are detected. We searched for the best-fitting model by using the observed periods to match the model periods and get it with the total mass of 0.625 Msun, the effective temperature of 10950 K, and the helium mass fraction and hydrogen mass fraction of 10^{-2.2} and 10^{-4.0}, respectively. We have found a triplet of frequency split by rotation, which are l=1 modes. Using the frequency shifts we estimate a rotation period of 5.56 h. Besides it, another l=1 mode is identified. The other observed periods are identified as l=2 modes. At last we investigated the property of the mode trapping. KUV 03442+0719 was originally discovered in 2005. We performed observations for it in 2010, 2011 and 2012. From the three years' Fourier transform spectra, a total number of 43 pulsation modes are detected. We found out a set of complete quintuplets, five sets of incomplete quintuplets and two sets of incomplete triplets among these modes. They are interpreted as rotational splits of l=2 and l=1 modes. We thus derive a mean rotation period of 6.71 h from the values of splitting spacing. We perform asymptotic analysis to get preliminary identification of the observed pulsation modes.
语种	中文
学科主题	天文学
页码	85
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/5341]
专题	云南天文台_恒星物理研究组
推荐引用方式 GB/T 7714	苏杰. DA型脉动白矮星的星震学研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院（云南天文台）. 2014.