脉动白矮星的星震学研究

Asteroseismology is a subject of detecting inner structures of stars by using observed pulsation modes. It is the unique tool to detect the inner structure of stars. White dwarfs are the evolutionary end of almost all small and medium mass stars. Having super gravity field and strong electron degeneracy pressure, they are natural extreme physical laboratory. Studying white dwarf pulsation could detect inner structures of white dwarfs. The overall goal of asteroseismological work on white dwarfs is towards the direction of precision. On the one hand, in order to obtain more effective and more modes to constrain fitting models, we make the modes obtained over years together on many observation runs and on the Whole Earth Telescope runs when analyzing observations. On the other hand, it is towards the direction of satisfying physical conditions better when evolving models. We want to deeply understand the element diffusion effect, the scale of surface convection zone, the crystallization process of massive white dwarfs, and the plasma neutrino energy loss process on DB white dwarfs. Asteroseismological work on white dwarfs has an important effect on testing and applying basic physical laws, checking and improving theory of stellar structure and evolution. Asteroseismological study on pulsating white dwarfs is a research of great scientific value and academic significance.

星震学是一门利用探测到的恒星震动频率来研究恒星内部结构的学科。目前，只有星震学具有探测恒星内部结构的能力。白矮星是绝大多数中小质量恒星的演化结局。白矮星具有超大的重力场和极强的电子简并压，是天然的极端物理实验室。研究白矮星的脉动现象可以探索白矮星的内部结构信息。脉动白矮星的星震学研究总体目标就是朝着精确星震学的方向发展。一方面，做观测分析时，我们将历年来多站测光和全球联合测光获得的震动模式合起来分析争取获得更多的更有效的震动模式来限制拟合模型。另一方面，做模型演化时，我们朝着更符合物理条件的方向发展。我们希望对白矮星的元素扩散效应、表面对流区尺度、大质量白矮星的结晶过程以及DB型脉动白矮星等离子中微子的能量损失过程有更深入的理解。白矮星星震学在检验和应用基础物理规律、校验和完善恒星结构与演化理论方面有重要作用。脉动白矮星的星震学研究是一项很有科学价值和学术意义的研究工作。

大约97%的恒星都将演化成为白矮星，研究白矮星具有普遍意义。白矮星是极端致密天体，研究白矮星有助于研究极端物理规律。星震学是研究恒星内部结构的一个更先进、更有力的研究工具。该项目利用星震学研究白矮星物理规律。使用MESA，网格主序星被演化为白矮星。热核燃烧的核组成被提取并加入到WDEC中演化网格DA型脉动白矮星、DB型脉动白矮星和DO型脉动白矮星模型。利用这些网格模型，我们研究了DA型脉动白矮星的周期间隔弥散（KUV03442+0719）、周期变化率（G117-B15A和R548），DB型脉动白矮星CBS114和PG0112+104的星震学和DO型脉动白矮星PG1159-035的星震学。这些研究工作更新了G117-B15A、 R548、 CBS114、 PG0112+104和PG1159-035的模型参数。研究结果表明DA型脉动白矮星的周期间隔弥散和氢大气厚度强相关，KUV03442+0719的氢大气厚度处在中间值水平。G117-B15A和R548的观测周期和周期变化率都可以分别被理论模型拟合。CBS114中心核的自转速度至少是表面大气自转速度的2倍。屏蔽库伦势在白矮星中有潜在应用价值。DO型脉动白矮星PG1159-035的众多观测模式都可以被理论计算模式很好的拟合。综上所述，白矮星星震学研究工作取得了丰硕的研究成果。