Ia型超新星红移统计与模型研究+文献综述(2)
时间:2017-01-17 20:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
为了进一步研究宇宙学演化发展，我们得对天体进行仔细观测，收集数据，确定宇宙膨胀速率的变化。而观测宇宙膨胀速率的变化的基本方法是测量非常遥远的某种天体,这些天体的光度可以可靠地确定. 从观测上我们可以测定它们的视亮度, 测定它们的红移,从而可以知道光从它们发出到被接收这期间宇宙尺度由于膨胀增加了多少.所以，在有关宇宙膨胀速率的测量中, 需要寻找到发光强度固定不变的“标准灯”。 1.2Ia型超新星的发展简介 早在30 年代,巴德(Baade) 就提出超新星有可能作为一种宇宙测量的标准光源.直到80 年代后期 ,天文学家逐步认识了超新星的分类并对一系列近邻超新星进行了仔细研究之后,才使这一想法有可能成为现实.天文学家发现,在各种超新星中,有一种被分类为Ⅰa型的超新星, 它们的主要特征是光谱中缺少氢谱线但却有强的Si Ⅱ吸收线 。 天文学家认为Ⅰa 型超新星是迄今为止可用以探测宇宙的最佳标准光源 。这是由于,它们极其明亮，在其光度最高时会达到太阳光度的数十亿到上百亿倍。因此,我们能够观测到非常遥远的、宇宙尺度上的这种超新星的爆发。更重要的是, 它们的最大光度弥散较小 。 不仅如此,从对近邻的,即可以用其他观测方法可靠地确定出其距离的Ⅰa 型超新星的系统的观测和研究中,天文学家发现,可以从它们的光变和光谱特征很好地确定其最高光度 。 自从利用Ia型超新星测距得出宇宙加速膨胀的结论之后，Ia型超新星已经成为现代天体物理学中越来越热门的话题 。宇宙加速膨胀意着宇宙中的质量一能量密度是暗能量主导的，这对人们对基础物理的理解提出了巨大的挑战。不过这些问题的解决在很大程度上依赖于人们对Ia型超新星的理解 。 目前有2 种Ia 型超新星的前身星模型被广泛研究： 一种是单简并星模型，在这个模型中，一颗碳氧白矮星从它的伴星吸积物质( 这颗伴星是一颗正常恒星) ，这些吸积的富氢物质安静地在碳氧白矮星表面燃烧，从而白矮星逐渐增加自身质量，当白矮星达到其最大稳定质量极限即钱德拉塞卡质量极限（钱德拉塞卡在本世纪30 年代指出：白矮星的质量大于约1.14 倍太阳质量时,将由于相对论效应而出现不稳定。 由此可以得出白矮星质量的上限。 这一理论预言为以后的观测所证实. 这一质量上限被称为钱德拉塞卡极限）时，碳在白矮星中心被点燃，热核反应释放出了大量核能并瞬间将白矮星炸碎，如图1 。 图1，Ia型超新星. 另外一种模型是所谓的双简并星模型，在这个模型中，双星系统由两颗相互绕转的碳氧白矮星组成，在系统演化过程中由于引力波辐射，系统损失角动量从而周期变小，并最终合成一个新的碳氧白矮星。 如果这个双星系统的总质量超过了钱德拉塞卡质量极限，类似于单简并星模型所描述的那种热核爆炸也会在新形成的碳氧白矮星中发生—是由于白矮星吸积其伴星的物质在其质量达到钱德拉塞卡极限时，出现不稳定并发生热核爆发所形成的 。 尽管经过几十年的观测和理论的不懈努力，Ia型超新星的研究已经取得的很大的进展，但其仍然是一个非常让人着迷的天体，因为其涉及到很多非常复杂的物理过程，比如爆炸机制、核合成、辐射转移等，同时还和许多复杂的天体物理有关，比如恒星形成和演化、宇宙金属的增丰、星系的化学演化以及宇宙尺度及最终命运 。 总而言之，Ia型超新星在现代宇宙学中的应用带动了人们对它的研究热忱。特别的，Ia型超新星的各种性质是否随红移有演化一直是人们非常关心的问题。如果存在某种演化，宇宙学的一些测量结果就有可能发生相应的变化，因为人们在利用Ia型超新星作为距离指示器进行测距的时候，有一个基本的假设，那就是高红移处的Ia型超新星与近处的是一样的 。以上提到的任何一个问题的解决都是对Ia型超新星研究的巨大推动，甚至会对宇宙学的研究起到关键的促进作用。 (责任编辑：qin) |