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出版者:Springer Verlag

作者:Aerts, C./ Christensen-dalsgaard, J./ Kurtz, D. W.

出品人:

页数:882

译者:

出版时间:2007-1

价格:$ 179.67

装帧:HRD

isbn号码:9781402051784

丛书系列:

图书标签:

天文学
恒星物理
天体物理
恒星结构
振荡学
观测天文学
数据分析
太阳物理
恒星演化
脉动星

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具体描述

The recent research domain of asteroseismology studies the internal structure of stars, which is not directly observable, through the interpretation of the frequency spectra of stellar oscillations. The basic principles of asteroseismology are very similar to those developed by earth seismologists. Stellar interiors can be probed from oscillations because different oscillation modes penetrate to different depths inside the star. Asteroseismology is the only available method to derive the internal structure of the stars with high precision. This book - the first on asteroseismology - offers a practical guide for graduate students and scientists working in stellar astrophysics. It provides a general introduction to asteroseismology, and comprehensive coverage of all its aspects: fundamental theory, observations and observational techniques, methodology of data analysis, and seismic interpretations of various classes of multi-periodic pulsating stars.

恒星的脉动与生命的奥秘：一部跨越时空的宇宙编年史图书名称：宇宙回响：恒星结构的深度探测作者：艾莉森·里德 (Allison Reid) 出版社：银河系前沿科学出版社装帧与规格：精装，附有全彩天文图像与详细图表，共计 650 页，尺寸 24cm x 18cm。 --- 内容提要《宇宙回响：恒星结构的深度探测》并非聚焦于星震学（Asteroseismology）这一特定领域，而是为读者构建了一幅宏大而精微的恒星演化图景。本书深入探讨了恒星生命周期中那些塑造其内部结构、能量传输机制以及最终命运的普遍物理过程。我们不再将恒星视为静态的光源，而是将其视为一个动态的、不断进行核聚变和引力平衡的复杂物理系统。本书的宗旨是，通过对恒星“呼吸”的宏观观察，反推出其核心深处的原子反应和物质行为。本书的核心论点在于，理解恒星的内部结构，是理解宇宙化学演化和系外行星宜居性的基石。全书分为五大部分，循序渐进地引导读者从基础概念走向前沿研究。 --- 第一部分：恒星的诞生与初期平衡（The Genesis and Initial Equilibrium）本部分详尽阐述了恒星如何从星际分子云的引力坍缩中诞生。重点解析了开普勒引力坍缩理论的精确数学模型，以及物质在坍缩过程中能量的有效转化为热能的机制。我们详细考察了前主序星阶段，特别是林-甚光轨迹（Henyey Track），这是恒星尚未点燃核心氢聚变前，其能量来源主要依靠引力收缩的证据。关键章节探讨了流体静力平衡（Hydrostatic Equilibrium）的物理基础——引力向内压缩的力与内部气体和辐射压力向外支撑的力的精妙平衡。我们利用泊松方程和玻尔兹曼输运方程的简化形式，推导出恒星结构的四大基本微分方程，这些方程构成了所有恒星模型计算的理论框架，独立于任何特定的振动模式分析。第二部分：能量的传递与核心物理（Energy Transport and Core Physics）这一部分专注于恒星内部的能量流如何跨越数百万公里的距离到达表面并发散出去。我们详细对比了辐射传输（Radiative Transfer）和对流（Convection）两种主要的能量输运模式。辐射区，特别是对于大质量恒星，其光子平均自由程和蒙特卡洛模拟在描述辐射扩散中的作用被着重分析。在核心物理方面，本书深入讲解了氢燃烧的质子-质子链（p-p Chain）和CNO 循环。我们提供了详细的核反应截面数据，并分析了不同温度和密度下，这两种反应路径的相对重要性。更重要的是，本书探讨了中微子物理学如何作为“直接窗口”探测恒星核心温度和反应率的独立方法，这一方法完全不依赖于对光度或半径的表面测量。第三部分：恒星的宏观结构与演化轨迹（Macroscopic Structure and Evolutionary Tracks）本部分将焦点从内部机制转向恒星的整体行为和生命周期。我们构建了著名的赫罗图（Hertzsprung-Russell Diagram），并详细解析了主序带（Main Sequence）的形成原因——即恒星在其生命的大部分时间里，核心氢含量保持在一个相对稳定的状态。随后，本书详细描述了主序后演化。对于低质量恒星，我们追踪了红巨星分支（Red Giant Branch, RGB）的膨胀过程，重点分析了氦闪（Helium Flash）的触发条件与机制，以及随后形成的水平分支（Horizontal Branch）。对于大质量恒星，我们则专注于其如何经历多重壳层燃烧阶段（如氦、碳、氖、氧燃烧），以及如何最终形成铁核（Iron Core），这是恒星坍缩的临界点。这里的分析完全基于经典的热力学和重力塌缩模型。第四部分：恒星的终点：致密天体与遗迹（Stellar Endpoints: Compact Objects and Remnants）恒星生命的终结是宇宙物质回收和重元素诞生的源头。本部分专门研究了恒星演化的极限情况。我们详细阐述了白矮星（White Dwarfs）的结构，重点分析了泡利不相容原理在抵抗引力方面的作用，以及钱德拉塞卡极限（Chandrasekhar Limit）的物理推导。对于质量超过此极限的天体，本书讨论了II型超新星（Type II Supernova）的爆发机制，特别是核心坍缩与反弹（Core Collapse and Rebound）模型，该模型涉及复杂的流体力学和中微子传输。最后，我们探讨了极端致密天体的形成：中子星（Neutron Stars）的内部状态——例如，夸克物质和超流体的潜在存在形式，以及黑洞（Black Holes）的形成与史瓦西半径的定义。这些章节完全基于广义相对论和高密度物质的状态方程。第五部分：观测工具与建模基础（Observational Tools and Modeling Fundamentals）本部分的目的是为读者提供理解现代天体物理数据和计算方法的背景知识。我们介绍了几种主要的光谱分析技术，如何通过吸收线和发射线来确定恒星的有效温度、表面重力和化学丰度。此外，本书还概述了标准恒星模型（Standard Stellar Model, SSM）的构建过程，这是一种基于数值迭代的计算方法，用于求解四大结构方程。该模型依赖于对流理论（如Mixing Length Theory）和不透明度计算（Opacity Calculations）的输入参数，这些是构建任何可靠恒星演化路径的基础，与任何特定频率或振动模式的测量是完全分离的分析层面。 --- 目标读者本书面向所有对天体物理学、恒星物理学以及宇宙演化有浓厚兴趣的读者。它特别适合高等物理系学生、希望拓宽知识面的专业天文学家，以及所有渴望从最基本的物理定律出发，理解宇宙中最普遍的结构——恒星——是如何运作和消亡的求知者。本书提供的是对恒星物理学的全景式、基础性理解，无需预设读者掌握任何高级振动分析工具。关键词：恒星结构、热力学、核聚变、赫罗图、超新星、白矮星、相对论天体物理。