An Introduction to Close Binary Stars pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hilditch, R. W.

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:2001-3

价格:$ 90.40

装帧:

isbn号码:9780521798006

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 双星
• 恒星物理
• 近双星
• 观测天文学
• 天体物理
• 恒星演化
• 变星
• 数据分析
• 天文学研究

脉冲星的奥秘：宇宙中高速旋转的致密天体 图书名称： 脉冲星的奥秘：宇宙中高速旋转的致密天体 图书简介： 本书旨在为天体物理学爱好者、高等院校物理专业学生以及专业研究人员提供一个全面且深入的视角，探讨宇宙中最奇特、最迷人的天体之一——脉冲星（Pulsar）。我们聚焦于这些由大质量恒星演化末期坍缩形成的超高密度中子星，它们以极其规律的周期性射电波束或X射线辐射而闻名，宛如宇宙中的灯塔，为我们揭示了极端物理条件下物质的性质和宇宙的演化规律。 第一部分：中子星的诞生与基本物理 本书的开篇将追溯脉冲星诞生的宏伟剧目。我们将详细解析特超新星（Hypernova）爆发的机制，探讨导致核心坍缩形成中子星的物理过程。重点内容包括： 引力坍缩的临界点： 探讨钱德拉塞卡（Chandrasekhar）极限和奥本海默-沃尔科夫（Oppenheimer-Volkoff）极限，阐明电子简并压力和中子简并压力在抵抗引力坍缩中的作用。 极端状态下的物质： 深入剖析中子星内部的物质状态。我们将讨论超流体氦核、超导中子核心，以及极端压力下夸克物质（如奇怪物质）存在的可能性。这部分内容将涉及量子场论和核物理的前沿交叉领域。 中子星的结构与参数： 精确测量和理论建模中子星的质量、半径、转速和磁场强度。我们将分析广义相对论在描述这种极度弯曲时空中的应用，例如光线弯曲和引力红移效应。 第二部分：脉冲星的辐射机制与演化模型 脉冲星之所以得名，在于其周期性的辐射。本书将花费大量篇幅解构这种周期性辐射的物理起源。 磁场与辐射源： 脉冲星拥有宇宙中最强的磁场，通常高达 $10^8$ 到 $10^{15}$ 高斯。我们将详细介绍磁场如何与高速旋转结合，形成强大的电磁场，驱动高能粒子加速，产生沿磁极发散的辐射束。 几何模型与观测： 阐述“灯塔模型”的精确几何学，解释脉冲剖面如何依赖于观察者、磁轴和自转轴之间的夹角。我们将分析不同频率（射电、X射线、伽马射线）下辐射的产生机制，包括同步辐射、逆康普顿散射以及成对等离子体机制。 磁场衰减与周期演化： 脉冲星的自转周期会随着时间推移而逐渐变慢，这一过程被称为“自转衰减”。本书将引入P-$dot{P}$图（周期-周期变化率图），这是脉冲星天体物理学的核心工具，用于区分不同类型的脉冲星（如快速、慢速、回收脉冲星）。 第三部分：脉冲星的“生命周期”与特殊类型 脉冲星并非孤立存在，它们有着复杂的生命周期，并在双星系统中扮演着独特角色。 放射源（外推脉冲星）与回收脉冲星（Millisecond Pulsars）： 详细介绍X射线双星系统中的物质吸积如何向中子星“反向输送角动量”，使其重新加速到毫秒量级的自转速度。我们将探讨回收脉冲星在寻找引力波和检验强引力场理论中的重要性。 磁星（Magnetars）： 重点研究磁场强度达到 $10^{14} ext{ G}$ 以上的磁星。这些天体的活动主要由磁场拓扑结构的变化和“星震”驱动，它们是宇宙中已知的最剧烈的能量爆发源之一，如软伽马射线重复暴（SGRs）和反常X射线新星（AXPs）。 脉冲星风云与超新星遗迹： 探讨脉冲星高速穿越星际介质时形成的“脉冲星风云”（Pulsar Wind Nebulae, PWN），例如著名的蟹状星云。分析这些结构如何加速电子至极高能量，产生TeV级别的伽马射线。 第四部分：尖端应用与未来展望 脉冲星以其无与伦比的周期稳定性，成为检验基础物理学和探索宇宙的理想探针。 引力波探测的“标准时钟”： 介绍脉冲星定时阵列（Pulsar Timing Arrays, PTA）如何利用银河系中稳定毫秒脉冲星的信号，探测低频引力波背景，例如由超大质量黑洞合并产生的引力波。 相对论检验： 利用双中子星系统（如著名的PSR B1913+16，其研究者因此获得诺贝尔奖）的轨道衰减，对广义相对论的能量损失公式进行最精确的验证。 暗物质的潜在探测： 探讨高能脉冲星辐射（特别是伽马射线）是否能携带暗物质湮灭或衰变的特征信号。 本书的叙述风格力求严谨而不失生动，结合最新的观测数据（如VLBI、费米伽马射线空间望远镜、LIGO/Virgo数据）与先进的理论模型，致力于构建一个清晰、全面的脉冲星物理图景。它不仅是科学研究的参考，也是对宇宙极端物理现象的深刻洞察。

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阅读这本书的过程，更像是一场深入的学术探险，它要求读者具备一定的数理基础，但回报却是对复杂天体物理现象的深刻洞察。书中对于“宜居带”的研究部分，尤为引人注目。作者并未停留在传统的天文学概念上，而是引入了先进的流体力学模型和复杂的数值模拟结果，来预测在双星系统中，围绕其中一颗星体运行的行星可能经历的环境压力和辐射强度。我特别留意了其中关于“洛希瓣”溢流现象的详细解析，那张精细的等势线图，配上对物质如何在引力潮汐作用下，跨越零点势能面进行转移的生动描述，简直是一场视觉和智力的盛宴。这部分内容显然是为高阶学习者准备的，它摒弃了过度简化的模型，直面真实世界中的复杂边界条件，使得对质量损失率和系统寿命的预测更具说服力。读完这一章，我对恒星的“互动”有了全新的、更为动态的理解。

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坦率地说，这本书的语言风格是高度学术化的，它不太适合那些寻求轻松阅读体验的读者。它要求读者投入大量的时间去消化那些包含大量数学符号和专业术语的段落。然而，对于那些真正热衷于理解恒星物理核心机制的严肃学习者而言，这种“硬核”的风格恰恰是其魅力所在。我个人对书中关于**三体系统稳定性**的讨论非常感兴趣，作者没有回避这个混沌领域的复杂性，而是提供了一个结合了庞加莱截面和长期数值积分的综合视角，展示了如何通过对初始条件的敏感依赖性分析，来预测系统在不同参数空间下的行为模式。这种对不确定性和复杂性的坦诚，反而增强了本书的科学可信度。总而言之，这是一部扎根于严谨数据，并致力于揭示宇宙中最紧密联系的恒星伴侣的复杂科学巨著。

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这本厚重的书册，初拿在手时，便被它散发出的那种沉静而专业的氛围所吸引。我本以为会是一本枯燥的教科书，然而翻开第一页，作者以一种近乎于诗意的笔触，描绘了宇宙间那些相互依偎、彼此影响的恒星系统。书中对天体物理学基本原理的阐述极为详尽，即便是初次接触相关概念的读者，也能通过清晰的图解和循序渐进的逻辑推导，领悟到引力、光度、轨道周期等核心要素是如何交织在一起，塑造出这些迷人天体的命运。尤其值得称赞的是，作者在介绍光谱分析技术时，不仅给出了理论公式，更结合了大量的实际观测案例，仿佛带着读者亲自操作望远镜，解析来自遥远星光中的秘密。我对书中关于恒星演化阶段差异的讨论印象深刻，那些关于主序星、红巨星乃至白矮星如何通过质量转移，最终走向共同宿命的描述，充满了震撼人心的力量，让人不禁对外太空的宏大叙事产生深深的敬畏。

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我必须承认，这本书的深度和广度，超出了我最初的预期。它不仅仅是简单地罗列了双星系统的分类，而是深入挖掘了它们形成和演化的动力学机制。书中对**非经典**双星系统，例如食双星和接触双星的分类和识别方法，提供了非常详尽的、操作性极强的指南。比如，在讨论光变曲线分析时，作者详细拆解了不同遮掩几何角度对光变幅度和周期精度的影响，这对于天文爱好者和业余观测者来说，无疑是一笔宝贵的财富。特别是关于“偏心率对轨道稳定性的影响”这一节，作者引入了经典的摄动理论，虽然推导过程稍显繁复，但最终得出的结论——即轨道参数的微小变化如何在长时间尺度上导致系统结构发生剧变——极具启发性。这本书的参考文献列表本身就是一份高质量的星学资源导航，显示出作者深厚的学术功底和严谨的研究态度。

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这本书的编排结构堪称典范，逻辑流畅，过渡自然。它有效地弥补了许多入门级读物在讨论“极端情况”时留下的知识空白。我尤其赞赏作者在介绍白矮星双星系统并可能导致Ia型超新星爆发的章节中所采取的叙事方式。它将一个看似遥远的宇宙事件，通过对伴星系统质量累积的精细计算，与我们日常能够观测到的光谱特征联系起来。书中对**引力波天文学**新兴领域的关注也十分及时，虽然这方面的研究仍在快速发展，但作者已经巧妙地将双星系统并合可能产生的引力波信号特征，与现有的电磁观测数据进行对比分析，为读者构建了一个多信使天文学的初步框架。这种前瞻性，使得这本书不仅是对现有知识的总结，更像是一张通往未来天体物理研究的路线图，引人深思。

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