Unsolved Problems in Stellar Evolution (Space Telescope Science Institute Symposium Series) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Livio, Mario 编

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2000-04-13

价格:USD 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521780919

丛书系列:

图书标签:

Stellar Evolution
Astrophysics
Stars
Space Telescope
Astronomy
Cosmology
Stellar Physics
Variable Stars
Binary Stars
Supernovae

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具体描述

This timely volume reviews recent progress in our understanding of all aspects of stellar structure and evolution, with special emphasis on currently unsolved problems. It covers every stage in the life of a star, from birth to death, as well as the fundamental processes which affect stellar evolution. Each article is written by a leading world expert, based on presentations at an international conference held at the Space Telescope Science Institute. A complete understanding of stellar evolution is important in its own right, and also as a central piece in understanding how galaxies form and evolve. This volume presents the most comprehensive and up-to-date survey available of our current understanding of stellar structure and evolution. It provides an essential reference for researchers interested in stellar evolution and galaxy formation and evolution, and a valuable resource for graduate students seeking a state-of-the-art review of unsolved problems in this exciting area of research.

Unsolved Problems in Stellar Evolution 导言恒星，宇宙中最基本、最普遍的存在之一，其演化过程是理解宇宙演变和物质循环的关键。从诞生到死亡，恒星经历着漫长而复杂的一系列变化，塑造着星系的面貌，孕育着生命的摇篮。然而，尽管我们对恒星的认识取得了巨大的进步，但其演化过程中的诸多谜团仍然困扰着天文学家。本书《Unsolved Problems in Stellar Evolution》正是聚焦于这些尚未解决的科学难题，深入探讨其前沿研究，并展望未来的探索方向。恒星的诞生：从星云到主序星恒星的诞生是一个神秘而壮丽的过程。它始于星际分子云的引力坍缩，这些巨大而寒冷的云团在自身引力作用下开始聚集物质，温度和密度逐渐升高，最终点燃核聚变反应，一颗新的恒星便由此诞生。然而，关于恒星形成过程中的细节，仍然存在许多未解之谜。例如：星云坍缩的触发机制：是什么因素引发了星云的坍缩？是超新星爆发的冲击波、星系碰撞的引力扰动，还是其他更微妙的机制？原行星盘的形成与演化：围绕年轻恒星形成的原行星盘是如何形成的？盘中的物质如何吸积到恒星上，又如何形成行星？盘的动力学和化学演化过程如何影响行星系统的形成？低质量恒星的形成：质量比太阳小的恒星，如红矮星，其形成过程与大质量恒星有何不同？其形成效率和演化轨迹是否受到不同环境因素的影响？初始质量函数的普适性：恒星在形成时，其质量分布遵循一定的函数关系（初始质量函数）。这个函数在不同星系、不同环境下的普适性如何？是否存在普遍适用的形成机制？主序星阶段：恒星的“中年”生活一旦恒星进入主序阶段，它便开始在其核心通过氢核聚变产生氦，并释放出巨大的能量，维持着恒星的稳定发光。这个阶段是恒星生命中最漫长的时期，而在这个看似平静的阶段，也隐藏着一些未解之谜：恒星内部的对流与混合：恒星内部的物质并非静止不动，对流和物质混合过程对恒星的能量传输、化学成分分布以及演化速率有着至关重要的影响。我们如何精确地模拟和观测这些过程？磁场的产生与演化：恒星的磁场对其表面活动（如耀斑、日冕物质抛射）以及恒星风有着显著影响。恒星磁场的产生机制，即发电机效应，其细节仍不完全清楚，并且磁场的长期演化规律也待深入研究。恒星风的驱动机制：恒星风是恒星向外吹散物质的现象，它对星际介质的演化和恒星的质量损失起着重要作用。特别是大质量恒星的强劲恒星风，其驱动机制仍是研究的焦点。恒星振荡与内部结构：通过观测恒星表面的振动（恒星地震学），我们可以推断恒星的内部结构。然而，对于不同类型恒星的振荡模式，其解读和建模仍有待完善。晚期演化：恒星的“壮年”与“老年” 当恒星核心的氢燃料耗尽后，它便进入了演化的晚期阶段，面临着更加剧烈和多样化的变化。这一阶段的结局多种多样，也伴随着最为惊心动魄的天文现象：红巨星与渐近巨星支（AGB）的演化：恒星膨胀成红巨星，其结构发生巨大变化，内部发生氦闪等复杂过程。AGB星阶段是恒星物质抛射最活跃的时期，其抛射机制和速率对星际化学演化至关重要。行星状星云的形成：许多中低质量恒星在演化末期会抛射外层物质，形成美丽的行星状星云。这些星云的形态和化学成分是如何形成的？它们是否受到中心恒星磁场或周围环境的影响？超新星爆发：大质量恒星的死亡往往以壮观的超新星爆发形式出现，释放出巨大的能量，并形成中子星或黑洞。超新星爆发的触发机制、能量释放过程、以及其中产生的元素合成，仍然是天文学家面临的重大挑战。例如，Ia型超新星的精确机制（白矮星吸积还是双白矮星合并）仍然存在争议。白矮星的性质与演化：作为恒星演化的最终产物之一，白矮星的性质（如质量、密度、冷却速率）和其在双星系统中的演化行为，对于理解宇宙年龄和暗物质等问题至关重要。中子星与黑洞的形成与性质：中子星和黑洞是宇宙中最致密的天体。我们如何通过观测来精确确定它们的质量、半径、自转速率等性质？中子星内部的物质状态（夸克物质？）以及黑洞的视界性质，仍是理论和观测上的难题。金属丰度对恒星演化的影响：恒星演化很大程度上依赖于其化学组成，特别是重元素（金属）的丰度。不同金属丰度的恒星，其演化路径、寿命和死亡方式会有显著差异。我们如何全面理解这种影响？双星系统中的恒星演化宇宙中很大一部分恒星存在于双星或多星系统中。双星系统中的恒星演化比单星更为复杂，存在物质的相互作用，如质量转移、伴星对恒星演化的潮汐影响等，这些都会极大地改变恒星的演化轨迹，甚至导致一些单星系统中不可能出现的现象，如某些类型的超新星爆发和恒星合并。双星系统中的恒星演化是本书重点关注的另一大领域。未来的展望随着观测技术的不断进步，例如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的强大能力，以及地面望远镜阵列的发展，我们有能力以前所未有的精度观测恒星的各个演化阶段。同时，计算能力的提升也使得更精细的恒星演化模型成为可能。本书旨在汇集领域内顶尖科学家的最新研究成果，梳理当前存在的关键科学问题，并激发新一代天文学家对恒星演化这一迷人领域的进一步探索。我们相信，通过持续的观测、理论研究和计算模拟，恒星演化中的诸多谜团终将一一解开，为我们揭示宇宙更深层次的奥秘。