核天体物理学及尚待解决的重大疑难问题-文档资料

(续)
星系化学演化学 星际空间中各种放射性核素的天体来源; 各种星体元素丰度反常的物理原因 陨石化学异常 的研究 两类超新星(及新星)爆发物理学 两类x射线暴机制 暴机制 中子星(内部)物理学和奇异星的研究 太阳中微子问题 超高能宇宙线的天体起源
核天体物理学的重要性与国际状况
导致大质量恒星(演化结束时) 核心坍缩的主要物理因素
核天体物理学是现代天体物理学的一个重要分支。先后 已有6人获得诺贝尔奖金(包报2019年的两位获奖者)。 在大规模核裁军之后，西方国家庞大的核物理研究机构 解体与转变研究方向。 •特别在1986年核天体物理学两个爆炸性新闻(大量放射性 元素星际26Al的发现以及核反应截面 12 16
的重新确定)致使整个大质量恒星演化研究重新改写之后， 在美德日等国家大力支持下, 实验核天体物理迅猛发展。 国际会议每至少两、三次以上。近年来天体物理观测 (例如陨石化学分析、恒星与星系化学元素丰度测定、各 种手段的空间光谱与X-射线谱线的观测) 获得飞跃发展。
核天体物理学
及尚待解决的
重大疑难问题
彭秋和 (南京大学天文系) 2019.11.17
内容
I. 引言：核天体物理学及其重大疑难问题 II. II. II型超新星的爆发机制问题?? III. III．我对超新星爆发机制的新观点与新建议(2019) IV. IV．高速中子星的物理本质??（我的新模型, 2019） V. V．脉冲星 Glich 的本质??（我的新模型, 2019） VI. VI． 星际26Al天体起源问题??（我的观点, 1992 —） VII. 极端超高能宇宙线的天体起源问题?? （我的模型, 2019） VIII．太阳中微子问题与中微子振荡!
核天体物理学重大疑难问题
整个天文学和理论物理学共同关注的重大疑难问题有: • 超新星爆发机制问题: Δ 理论上至今仍然无法模拟II型超新星的爆发 中子星(脉冲星)方面的重大疑难(核天体物理)问题: 1)高速中子星的起因? Δ 2)年轻脉冲星Glitch现象产生的物理原因? Δ 星际 26Al的天体起源问题? Δ 极端超高能宇宙线的天体起源? Δ 太阳中微子问题 — 中微子振荡 Δ • 暴的产生机制? 奇异星? 裸奇异星? 重元素核合成的r-过程? 许多重要热核反应反应率(截面)的不确定性及其对天体物理过程 (例: rp-过程、s-过程、大质量恒星晚期热核演化)的影响?
核物理研究所
上海原子核研究所(1990-1992, 彭秋和合作); 恒星内热核反应(12C + 12C, 16O + 16O, 14N + 16O )研究 兰州近代物理研究所(1993) 19Ne(p,γ)20Na 反应截面(间接)研究 北京原子能研究院(白希祥小组、陈永寿小组、姜山小 组, 2019 年以后开始转向实验核天体物理学研究: 天体 热核反应实验研究。2019年开始出成果。例: (吴开谡): 13C(, n)16O (中子源)截面研究 (舒能川): 3He(, )7Be(, )11C( p, )12N(+)12C 截面 研究 姜山小组:直接进行实验, 验证、支持彭秋和提出的合成 星际26Al的核反应途径预言 (2019), 实验在2019年初获 得初步成果。
我国的研究小组
南京大学天文系(1980 —):( 彭秋和小组、戴子高) 核天体物理学各个方面的理论研究 北京应用数学所(1983 —2000): SNII 爆发机制数值模拟计算研究 北京师范大学天文系(1990 —) : SN统计研究与SNIa模拟计算研究 国家天文台 (1988 —) : 恒星化学丰度的观测测定;超新星观测 北京大学天文系(2000—徐仁新): (裸)奇异星 华中师范大学(2019—郑小平小组): (带外壳)奇异星 河北师范大学物理系(1990 —张波小组(同彭秋和合作)): AGB星核合成与元素丰度研究 西华师范大学物理系(2019 —罗志全(同彭秋和合作,)): 超新星核心内电子俘获过程研究
II. II型超新星 的 爆发机制 问题
一、超新星爆发机制问题
• 超新星分类
1. 核心坍缩型超新星 (SNII、SNIb,、SNIc)
2. 吸积白 矮星的 热核爆 炸型超 新星 (SNIa)
大质量恒 星热核演 化结束
硅燃烧阶段结束 M≈(12-25)M⊙
Fe 核心
T (3-5)109K 3109g/cm3
C O
(续 )
由于天体内核反应截面的实验不确定ห้องสมุดไป่ตู้给天体物理理论 研究带来相当大的困难与不确定性。例:
( Al p Si ) 27 R 24 ( Al p Mg )
27 28
10-4 (1988 以前估计)
~ 104 (1988 )
在理论上存在着许多重要疑难问题，有不少则属于天体 物理和理 论物理界共同关注的重大疑难问题。
核天体物理研究机构
西方先进国家核天体物理学的研究历史己在五、 六十年以上。 发达国家几乎都至少有十几个(或二、三十个)研究 小组从事核天体物理学各个不同方面的研究:包括 核天体物理实验、陨石分析、天体(恒星、星系)元 素丰度的测定以及前述各方面的理论研究(包括数 值模拟计算)。 参与研究的单位涉及天体物理学界、核物理学界 以及地学界(陨石分析)。
I. 引言 核天体物理学 及其 重大疑难问题
核天体物理学范畴
核天体物理学:
广义:同(理论与实验)核物理学(包括粒子物理学)相关的天 体物理研究领域。 狭义:直接核(粒子)物理学理论与实验结果密切相关的天体 物理领域。 主要内容: 恒星内部热核燃烧与演化研究 元素核合成研究 1)宇宙早期核合成研究( A<12 轻元素核合成) 2)12A 70元素核合成(恒星内部热核聚变) 3)重元素(A>70)核合成: a) 慢中子俘获过程(s-过程); b) 快中子俘获过程(r-过程); c) 快质子俘获过程(rp过程)