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3 结论：高能天体物理展望 “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 20世纪的物理学基础：量子论与相对论 致密天体：量子论与相对论的实验室 白矮星 理论 ? 观测 ? 中子星 理论 ? 观测 ? 黑 洞 理论 ? 观测 ? 未来：观测证认BH、NS(SS)的存在与否 * * “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 高能天体物理简介 徐仁新 北京大学天文学系 高能天体物理简介 0 引言：什么是“高能天体物理”? 1 致密天体物理学 2 天体高能现象 3 结论：高能天体物理展望 “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 高能天体物理学： 1，研究发生于天体上的高能物理过程的 天体物理学； 2，在高能过程中往往伴随高能粒子发射。 哪些天体上才能发生高能过程？ 对比：高能物理——地面上的高能过程 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 高能物理过程： 简称“高能过程”。 在这些过程中，涉及到的能量转化跟所参与粒子的静质量相比不能忽略。 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 高能粒子： 包括高能光子以及其它高能粒子。例： 高能光子：X 射线，? 射线 高能中微子：一般 10 MeV 高能电子： mec2 ~ 0.511 MeV 高能质子： mpc2 ~ 930 MeV 引力波：？ 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 哪些天体才能发生高能过程？ 一般要求这些天体的基本相互作用（强、弱、电磁、引力等四种）较强；因为只有粒子间存在较强的相互作用时，才能导致较高的能量转化。 对比：高能物理——加速器 答案？ 致密天体！ 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 致密天体物理是高能天体物理的主体 高能天体物理 ? 致密天体物理 0 引言: 什么是“高能天体物理”? “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 高能天体物理也研究天体的高能现象 丰富多彩的 若干高能天体物理现象 高能天体物理简介 0 引言：什么是“高能天体物理”? 1 致密天体物理学 白矮星-中子星-黑洞 2 天体高能现象 超新星爆发-X射线脉冲星-X射线爆-X射线瞬变源- ? 射线爆-活动星系核 3 结论：高能天体物理展望 “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 1 致密天体物理学I：白矮星 “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 白矮星的早期观测研究 1914年之前 天狼B：M~(0.8-1.0)M?, L~L?/360 Adams (1914) 光谱：T~8000K ? R~(0.1-0.01)R? 质量与太阳相当，但只有行星大小的天体！ Adams (1925) 引力红移测量 ? M/R Eddington(1926): “Prof. Adams has killed two birds with one stone; …” 问题：什么力量抵抗白矮星的引力？ 1 致密天体物理学I：白矮星 “高能天体物理简介” 北京大学天文学系 徐仁新 什么力量抵抗白矮星的引力塌缩？ Pauli(1925) 元素周期性 ? 不相容原理 Dirac(1926), Fermi (1962) Fermi-Dirac统计 简并压：一种起源于Pauli原理的量子效应 Fowler(1926) 电子简并压支撑白矮星 Chandrasekhar(1931) 白矮星存在极限质量(~1.4) 推广：费米星=以简并费米气支撑的恒星 1 致密天体物理学I：白矮星 “高能天体物理简介” /rxxu 徐仁新 低质量恒星的演化与白矮星的形成 质量 4 M?的恒星不能点燃碳或氧的核燃烧 1 致密天