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  • 熊大闰

    熊大闰,中国科学院院士,1956年考进北京大学物理系,1962年被分配到中国科学院紫金山天文台恒星研究室工作。现任紫金山天文台研究员、学术委员会主任、《天文学报》主编等职。我国攀登计划项目“天体剧烈活动的多波段观测和研究”首席科学家。主要从事恒星对流理论,以及与之相关的恒星结构、演化和脉动稳定性的理论研究。

    编辑摘要

    目录

    简介/熊大闰 编辑

    熊大闰 熊大闰

    姓名:熊大闰

    性别:男

    出生年月:1938年9月16日

    民族:汉族

    毕业院校:北京大学

    学科:天文学

    最终学历:本科

    专业领域:天体物理

    技术职称:研究员

    工作单位:中国科学院紫金山天文台

    单位所属机构:研究单位

    是否院士:科学院院士

    国籍:中国

    人物简历/熊大闰 编辑

    熊大闰 熊大闰

    熊大闰 江西南昌人,生于江西吉安。天文学家。1962年毕业于北京大学地球物理系。1978年12月-1980年8月,中国科学院紫金山天文台,助理研究员;1962年9月-1978年12月,中国科学院紫金山天文台,研究实习员;1980年8月-1986年6月,中国科学院紫金山天文台,副研究员;1986年6月至今,中国科学院紫金山天文台,研究员;1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。

    中国科学院紫金山天文台研究员,国家攀登计划项目“天体剧烈活动的多波段观测和研究”首席科学家。 在恒星对流理论以及与之有关的恒星结构、演化和脉动稳定性问题的研究中,摒弃了传统的混合长的对流理论,发展了一种独立的非定常恒星对流的统计理论和一种非局部对流的统计理论,并成功地将它们用于变星脉动和大质量恒星演化的理论计算,解释了变星脉动不稳定区红端边界,克服了传统理论在大质量恒星演化计算中著名的所谓半对流区的理论困难。较之传统理论,新理论得到与观测更为相符的结果。

    研究年表/熊大闰 编辑

    1974年1月1日-1977年1月1日,主持非定常多流理论研究

    1977年1月1日-1981年1月1日,主持变星的脉动理论研究

    1977年1月1日-1980年1月1日,主持非局部对流理论研究

    1980年1月1日-,主持恒星的结构演化和振动研究

    研究成就/熊大闰 编辑

    熊大闰 熊大闰

    熊大闰在恒星对流理论以及相关的恒星结构、演化和脉动稳定性方面进行了较为系统的研究。

    恒星对流理论的研究

    辐射和对流是恒星内部两种主要的传能机制。对流引起恒星内部的能量、动量的传输与核反应物的混合,从而严重影响恒星内部的结构、演化和脉动稳定性质。1977年他提出一种非定常对流的统计理论。1979年提出一种非局部对流的统计理论,尔后又将其推广到化学不均匀的恒星组态,从而可以用来处理恒星演化过程中化学元素的非局部对流混合。为精确地研究变星脉动与对流的耦合,1989年他将Unno-Spiegel的辐射流体动力学方程推广到包含对流的更一般情况。无论是对光学厚还是光学薄的情况,都能较为精确地处理辐射、对流与恒星脉动三者的耦合。

    太阳对流区结构的研究

    太阳是离地球最近的一颗恒星,也是唯一一颗具有足够空间分辨率观测的恒星。日震学的巨大成就是可以探测太阳内部的结构,从而太阳成为检验恒星内部结构、演化和对流理论最理想的天然实验室。熊大闰和他的合作者利用熊大闰的非局部对流理论,计算得到第一个太阳的非局部对流模型。他们模型的内部温度-压力结构以及太阳大气湍湍速度-温度场分布同观测符合得很好,并且正确预言了通过对流区边界,湍流速度和温度关联改变符号的观测事实。此外,他们还正确指出,日震学探测到的太阳对流区底部温度的突然升高并不是通常人们所认为的不透明度的突然增高或氦丰度的突变而致,相反它正是非局部对流贯穿效应的自然结果。

    恒星演化的研究

    对流和质量损失是大质量恒星演化研究中两个最主要的未获解决的理论困难。熊大闰意识到,大质量恒星演化计算中出现的所谓半对流理论矛盾实际上是由对流的局部处理造成的。假若恢复对流的非局部处理,半对流的理论矛盾将自行消失。1985年他利用自己发展的化学非均匀的非局部对流理论,计算了大质量恒星的演化。证实了他的理论预言,半对流矛盾确自行消失了。此外在H-R图上,非局部对流的恒星演化迹具有更高的光度,主序带也更宽。这将有利于缓和亮星在H-R图上分布观测与理论间的矛盾,同时也可以用来解释著名的造父变星质量矛盾。

    变星脉动的理论研究

    熊大闰 熊大闰

    各类脉动变星都具有延伸程度不等的表面对流区。通过对流传能、湍流压与湍流粘滞性, 对流严重影响着恒星脉动的稳定性。最早人们只注重和研究对流传能(热力学耦合)对变星脉动稳定性的影响。熊大闰是第一个指出对流与脉动的动力学耦合(湍流压和湍流粘滞性)对变星脉动具有同等重要性的人。为了正确处理变星脉动与对流的耦合,熊大闰发展了一种非局部非定常的恒星对流理论。利用该理论,他和他的合作者对几类具代表性的脉动变星进行了理论计算。不仅从理论上得到一个与观测较好符合的天琴座RR型变星和盾牌座δ型变星脉动不稳定带红端边界,而且解释了在经黄的造父变星脉动不稳定带之外的低温区还存在Mira(长周期)变星脉动不稳定区。在H-R图上不同区域脉动变星的不同脉动性质,也可以从热对流、湍流压与湍流粘滞性作用的相对大小随恒星的结构与脉动模式而变化加以解释。总的倾向是巨星和超巨星倾向基音和低阶泛音上脉动;而矮星倾向高阶泛音脉动。例如高光度的红变星是在基音和低阶泛音脉动,所有高于二阶的泛音是脉动稳定的。相反,低光度的红变星是在中高阶泛音上脉动,而其基音和一阶泛音却是脉动稳定的。

    贡献总结/熊大闰 编辑

    1、发展了一种独立的非定常的恒星对流的统计理论。随后又将该理论推广到不仅可以处理恒星径向脉动,而且可以处理恒星非径向脉动更为一般的非定常对流理论。这是目前国际上唯一可用于处理恒星非径向脉动的对流理论。

    2、应用上述他自己发展的非定常对流理论,进行了变星脉动的理论计算。解释了变星脉动不稳定带红端边界。该问题是70年代到80年代变星脉动理论最重要而未获解决的困难问题。

    3、发展了一种独立的恒星非局部对流的统计理论。随后又将该理论推广到化学非均匀化学组态,得到一组计算化学演化的完备方程组。这是国际上唯一可处理恒星内部化学元素非局部对流混合的较严谨的非局部对流理论。

    4、利用他自己发展的非局部对流理论,计算了大质量恒星主序后早期演化,消除了著名的半对流理论矛盾。较之传统理论,在H-R图上,新理论预期恒星演化迹更亮,主序带更宽。这将有利于消除或减缓传统理论和观测之间亮星在H—R图上的分布以及主序带宽度的矛盾,也可能解释著名的造父星质量矛盾。

    5、利用他的非局部对流理论,计算了太阳对流区结构。正确预期了太阳大气的温度分布、太阳大气湍流速度场和温度场以及通过对流不稳定区边界,湍流速度和温度关联改变符号等观测事实。传统的非局部混合长理论结果同观测是矛盾的。此外,新理论所预期的太阳对流区深度同日震学的要求亦大致相合。并可能用于解释太阳大气锂和铍的丰度。K.G.Petrovay曾称它是现存最好的太阳对流区模型。

    扶贫事业/熊大闰 编辑

    2003年熊大闰获得何梁何利基金,获奖后熊大闰想做些事情回报社会。他通过新闻媒体了解到“四川农村发展组织”在四川省的贫困县汉源开展扶贫工作,该组织通过实施小规模的,以农村为基础的项目和实施教育、建设基本设施、改善生态环境等途径,促进了四川农村的发展。熊大闰被他们的工作方法、献身事业的精神,以及所取得的成果深深的吸引,于2004年5月到汉源进行实地考察,并决定将所获奖金全部用于支农。

    获奖/熊大闰 编辑

    1979年获得江苏省重大科技成果二等奖;

    1989年获中国科学院自然科学一等奖;

    1991年获国家自然科学二等奖;

    1992年获得王丹萍科学技术奖;

    2003年获得何梁何利奖;

    国家有突出贡献中青年专家称号。

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