用于热星风连续谱与谱线散射问题的三维短特征方法

背景：关于炽热大质量恒星的知识通常来自定量光谱学推断。为分析非球对称现象，现有的 1D 代码必须扩展到更高维度，并需要开发相应工具。目的：我们提出一个能够计算热星风中连续谱与谱线散射问题的 3D 辐射转移代码。通过考虑球对称测试模型，我们讨论潜在的误差来源，并通过比较不同求解方法指出优缺点。此外，我们分析快速旋转 O 型星风中的紫外共振线形成。方法：我们考虑一个包含散射与热辐射源的（简化）连续谱模型，以及一个由两能级原子近似的紫外共振线跃迁。我们应用短特征（SC）方法，使用线性或单调 B\'ezier 插值，在非均匀笛卡尔网格上求解辐射转移方程。为计算散射主导问题，我们的求解方法辅以加速的 $\Lambda$-迭代格式。结果：对于球对称测试模型，根据所采用的插值技术与模型的复杂程度，源函数的平均相对误差在 $5-20\,\%$ 水平。所有计算的线轮廓与相应的 1D 解高度一致。快速旋转恒星所预测的线轮廓作为旋转速度与倾角的函数表现出明显行为。该行为紧密耦合于风结构与重力昏暗及恒星表面畸变的描述。结论：我们的 SC 方法已可用于紫外共振线轮廓的定量分析。在计算光学厚连续谱时，两种 SC 方法均给出可靠结果，这与另一种有限体积法形成对比。