星际介质中氢与碳化学的简明精确网络

Munan Gong; Eve C. Ostriker; Mark G. Wolfire

doi:10.3847/1538-4357/aa7561

星际介质中氢与碳化学的简明精确网络

星系天体物理 2019-04-05 v4 太阳与恒星天体物理

作者: Munan Gong , Eve C. Ostriker , Mark G. Wolfire

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

化学在星际介质(ISM)中起着重要作用，调节气体的加热和冷却，并决定在观测中示踪气体性质分子种的丰度。尽管求解时间依赖方程对于动态ISM中准确的丰度和温度是必要的，但完整的化学网络在计算上过于昂贵而无法纳入数值模拟。在本文中，我们提出了一种用于原子和分子ISM中氢和碳化学的新的简化化学网络。我们将我们的化学网络的结果与完整的光解离区(PDR)代码的结果以及模拟文献中先前采用的Nelson & Langer (1999) (NL99)网络进行了详细比较。我们表明，在广泛的密度、温度和金属丰度范围内，我们的化学网络在所有物种的平衡丰度上给出与PDR代码相似的结果，而NL99网络显示出显著不一致。在1D模型中应用我们的网络，我们发现 $\mathrm{CO}$ 主导的情形限定了最冷气体，并且相应温度跟踪分子云中的宇宙线电离率。我们提供了 $\mathrm{CO}$ 主导区域作为气体密度和柱密度函数的简单拟合。我们还与漫云和半透明云的观测进行比较。我们发现 $\mathrm{CO}$ 、 $\mathrm{CHx}$ 和 $\mathrm{OHx}$ 丰度与密度 $n=100-1000~\mathrm{cm^{-3}}$ 的平衡预测一致，但预测的平衡 $\mathrm{C}$ 丰度高于观测，标志着非平衡/动力学效应潜在的重要性。

关键词

星际介质化学网络氢化学碳化学光解离区宇宙线电离分子云平衡丰度

引用

@article{arxiv.1610.09023,
  title  = {A Simple and Accurate Network for Hydrogen and Carbon Chemistry in the ISM},
  author = {Munan Gong and Eve C. Ostriker and Mark G. Wolfire},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.09023},
  year   = {2019}
}

备注

A PDR code written in C++ and python based on this chemical network can be found at https://github.com/munan/pdr

星际介质中氢与碳化学的简明精确网络

摘要

关键词

引用

备注

相关论文