氮气体中光致电离前沿的原子建模

光致电离前沿在许多天体物理环境中起主导作用，但在实验室实验中仍难以实现。最近的论文提出，使用保持在十大气压的氮介质、并由辐射温度T_R~100 eV的源辐照的实验可产生可行的光致电离前沿。我们给出利用helios多物质辐射流体动力学代码的一系列一维数值模拟，模拟这些条件及光致电离前沿的形成。我们研究改变原子动力学和辐射转移模型对氮气体的流体动力学和电离态的影响，发现更精细的物理——特别是一个多角度长特征辐射转移模型和一个碰撞辐射原子模型——显著改变了气体的原子动力学演化。通过计算光致电离率、电子碰撞电离率和总复合率之间的比值来识别光致电离前沿。我们发现，由于使用更高级物理所得电子温度增高，光致电离前沿很可能在我们标称模型中形成。我们报告了若干参数研究的结果。其中之一固定氮压为十大气压并改变源辐射温度，另一固定温度为100 eV并改变氮压。较低的氮压增加了产生光致电离前沿的可能性，而改变峰值源温度影响甚微。