基于三维非局部热动平衡Balmer线形成的晚型星有效温度测定

氢Balmer线常用作晚型星光谱有效温度诊断。然而，基于一维（1D）流体静力学模型大气和局部热动平衡（LTE）的经典方法的绝对精度仍不清楚。为此，我们首次在一个广泛的3D流体动力学STAGGER模型大气网格上，对Balmer线进行3D非LTE计算。对于H$\alpha$、H$\beta$和H$\gamma$，我们发现显著的1D非LTE与3D非LTE差异（3D效应）：外翼在3D模型中往往更强，尤其对H$\gamma$；而内翼在3D模型中可能更弱，尤其对H$\alpha$。对于H$\alpha$，我们还发现显著的3D LTE与3D非LTE差异（非LTE效应）：在较热恒星中（$T_{\text{eff}}\approx6500$K）内翼在非LTE模型中往往更弱，而在较低有效温度时（$T_{\text{eff}}\approx4500$K）内翼在非LTE模型中可能更强；非LTE效应在较低金属丰度下更严重。我们用研究充分的基准星观测检验了我们的3D非LTE模型。对于太阳，我们从H$\alpha$、H$\beta$和H$\gamma$推断出一致的有效温度；但该值偏低约50K，可能表明存在残余建模缺陷。对于其他基准星，我们的3D非LTE模型通常在 $1\sigma$ 不确定度内重现有效温度。对于H$\alpha$，就推断的有效温度而言，绝对3D效应和非LTE效应可分别达到约100K。对于贫金属转折点星，H$\alpha$的1D LTE模型可低估有效温度约150K。我们的3D非LTE模型光谱已公开可用，可用于更可靠的光谱有效温度测定。