辐射激波中的预电离效应 I：自洽模型

本文以自洽方式处理速度范围在 $10 < v_{\rm s} < 1500$\,km/s 内的激波预电离问题。我们识别出由激波前驱参数 $\Psi = {\cal Q}/v_s$ 的值控制的四类不同解，其中 ${\cal Q}$ 是向上游逃逸的紫外光子的电离参数。该参数决定了进入激波的气体的温度与电离度。随着速度增加，激波解的区间依次为冷中性前驱（$v_s \lesssim 40$\,km/s）、暖中性前驱（$40 \lesssim v_s \lesssim 75$\,km/s）、暖部分电离前驱（$75 \lesssim v_s \lesssim 120$\,km/s），以及激波前气体处于光电离平衡并完全电离的快速激波。磁场的主要效应是将这些速度范围推向更高值，并限制激波后压缩。为了便于与激波观测进行比较，我们针对诸如激波后温度、压缩因子、冷却长度以及 H$\beta$ 与 X 射线光度等参数提供了若干便捷的标度关系。