类氢、类氦复合谱 II：氦 Rydberg 态的 l-改变碰撞
宇宙学与河外天体物理
2016-09-21 v1 星系天体物理
原子物理
摘要
宇宙学模型可以通过确定原初丰度来约束。需要精确预测 He I 光谱，以优于 1% 的精度确定原初氦丰度，从而约束大爆炸核合成模型。若要达到此精度，至少需要同等准确的理论谱线发射率。在本系列聚焦于 H I 的第一篇论文中，我们展示了三种不同理论预测的 l-改变碰撞速率系数的差异可转化为 H I 光谱预测中 10% 的变化。这里我们考虑更复杂的 He 原子情形，其中低 l 亚壳层并非能量简并。我们给出了一个判据，用于决定何时 l 亚壳层间的能量间隔足够小，可以应用能量简并碰撞理论。此外，对于某些条件，Pengelly 和 Seaton（1964）最初提出的 Bethe 近似不够精确。我们引入对该理论的一个简单修正，由此得到的速率系数与使用 Vrinceanu 等人（2012）的方法进行纯量子计算所得的结果吻合良好。我们表明，在使用光谱代码 Cloudy 模拟 H II 区时，不同理论方法得出的 l-改变速率系数会导致 He I 发射率出现约 10% 的差异。
引用
@article{arxiv.1608.08947,
title = {H, He-like recombination spectra II: $l$-changing collisions for He Rydberg states},
author = {F. Guzmán and N. R. Badnell and R. J. R. Williams and P. A. M. van Hoof and M. Chatzikos and G. J. Ferland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.08947},
year = {2016}
}
备注
9 pages, $ figures, 2 tables, accepted for publication in MNRAS