星际尘埃的红外辐射。I. 小颗粒的随机加热

我们提出了一种计算被星光加热的尘埃颗粒群红外辐射的方法，包括那些因星光光子随机加热而导致高温瞬变的非常小的颗粒。由于复杂分子的态间跃迁速率通常无法获得，我们考虑了具有真实振动模式谱和真实辐射特性的模型多环芳烃（PAH）、石墨和硅酸盐颗粒。振动态密度被用于发射过程的统计力学描述。与以往的处理不同，我们的方法完全包含了多光子加热效应，这对于大颗粒或强辐射场至关重要。我们讨论了颗粒的“温度”如何与其振动能量相关联。通过与发射过程的“精确”统计计算进行比较，我们确定了在何种条件下可以使用“热”近似和“连续冷却”近似来计算发射谱。我们展示了被星光加热的不同尺寸PAH颗粒的红外发射谱结果。我们展示了6.2、7.7和11.3微米特征相对强度如何依赖于颗粒尺寸、星光光谱和强度以及颗粒带电条件。我们展示了“冷中性介质”、“暖电离介质”以及光解离区代表性条件下的颗粒结果。我们的模型结果与反射星云、光解离区、银河系、正常旋涡星系和星暴星系的观测发射特征比值进行了比较。