Lyman-$\alpha$ 光子穿过旋转外流

外流与旋转是星系气体运动学中两种普遍的运动学特征。本文引入一个半解析模型，以量化旋转外流如何影响 Lyman-$\alpha$ 发射线的形态。该模型与具有附加刚体旋转的外流气体的蒙特卡洛辐射转移模拟进行对比。我们探索了中性氢光学深度 $10^5 \leq \tau_{\mathrm{H}} \leq10^7$、旋转速度 $0 \leq v_{\mathrm{rot}}/\mathrm{km\ s}^{-1} \leq 100$ 及外流速度 $0\leq v_{\mathrm{out}}/\mathrm{km\ s}^{-1} \leq 50$ 的范围。我们发现旋转的三个后果：其一，引入对视角的依赖性；其二，展宽谱线；其三，增加谱线中心的流量。对所有视角，该半解析模型在光学深度 $\tau_{\mathrm{H}}=10^5$ 时分别以 $7\%$ 与 $50\%$ 的精度复现辐射转移所得线宽与谱线中心流量变化，而在 $\tau_{\mathrm{H}}=10^7$ 时精度在 $2\%$ 与 $1\%$ 以内。利用该模型我们还表明，从侧向旋转气体分布两侧摄取的积分谱峰值应有 $\frac{1}{2}v_{\mathrm{rot}}$ 的间隔。本文所给半解析模型可作为理想化蒙特卡洛模拟后处理步骤引入旋转运动学的便捷工具；它为在预期旋转或通过运动学图直接测得旋转的系统里解释 \lya 谱提供了框架。