低质量原恒星包层水发射线的建模

在低质量恒星形成中，水蒸气在星周物质的化学与能量平衡中扮演关键角色。Herschel 空间天文台将开启观测源自广泛激发能级水线的可能性。我们的目标是模拟内埋低质量原恒星特征包层的转动水线发射。本文探讨了影响水线发射的大量参数：光度、密度、密度斜率与水丰度。尘埃与水的发射均采用球对称下的完整辐射转移进行建模。温度分布针对给定的密度分布进行计算。H2O 能级布居与发射轮廓进而由非 LTE 谱线代码计算。通过分析结果确定了不同谱线的诊断价值，并与现有观测进行了比较。谱线可分为：(i) 光学厚谱线，包括基态谱线，主要对冷外区敏感；(ii) 高激发（E_u>200-250 K）光学薄谱线，对热内区的丰度敏感；以及 (iii) 丰度依赖下在光学厚与薄之间变化的谱线。尘埃通过在高频处变得光学厚以及抽运光学薄谱线，显著影响水的发射。包含正确处理尘埃的源的良好物理模型，是从观测推断水丰度结构及蒸发温度处可能跃迁的前提。内层温（T>100 K）包层可通过高激发谱线探测，而激发态与光谱分辨基态谱线的组合可探测外层包层。H218O 谱线的观测尽管微弱，却对丰度提供了更强的约束。