Lyman α散射的蒙特卡洛模拟及其在阻尼Lyman α系统中的应用

开发了一个用于求解Lyman α (Lya) 光子传输的蒙特卡洛代码，能够预测给定几何结构、Lya辐射率、中性氢密度分布及整体速度场的氢云的Lya图像和二维Lya谱。我们将代码应用于均匀云的若干简单案例，展示Lya图像和发射线谱如何受列密度、内部速度梯度和辐射率分布的影响。随后将代码应用于两个阻尼Lya吸收系统模型：球形、静止、等温云和扁平、轴对称、旋转云。若辐射来源于外部背景辐射的荧光，Lya图像应具有对应于氢自遮蔽区域的核心。发射线谱呈现特征性双峰，中心有深谷。我们表明云体的旋转会导致双峰在槓面垂直于旋转轴时发生波长偏移，双峰相对振幅也随之改变。在实际情况下，阻尼Lya系统可能具有非均匀的气体分布和湍流速度场，这应平滑谱线发射轮廓，但仍保留旋转引起的波长偏移特征。