原初恒星形成云中 H2 谱线发射的多频辐射流体动力学模拟

我们通过三维辐射流体动力学模拟研究了迷你晕中原初气体的坍缩，该模拟精确建模了 H2 谱线发射的传输。为此，我们在移动网格代码 Arepo 中实现了一种多谱线、多频射线追踪方案，该方案能够基于 Healpix 算法自适应地细化射线，并配备了一个混合平衡/非平衡原初化学求解器。我们发现，对单个 H2 谱线进行多频处理至关重要，因为在高光学深度下，谱线翼部较小的截面大大增加了能够逃逸的能量量。由于云中的系统速度差通常小于声速，整体速度引起的多普勒频移的影响相对较小。在初始坍缩阶段，径向平均逃逸分数与 Ripamonti & Abel 的拟合结果吻合较好。然而，一般而言，不建议使用简单的密度依赖拟合函数，因为逃逸分数取决于许多因素，且无法捕捉由于辐射扩散导致的密度扰动抑制。Sobolev 方法高估了逃逸分数一个数量级以上，因为气体性质的变化尺度小于 Sobolev 长度。