多相次星系介质中的非平衡电离——对准二射线分析的影响

本文提出了一套用于研究光电离化、金属丰富 quasar 吸收系统电离条件和元素丰度的更新框架。光电离化平衡的标准假设在吸收线分析中要求气体冷却时间尺度长于离子复合（t_cool >> t_rec），但在高金属度下可能不成立。本工作提出一套时变光电离化 (TDP) 模型，自洽求解快速冷却气体在辐射于外星球紫外背景 (UVB) 条件下的电离态。该更新框架探索了来自近期研究的最新 UVB 版本、各种初始温度以及不同的元素丰度模式，以量化 TDP 对观测离子分数的影响。对一个金属丰富 ($\mathrm{[\alpha/H]}=0.6_{-0.1}^{+0.2}$) C IV 吸收系统（z \sim 1）进行再审，该系统此前采用光电离化平衡 (PIE) 模型进行研究。主要发现如下：(1) 对于 UVB 或采用初始温度 T_0 < 1e6 K（以碰撞平衡初始电离态为起点）会使 TDP 离子分数最多变化为原来的三倍和十倍，但采用不同的初始元素丰度模式对离子分数的影响最多为 40%；(2) PIE 和 TDP 的推估气体密度一致，但在 TDP 下，太阳金属度无法在超过 2-$\sigma$ 显著性水平下被排除，且 $[\mathrm{C/}\alpha]\approx 0.25$ 的非太阳 $[\mathrm{C/}\alpha]$ 从观测到的相对离子丰度中稳健地被约束。需要对更大样本的超太阳 $[\mathrm{C/}\alpha]$ 吸收组件进行 TDP 分析，以量化金属吸收器中来自快速冷却气体的比例。