将光子动量（辐射压）耦合至气体的数值问题

辐射压（RP；或气体吸收的光子动量）在极其广泛的天体物理系统中都很重要。但我们表明，在数值辐射流体动力学模拟中，将吸收的光子动量分配给气体的常用方法（在网格体积上积分或在网格中心评估）会严重低估未分辨（点/离散）源直接周围区域的 RP 力（并随后低估其对整体气体性质的影响），除非光子平均自由程在流体网格中得到高分辨。这种误差的存在与数值辐射转移 (RT) 方法无关（即使在精确的射线追踪/Monte-Carlo 方法中也是如此），因为它取决于 RT 解如何插值回流体元。在许多情况下（特别是涉及 UV/电离光子时），暴力收敛（分辨平均自由程）是不可能的。相反，我们表明一种“面积分”方法——在流体元之间的界面上积分并应用动量通量——能在所有分辨水平上更好地近似正确解。该“修正”很简单，我们为网格和无网格流体方案中的射线追踪、Monte-Carlo 和矩 RT 方法提供了示例实现。我们考虑了一个具有 UV/电离 RP 的分子云中恒星形成的例子。在最先进的分辨率下，体积积分方法将 RP 的净效应低估了一个数量级，导致（错误地）得出 RP 不重要的结论，而面积分方法则预测了 RP 对恒星形成和云破坏的强烈自调节作用。