由紫外线辐照驱动的部分电离气体平衡

我们研究了在光电离气体中位于常规H II区之后、介于普通H II区和AGN BLR之间且无X射线的部分电离区的形成。尽管洛林连续辐射光子在到达此区域前已耗尽，但班哈尔连续辐射光子可以通过散射-捕获的洛林-α光子泵送n=2氢原子进行电离。洛林-α光子需要在稳态下得到补充，但高气体温度下的快速辐射冷却使得通过电子碰撞激发n=2的补充效率低下。独立于温度，连续辐射光子在洛林级衰落尾部上散射Raman效应将洛林-α光子注入线心并泵送n=2态，从而帮助在5000--7000K的温度下实现部分电离平衡。由于辐射压的动力学效应限制了入射辐射通量与气体密度之比，只有在密度$n_{\rm H} \gtrsim 10^7\,{\rm cm}^{-3}$时才会实现显著的电离分数。在Hα/Hβ线比率较大的条件下，较大的班哈尔线光学厚度会相对于更高n态增强n=3的占据率。部分电离也为内部形成强烈且非常宽阔的洛林-α线提供了理想条件，这可以为来自银河系Weigelt blobs的强烈荧光金属发射线以及来自Cosmic Noon Sunburst星系中候选年轻星团提供动力。这一现象可能也对理解显示出异常密集电离气体的高z星系光谱具有意义。