Barnard 68 的光致离解区建模

我们将 Barnard 68 暗星云作为测试案例，用于研究暴露于低紫外辐射场中的球对称光致离解区（PDR）模型。Barnard 68 具有大致球形的形态和精确测定的密度分布，非常适合此目的。我们详细研究了控制云表面能量平衡的过程。我们将 Stoerzer, Stutzki & Sternberg (1996) 提出的球对称 PDR 模型与观测结果进行了对比，观测数据包括 $^{12}$CO、$^{13}$CO 的最低三个转动跃迁（$J = 2-1$ 和 $J = 3-2$）以及 [CI] $^3P_1-^3P_0$ 精细结构跃迁。我们研究了多环芳烃（PAHs）在 PDR 模型化学网络中的作用，并考虑了耗竭效应以及外部 FUV 场变化的影响。我们发现很难同时对观测到的 $^{12}$CO 和 $^{13}$CO 发射进行建模。$^{12}$CO 和 [CI] 发射可以通过外部 FUV 场为 $1-0.75 \chi_0$ 的 PDR 模型来解释，但该模型重现观测到的 $^{13}$CO 时存在约 2 倍的偏差。在化学网络中加入 PAHs 使模型中的 [CI] 发射增加了 50%，但导致 [CII] 非常微弱。CO 耗竭仅略微降低了 $^{12}$CO 和 $^{13}$CO 的谱线强度（分别小于 10% 和小于 20%）。我们给出了 [CII] $^2P_{3/2}-^2P_{1/2}$、[CI] $^3P_2-^3P_1$ 以及 $^{12}$CO $J= 5-4$ 和 $4-3$ 跃迁的预测。这使得利用未来的观测（APEX, NANTEN2, HERSCHEL, SOFIA）来检验我们的模型成为可能。