PyNeb：一种分析发射线的新工具。I. 代码描述与结果验证

气体星云中发射线的分析可直接测量物理条件和化学丰度，是星云天体物理学的基石。尽管该物理问题在概念上很简单，但其实际复杂性可能令人不知所措，因为待分析的数据量稳步增加；此外，结果关键取决于输入原子数据，而这些数据的测定每年都在改进。为应对这些挑战，我们创建了 PyNeb，这是一种用于分析发射线的创新代码。PyNeb 计算物理条件以及离子和元素丰度，并生成理论和观测诊断图。其设计具有可移植性、模块化特点，并在使用原子数据、待分析观测数据格式以及图形输出等方面具有高度可定制性。它提供了对计算中间量的完全访问，使得编写针对特定分析类型的脚本成为可能。对于碰撞激发线，PyNeb 通过求解 $n$ 能级原子的平衡方程来工作；对于复合线，则通过在发射率表中进行插值来工作。该代码提供了多种消光律和电离修正因子的选择，并可补充用户提供的公式。它完全使用 python 编程语言编写，并使用标准 python 库。它经过完全向量化处理，适合分析海量数据。该代码稳定，并已针对 IRAF/NEBULAR 进行了基准测试。它是公开的、文档齐全的，并已在多篇已发表的论文中得到满意应用。