辐射冷却 II：密度与金属丰度的影响

本文延续了 Lykins 等人关于低密度和太阳金属丰度下经典等离子体冷却函数的讨论。此处我们重点关注冷却函数在宽范围密度（$n_H<10^{12} \text{ cm}^{-3}$）和金属丰度（$Z<30Z_\odot$）下的变化。我们发现，高密度会增强氢和氦等元素的电离，直至其达到局部热动平衡。通过电荷转移，金属丰度改变了部分电离氢的电离状态。我们将总冷却函数描述为四部分之和：源于 H&He 的部分、重元素部分、电子 - 电子轫致辐射部分以及尘埃部分。对于前三部分，我们提供了低密度极限冷却函数、密度依赖函数和金属丰度依赖函数。这些函数以数值表和解析拟合函数的形式给出。对于尘埃冷却，我们仅讨论星际介质（ISM）情形。随后，我们得到了一个依赖于密度、金属丰度和温度的总冷却函数。正如预期，碰撞去激发抑制了重元素的冷却。最后，我们提供了一个给出电子分数的函数，可用于将冷却函数转换为冷却率。