碰撞电离和光电离等离子体中的辐射冷却
高能天体物理现象
2015-06-12 v1 天体物理仪器与方法
摘要
我们讨论了碰撞电离和光电离等离子体中辐射冷却计算的最新改进。我们正在扩展光谱模拟代码 Cloudy，以便尽可能多地从外部数据库获取底层原子数据，其中一些由他人创建，一些由 Cloudy 团队开发。本文重点关注铁元素多种电离阶段处理的近期变化，并讨论其对其他元素的扩展。类氢和类氦离子采用此前描述的等电子方法进行处理。Fe II 是一个特殊情况，采用大型模型原子进行处理。此处我们重点关注 Fe III 至 Fe XXIV，这些离子是高温（1e5 至 1e7 K）等离子体辐射冷却的重要贡献者，也对 X 射线光谱学至关重要。我们利用 Chianti 原子数据库大幅扩展了冷却函数中的跃迁数量。Chianti 仅包含通过复杂方法计算了原子数据的谱线，这限制了谱线列表局限于较低激发能、较长波长的跃迁。我们此前曾包含来自 Opacity Project 数据库的谱线，该数据库倾向于包含较高能量、较短波长的跃迁。这些谱线与各种形式的 g-bar 近似（一种估算碰撞速率的高度近似方法）相结合。对于几种铁离子，这两个数据库几乎是完全互补的。我们采用了一种混合方法，即在可能的情况下使用 Chianti，并辅以来自 Opacity Project 的短波长跃迁谱线。包含最轻的三十种元素的总冷却量与某些先前的计算结果存在显著差异。
引用
@article{arxiv.1212.1233,
title = {Radiative cooling in collisionally and photo ionized plasmas},
author = {M. L. Lykins and G. J. Ferland and Ryan L. Porter and Peter A. M. van Hoof and R. J. R. Williams and Orly Gnat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.1233},
year = {2015}
}