Lyα星云中的辐射转移：I. 模拟具有中心源的连续或团块状球形晕

为理解高红移Lyα星云背后的机制，我们模拟了Lyα光子在围绕中心Lyα源的H I晕中的散射。我们首次同时考虑了晕气体的平滑和团块状分布，以及一系列外流速度、总H I柱密度、H I空间聚集度和中心源星系（例如，具有与AGN或恒星形成星系典型值相对应的Lyα线宽）。我们计算了被原子氢散射的Lyα光子的空间-频率扩散和偏振。我们的纯散射模型在总柱密度$N_{\rm HI} \geq 10^{20} \rm cm^{-2}$时再现了Lyα星云的典型大小（$\sim 100\,$kpc），并预测了一系列正、平坦和负的偏振径向梯度。我们还发现了两大类Lyα星云形态：有亮核和无亮核。当$N_{\rm HI}$较低，即中心源直接可见时，会看到亮核，并伴随偏振跳变，即偏振径向轮廓在晕中心外急剧增加。在我们测试的平滑或团块状介质模型的所有参数中，$N_{\rm HI}$主导了趋势。在覆盖因子$f_c \gtrsim 5$的团块状模型中，Lyα表面亮度、谱线形状和偏振的径向行为趋近于相同$N_{\rm HI}$下平滑模型的行为。具有高$N_{\rm HI}$和低$f_c \lesssim 2$的团块状介质通过散射产生了平滑模型无法产生的Lyα特征：亮核、对称线轮廓和偏振跳变。