辐射转移与贝叶斯统计的结合：星系的 [CII] 辐射源自何处？

[CII] 158$\mu$m 发射线可以产生于星际介质（ISM）的所有相中，因此，在进行星系尺度、积分 [CII] 观测时，能够区分不同贡献是一个重要但尚未解决的问题。我们提出了一种新的多相 3D 辐射转移接口，将恒星光谱测光代码 Starburst99 与光致电离和天体化学代码 Mocassin 和 3D-PDR 耦合。我们对整个恒星形成区域进行建模，包括 ISM 的电离相、原子相和分子相，并应用贝叶斯推断方法，将源自分子区域的 [CII] 辐射比例 $f_{[CII],mol}$ 随本地宇宙中星系典型积分性质变化的函数关系进行参数化。导致 $f_{[CII],mol}$ 变化的主要参数是比恒星形成率（sSFR）、气相金属丰度、HII 区电子数密度（$n_e$）和尘埃质量分数。例如，当 $n_e$ 从 $10^{1.5}$ 增加到 $10^{2.5}$cm$^{-3}$，或 sSFR 从 $10^{-9.6}$ 降至 $10^{-10.6}$ yr$^{-1}$ 时，$f_{[CII],mol}$ 可以从 60% 增加到 80%。我们的模型预测银河系的 $f_{[CII],mol} = 75.8 \pm 5.9$%，与测量值 75% 一致。当将这一新方案应用于赫歇尔参考巡天（HRS）的完整星系样本时，我们发现总积分 [CII] 辐射中有 60% 到 80% 来自分子区域。