雾中的共振谱线转移：利用Lyman-alpha探测原子气体中的微小结构

受观测与理论工作（均暗示星系环星系介质及其他环境中存在极小尺度（$\lesssim 1\,$pc）结构）的启发，我们研究极端团块介质中沿视线存在许多中性气体“云”时的Lyman-$\alpha$（Ly$\alpha$）辐射转移。先前研究通常考虑穿过拦截 $\lesssim 10$ 个团块的视线的辐射转移，而我们探索每条视线极大数量团块的极限（高达 $f_{\mathrm{c}} \sim 1000$）。我们的主要发现是，对于大于某临界阈值的覆盖因子，多相介质在出射Ly$\alpha$光谱方面表现类似于均匀介质。该阈值的值同时取决于团块柱密度和团块的运动。我们解析地估计此阈值，并将我们的发现与一系列覆盖因子、团块柱密度、半径和运动的辐射转移模拟进行比较。我们的结果表明：（i）使用均匀“壳模型”拟合观测Ly$\alpha$光谱的成功（以及多相模型相应的失败）暗示中性气体中存在极小尺度结构，与许多其他观测一致；（ii）从流体动力学模拟重现真实谱线轮廓的反复问题可能源于其无法分辨小尺度结构，这导致模拟低估了中性气体云的有效覆盖因子。