关于恒星大气层 H$^-$ 统计平衡的再探讨

负氢离子 H$^-$ 在 F、G、K 型恒星大气层的建模中几乎总是被视为局部热力学平衡（LTE），因为它是可见光谱区域的主要色散来源。这一假设实际上基于 1960 年代的研究。自那时以来，相关原子过程的认识以及对恒星大气层及其光谱的理论计算已有显著进展，但该问题未得到重新检视。我们present了一种略微修改的解析模型，其包括 H、H$_2$ 和 H$^-$，并结合现代原子数据，构建了一个覆盖有效温度 $T_\mathrm{eff} = 4000$ 至 7000~K、$\log{g} = 1$ 至 5 cm/s$^2$，金属丰度 [Fe/H] 从 -3 到 0 的 1D LTE 理论恒星大气模型网格。我们发现，在光谱形成区域、连续光和光谱线中，H$^-$ 的直接非 LTE 效应约为 1-2%（在有效温度较高和/或 $\log g$ 较小的恒星中），而在太阳参数模型中则小约一个数量级，即 0.1-0.2%，在有效温度较低和/或 $\log g$ 较大的模型中几乎不存在。这些与 LTE 相关的离态来源于电子与氢原子间的辐射复合超过光电脱离，即“过度复合”。现代原子数据与此前工作相比并非显著差异的来源，尽管针对 H$_2$ 的振动和旋转态的详细数据提供了更完整和更复杂的 H$_2$ 在 H$^-$ 平衡中所起作用的图景。在当今在百分比水平上研究恒星光谱的背景下，我们的结果表明，该问题需要进一步关注，包括更广泛的反应网络，以及由于非 LTE 电子浓度引起的间接效应。