分子激波中自生紫外辐射 I. 莱曼α、莱曼β与双光子连续谱的效应

激波在星际与星系际介质中无处不在，其化学与辐射特征揭示了它们产生的物理条件。要理解包括原恒星外流、超新星遗迹和星系外流在内的许多环境的物理过程，必须对各种速度的激波进行详细的天体化学建模。我们给出了对中等速度、稳态、弱磁化、J型分子激波中自生紫外辐射的精确处理。利用 Paris-Durham 激波代码计算的激波解，通过多级加速 Λ-迭代辐射转移算法进行后处理，以计算 Lyα、Lyβ 与双光子连续谱发射。其对关键原子与分子物种电离和离解的影响，以及光致电离效应的加热作用，均考虑了波长相关截面与流体速度剖面。我们分析了在致密（n ≥ 10^4 cm^{-3}）、受屏蔽气体中传播、速度为 V=25-60 km/s 的激波模型。自吸收将 Lyα 光子困在激波中的小区域内，但很大一部分从谱线翼逃逸。我们发现临界速度 V∼30 km/s，高于此速度时激波产生的 Lyα 光子通量超过标准星际辐射场（ISRF）。逃逸光子在激波前产生温暖薄层（T~100 K）并预电离 C 与 S。这些激波的特征为明亮的原子精细结构（如 O 与 S）与亚稳（如 O 与 C）谱线、大量分子发射（如 H2、OH 与 CO）、若干物种（如 CH+ 与 HCO+）柱密度增强，以及 H2O 的严重破坏。若辐射前驱中的尘埃不透明度允许，多达 13-21% 的激波初始动能以 Lyα 与 Lyβ 光子形式逃逸。