来自冷气体外流的金属线吸收和发射的简单模型

我们分析了一组由星系尺度外流观测启发的简单冷气体风模型所产生的吸收和发射线轮廓。我们实现了蒙特卡洛辐射传输技术，该技术追踪散射和荧光光子的传播，以生成一维光谱和二维光谱图像。我们重点关注 MgII 2796,2803 双线和 FeII UV1 多重线（约 2600Å），但结果也适用于其他示踪外流的跃迁（例如 NaI、Lyα、SiII）。根据设计，共振跃迁显示出蓝移吸收，但同时也预测了在约系统速度处存在强的共振和精细结构线发射。这种线发射“填充”了吸收，将等效宽度降低了高达 50%，将吸收线质心移动了数十 km/s，并降低了系统速度附近的有效不透明度。忽略这种线发射的冷气体外流分析可能会错误地推断气体被部分覆盖，测量到显著更低的峰值光深，和/或得出系统速度处不存在气体的结论。由于 FeII 线通过光学薄跃迁连接到精细结构能级，它们的轮廓更准确地再现了风的固有不透明度。这些结果共同自然地解释了在 z<1 处观测到的恒星形成星系的吸收和发射线特征。我们还研究了一种被用来描述 z~3 莱曼断裂星系外流的场景，并发现由于散射光子发射，其轮廓与观测结果不一致。尽管线发射使吸收线轮廓的分析复杂化，但面亮度轮廓为评估星系尺度风的形态和大小提供了独特的方法。此外，运动学和线比率提供了强大的外流诊断，这激发了深度的、空间扩展的光谱观测。