SPARCS -- 将辐射hydrodynamics与非平衡金属化学结合到 SWIFT 天体代码中

Tsang Keung Chan; Alexander J. Richings; Tom Theuns; Yuankang Liu; Matthieu Schaller; Mladen Ivkovic

doi:10.1093/mnras/stag004

SPARCS -- 将辐射hydrodynamics与非平衡金属化学结合到 SWIFT 天体代码中

星系天体物理 2026-03-23 v2 天体物理仪器与方法

作者: Tsang Keung Chan , Alexander J. Richings , Tom Theuns , Yuankang Liu , Matthieu Schaller , Mladen Ivkovic

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摘要

我们介绍了 SPARCS，将基于矩的辐射传递方法 SPH-M1RT 与非平衡金属化学求解器 CHIMES 集成到现代高并行天体代码 SWIFT 中。SPARCS 实现了具有多频率紫外辐射传递的辐射hydrodynamics模拟，涵盖 11 种主要元素的所有电离态，伴随尘埃、宇宙射线电离与加热以及自引力效应。直接辐射压力对气体和尘埃也被考虑在内。我们通过理论解和标准 photo-ionization 代码如 CLOUDY 的理想化测试验证了 SPARCS。作为示例应用，我们模拟了在具有太阳金属丰度的非均匀星际介质中传播的电离前端。我们利用水平填充计算代码 HyLight 和诊断性辐射传递代码 RADMC3D 制作了模拟的光学发射线观测。我们发现，非平衡效应和不均匀性可使低电离分数提高最高可达一个数量级。SPARCS 的可能应用包括研究辐射对星形成区域、星际介质和星系外围介质中气体的动力学影响，以及解释此类环境中的线诊断，以及星系或 AGN 喷流。

关键词

辐射hydrodynamics 非平衡化学 SWIFT 代码 SPH-M1RT CHIMES 电离前端

引用

@article{arxiv.2508.13277,
  title  = {SPARCS -- combining radiation hydrodynamics with non-equilibrium metal chemistry in the SWIFT astrophysical code},
  author = {Tsang Keung Chan and Alexander J. Richings and Tom Theuns and Yuankang Liu and Matthieu Schaller and Mladen Ivkovic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13277},
  year   = {2026}
}

备注

24 pages, 17 figures

SPARCS -- 将辐射hydrodynamics与非平衡金属化学结合到 SWIFT 天体代码中

摘要

关键词

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