有限密度效应导致的介电复合抑制

我们开发了一个通用模型，用于确定依赖于密度的有效介电复合 (DR) 速率系数，以探索有限密度效应对等离子体电离平衡的影响。我们的模型通过将那些源自最先进理论计算并经实验标定的高精度零密度总 DR 速率系数乘以一个抑制因子来构建。该抑制因子基于早期针对各种密度和温度下广泛离子范围所做的详细碰撞 - 辐射计算，但这些计算对 DR 采用了简化处理。随后，我们推导出了一个作为等电子序列、电荷、密度和温度函数的通用抑制公式。这些依赖于密度的有效 DR 速率系数随后被用于等离子体模拟代码 Cloudy 中，以计算碰撞电离和光电离等离子体在极低 ($n_e = 1 \text{ cm}^{-3}$) 和有限 ($n_e=10^{10} \text{ cm}^{-3}$) 密度下的电离平衡曲线。我们发现，由于 DR 的抑制，较高密度情况下的电离程度显著更高，这证明有必要利用最先进的部分 DR 速率系数，通过详细的碰撞 - 辐射计算进一步研究密度对 DR 的影响。预计这将影响对较密宇宙气体（如新星和超新星壳层、吸积盘以及活动星系核中的宽发射线区）中电离平衡的预测。