湍流分子云中的 $^{12}$CO/$^{13}$CO 比率

$^{13}$CO 分子常被用作 $^{12}$CO 发射饱和区域的柱密度示踪物。此时，$^{13}$CO 柱密度通过均匀的同位素比率与 $^{12}$CO 相关联。在从分子云的数值模拟推导 $^{13}$CO 发射图时，也频繁使用类似的近似。为了检验这一假设，我们自洽地计算了 $^{12}$CO/$^{13}$CO 比率，同时考虑了同位素选择性光致离解和 CO 的化学分馏。我们模拟了不同环境中孤立、无星分子云的耦合化学、热力学和动力学演化以及涌现的 $^{13}$CO 发射。选择性光致离解对该比率的影响极小，而化学分馏导致在中等云深度处比率下降 2-3 倍。这种变化与 $^{12}$CO 和 $^{13}$CO 的柱密度均相关。忽略深度依赖性会导致从 $^{13}$CO 推导出的 $^{12}$CO 柱密度产生 $\leq$60% 的误差。同样的假设会导致从模拟云推导出的 $^{13}$CO 发射出现 $\leq$50% 的偏差。我们表明这些偏差可以通过一个拟合公式进行修正。该公式与致密分子云的毫米波波长同位素比率测量结果一致，但低估了弥散区域紫外吸收得出的比率。