线宽化极限:高分辨率下星体光谱与形成温度的建模
太阳与恒星天体物理
2025-12-11 v1
摘要
星体光谱的建模在天文学中屡见不鲜。传统做法是将热力学轮廓(基于给定的星体大气模型和线列表计算)与旨在解释旋转及其他非热力学扩宽源(即大涡流)效应的扩宽核卷积。本文指出,此类卷积的假设在高光谱分辨率下可能失效,并导致模型光通量出现可观误差。我们随后考察旋转、微涡流和大涡流对强度与光通量贡献函数的影响——天文学家用于将单个光谱段映射到星体大气中准物理形成 ``位置'' 的工具。我们表明,正式考虑 1)强度与光通量之间的区别以及 2)在贡献函数中包含旋转和大涡流,即可显著改变模型形成温度。为补充此分析,我们提供了一个软件包 -- FormationTemperatures.jl -- 用于快速计算给定星体性质输入的模型线贡献函数和形成参数。最后,我们强调本分析中固有的假设,讨论在哪些情形下应避免使用卷积表达式用于光通量,并警示 ``形成温度'' 概念的单一性可能会简化辐射传输的某些现实情况。
引用
@article{arxiv.2512.09861,
title = {The Limits of Line Broadening: Modeling Stellar Spectra and Formation Temperatures at High Resolution},
author = {Michael L. Palumbo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09861},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 9 figures, 1 table; submitted to AAS journals