来自星系、AGN和星团的冷风的观测性质 I. 理论框架

源自星系、星团和活动星系核（AGN）的风在恒星和星系形成中是关键角色，但事实证明利用对它们的观测来确定感兴趣的物理性质（特别是质量流）异常困难。许多困难源于缺乏一种理论，能将风的密度、速度和覆盖因子的物理真实模型与光发射和吸收的计算联系起来。在本文中我们提供了这样的模型。我们考虑从具有一系列柱密度的湍流区域启动的风，推导气体作为柱密度函数的微分加速度，并利用该结果计算在光学薄和光学厚物种中风的吸收轮廓、发射轮廓和发射强度图。该模型足够简单，所有所需计算除直接的数值积分外均可解析完成，使其适合于通过将模型拟合观测数据来推导物理参数的问题。我们展示了我们的模型对一些示例情况产生真实的吸收和发射轮廓，并认为推导质量流最有前景的方法基于不同光学深度吸收线的组合，或将吸收与分子线发射的测量相结合。在本系列的第二篇论文中，我们通过引入一组比通常使用的更为稳健的观测诊断来扩展这些思想，这些诊断可用于获得风性质的改进估计。