单原子热与非热等离子体中绝热参数的变异性

{\bf 背景。}星际与星系间等离子体演化的数值模型常假设绝热参数 $\gamma$（比热比）为常数（单原子等离子体中为 5/3）。然而，$\gamma$ 由等离子体的总内能决定，而总内能依赖于等离子体的电离与激发态。因此，在星际介质可用的温度范围内绝热参数可能非常数。{\bf 目的。}我们旨在对具有 Maxwell-Boltzmann 及非热（$\kappa$ 与 $n$）电子分布的等离子体热演化进行详细模拟，以确定总内能及绝热参数的温度变异性。{\bf 方法。}由 H、He、C、N、O、Ne、Mg、Si、S 与 Fe 原子和离子组成的等离子体在碰撞电离平衡条件下从初始温度 $10^9$ K 演化。计算包含电子碰撞电离、辐射与双电子复合以及线激发。电离结构使用带缩放部分主元的 Gauss 消去法计算。数值积分采用半无限区间上的双指数方法。两种方法均取精度 $10^{-15}$。{\bf 结果。}在温度低于 $8\times 10^4$ K 时，等离子体总内能主要由电离能主导，激发能贡献小于百分之一。在由 H、He 与金属组成的热与非热等离子体中，绝热参数演化由 H 与 He 电离决定，总体上呈现三个跃变。然而，对于 $\kappa$ 分布等离子体，当 $\kappa<15$ 时这三个跃变不被观测到（……）。总体上，$\gamma$ 从 1.01 变化至 5/3。