The Meso-Structured Magnetic Atmosphere -- A Stochastic Polarized Radiative Transfer Approach
我们提出了一个通用的辐射转移模型，它允许复杂的和未解决的太阳磁场的塞曼诊断。目前的建模技术仍然在很大程度上依赖于先验假设的几何形状的基础磁场。为了获得更灵活和公正的方法，我们追求对底层大气进行严格的统计描述。基于马尔可夫随机场模式，用概率密度和空间相关性描述了大气结构。这种方法使我们能够推导出一个随机传输方程的偏振光有效的制度与任意波动的磁场在有限尺度上。导出的随机传输方程的关键成分之一是相关长度，它提供了一个额外的自由度的传输方程，并可以用作诊断参数来估计的特征长度尺度的基础磁场。它示出的随机传输方程表示的（极化）线形成下的微观和宏观湍流假设的自然延伸，并包含作为限制情况下的两种方法。特别是，我们如何在一个不均匀的大气中不对称的斯托克斯配置文件的发展和相关长度直接控制的程度的不对称性和净圆偏振（NCP）。在一些简单的数值模型计算中，我们证明了有限的相关长度的极化线的形成及其对所产生的斯托克斯线轮廓的影响的重要性。
2007-10-09 astro-ph
A radiative transfer scheme for cosmological reionization based on a local Eddington tensor
基于对辐射转移方程的矩描述和爱丁顿张量的"M1闭合模型“，提出了一个辐射转移格式。该模型具有严格的双曲线运输步骤的辐射：它已被实施使用标准Goddom-类似的技术在一个新的代码称为ATON。结合电离化学和光加热的简单模型，ATON能够在各种标准测试中重现其他方案的结果，例如HII区域的膨胀，密集团块对辐射的屏蔽以及多源宇宙电离。简单而强大的，这样的计划是为了自然和容易地包括在基于网格的宇宙流体求解器。
2007-09-11 astro-ph
Incorporating Radiative Cooling into a Cosmological Hydrodynamic Code
讨论了在有限分辨率自引力流体动力学程序中加入辐射冷却项时可能出现的不一致性。当冷却和坍缩气体云内的加热-冷却平衡在数值代码的分辨率极限附近被打破时，就会出现这种不一致。结果，流体元件的冷却时间极大地增加，导致流体元件不冷却并且因此稳定抵抗塌陷的非物理结论。一个特殊的冷却一致性条件的介绍，近似恢复加热-冷却平衡，并导致一个数值解，密切模仿的精确（无限分辨率）的解决方案。
1997-02-24 astro-ph
An implementation of radiative transfer in the cosmological simulation code GADGET
提出了一种新的辐射转移的宇宙学光滑粒子流体动力学（SPH）模拟程序{ \small GADGET}的数值实现。它是基于一个快速的，强大的和光子守恒的积分计划，辐射传输问题近似的转移方程的时刻，并通过使用可变爱丁顿张量作为封闭关系，以下的“OTVET”建议Gnedin & Abel。我们推导出一个合适的各向异性扩散算子用于SPH离散化的本地光子输运，我们将其与一个隐式求解器，保证鲁棒性和光子守恒。这需要一个巨大的矩阵求逆问题，稀疏填充的矩阵分布在我们的并行代码的内存中。我们用共轭梯度法迭代地解决这个问题。最后，为了模拟光子汇过程，我们考虑氢的电离和重组过程，这是用一个化学网络表示的，该网络是用隐式时间积分方案演化的。我们提出了几个测试我们的实现，包括在静态均匀密度场的单个和多个源，有和没有温度演化，阴影的致密团块，和多个源在一个静态的宇宙密度场。除遮蔽外，所有试验都与分析计算或其他辐射转移程序的预测相当吻合。然而，与目前用于研究再电离的大多数其他辐射转移代码不同，我们的新方法可以在动态宇宙学模拟过程中使用，允许同时处理星系形成和宇宙的再电离过程。
2009-06-23 astro-ph
Multi--dimensional Cosmological Radiative Transfer with a Variable Eddington Tensor Formalism
提出了一种基于光学薄可变爱丁顿张量（OTVET）近似的连续辐射转移数值模拟新方法。我们的方法确保了光子数和通量的精确守恒（在显式公式中），并自动从光学厚切换到光学薄制度。它与流体动力学分辨率元素的数量成N logN比例，并且与电离辐射源的数量无关（即对于任意源函数同样快速）。我们还描述了该算法的实现在柔化拉格朗日流体动力学代码（SLH）和多频方法适用于氢和氦连续不透明。我们提出了广泛的测试，我们的方法在均匀和不均匀的密度分布的单个和多个源，以及一个现实的模拟宇宙学再电离。
2001-06-15 astro-ph
A New Moment Method for Continuum Radiative Transfer in Cosmological Reionization
介绍了一种新的计算周期边界静态密度场中含时连续辐射转移和非平衡电离态的程序。我们的代码解决了辐射转移方程的矩，关闭的Eddingtion张量使用长特征方法计算。我们证明，纯（即，非源中心的）短特性和光学薄近似不适合于计算宇宙学再电离问题的爱丁顿因子。我们通过一种有效且准确（误差<1%）的技术来发展非平衡电离场，该技术根据局部时间尺度与时间步长相比是长还是短而在全隐式或显式有限差分之间切换。我们为宇宙学再电离问题定制我们的代码。在测试中，该代码保存光子，准确地对待宇宙学效应，并再现分析斯特罗姆格伦球解决方案。它的主要缺点是，与其他技术（t_{LC} \propto N_{cells} ^[1.5]）相比，长特征计算的计算时间相对较短;然而，我们通过只在辐射场发生实质性变化时重新计算爱丁顿张量来减轻这一问题。我们的技术几乎没有物理近似，因此它提供了一种更快但更近似的技术基准测试方法。它可以很容易地扩展到进化多个频率，尽管我们在这里不这样做。最后，我们注意到，我们的方法是普遍适用于任何问题，涉及通过一个周期性的体积连续辐射的转移。
2008-08-26 astro-ph
Polarized Foregrounds Power Spectra vs CMB
简要回顾了我们在宇宙微波背景图偏振前景污染方面的工作。我们首先总结了偏振宇宙学信号的主要性质，导致了天空中偏振张量场的“电”（E）和“磁”（B）分量。然后，我们描述了我们目前的理解，从银河系同步加速器和银河系外的点源的次度各向异性。我们讨论了它们对宇宙学E模和B模的污染。
2001-11-08 astro-ph
3D numerical cosmological radiative transfer in an inhomogeneous medium
本文提出了一种求解变光学厚度三维辐射转移方程的数值方法。我们表明，随时间变化的射线追踪是一个有吸引力的选择模拟天体物理电离锋，特别是当一个有兴趣在覆盖范围广泛的光学深度内的3D cloudspeaker介质。我们的方法结合了显式对流的辐射变量与隐式解的局部速率方程给定的辐射场在每个点。我们的计划是非常适合的解决方案的问题，线路转移是不重要的，并可以，在原则上，也可以扩展到这些情况。该方案使我们能够计算超声电离锋到非均匀介质中的传播。该方法可以很容易地实现在一个单一的工作站上，也应该是完全并行化。
1999-04-28 astro-ph
The Fate of the First Galaxies. I. Self-Consistent Cosmological Simulations with Radiative Transfer
在冷暗物质（CDM）宇宙演化中，低质量天体在宇宙演化中扮演着重要角色。它们不仅是在先前黑暗的宇宙中第一个发光的天体，而且，如果它们的形成不受自身反馈的抑制，它们将主导星系质量函数，直到红移z \sim 5。在本文中，我们提出并讨论了一个3D宇宙学代码，其中包括大部分所需的物理模拟的形成和演化的第一个星系与辐射反馈的自洽治疗的实施。模拟包括采用“光学薄可变爱丁顿张量”（OTVET）近似的连续辐射转移和背景辐射的H_2 Lyman-Werner带的线辐射转移。我们包括详细的化学H_2的形成/破坏，分子和原子的冷却/加热过程，电离的次级电子，和加热的Lyα共振散射。我们发现，第一个星系（“小晕”）的特点是爆发的恒星形成，自我调节的反馈过程，作用于宇宙尺度。它们的形成不受反馈过程的抑制;因此，它们对宇宙演化的影响不容忽视。本文的主要重点是模拟的方法，我们只简要介绍了一些结果。一个广泛的讨论的结果和反馈机制的性质是一个配套文件的重点。
2002-04-09 astro-ph
Compton scattering of polarized radiation in two phase accretion disks in active galactic nuclei
本文给出了极化辐射在吸积盘上方日冕中康普顿散射的辐射转移计算结果。日冕具有平面平行的几何形状，并被假定为具有固定温度的均匀的。我们采用Feautrier方法来计算辐射转移，包括完整的相对论，极化康普顿再分配矩阵。这使我们能够探索广泛的参数空间，特别是大的光学深度和/或低电晕温度，迭代散射方法是非常低效的。与汤姆逊散射相比，康普顿散射通常对无特征光谱产生较小的偏振。线和边缘附近产生不同的极化频率依赖模式，可用于诊断电晕。我们讨论的物理引起这些结果。康普顿散射可以在总通量中涂抹掉莱曼边缘，同时产生偏振的大幅增加。这可能有助于解释在莱曼极限附近观察到的一些类星体极化的急剧上升。
1997-12-04 astro-ph
Cosmological Simulations of X-ray Clusters: The Quest for Higher Resolution and Essential Physics
我回顾宇宙学模拟的X射线集群。模拟的分辨率显著提高，辐射冷却、恒星形成反馈和化学富集对ICM的影响也在模拟之中。非辐射X射线团簇的结构和演化现在已经得到很好的表征。这些模型不能再现所观察到的L_x-T关系，这意味着需要额外的物理。增加辐射冷却的模拟会产生太多的冷气体和不合理的高X射线亮度。包括恒星形成和反馈的模拟似乎更有希望，但需要进一步完善。在这方面，新的意见应有所帮助。
2004-03-02 astro-ph
Cosmological Reionization Around the First Stars: Monte Carlo Radiative Transfer
利用高分辨率的数值宇宙学（Lambda + CDM模型）模拟和MonteCarlo辐射转移方法研究了第一个原星系周围电离锋的演化。我们提出了详细的数值方案，并显示了测试运行的结果，我们得出的结论是，该计划是快速和准确的。作为一个有趣的宇宙学应用的例子，我们研究了一个总质量为M = 2 × 10 ^8 M_PDMATHABMM的恒星源在z = 12处开启时产生的再电离，该恒星源位于宇宙网的一个节点上。这项研究包括一个零金属丰度恒星星族的光谱能量分布，和两个初始质量函数（Salpeter/Larson）。I-锋的膨胀是随着它从星系中爆发出来而发生的，它被细丝引导到空洞中，假设在2D表示中，是一个典型的蝴蝶形状。电离的演变是非常好的跟踪我们的计划，实现了正确的治疗的沟道和阴影效应，由于过密度。我们确认以前的说法，IMF的形状和电离功率金属丰度的依赖是重要的，正确地确定宇宙的再电离。
2000-11-21 astro-ph
Hydrogen H$α$ line polarization in solar flares. Theoretical investigation of atomic polarization by proton beams considering self-consistent NLTE polarized radiative transfer
上下文我们提出了一个理论审查的影响氢$α$线由于预期的质子束轰击在太阳耀斑的碰撞极化。目标。几个观测结果表明，氢H $α$线的线性偏振的存在下观察到的太阳边缘附近的5%以上，并优先在径向方向。本文从理论上讨论了由于与色球等离子体的相互作用而引起的日冕重联点的电子束减速问题，并给出了描述原子过程和处理碰撞率时所用的密度矩阵的形式。方法.我们针对辐射场的强度和线偏振分量解决了特定半经验色球模型的自洽NLTE辐射传输问题。结果在最近的计算相比，我们的研究结果表明，在H $α$形成水平和背景电子和质子的去极化碰撞质子束的能量分布导致显着减少的效果低于0.1%。辐射传输的解决方案表明，切向共振散射极化占主导地位的影响极化效应在所有考虑的模型。结论.在所研究的模型中，质子束不太可能是一个令人满意的解释所观察到的H $α$线的线性极化。
2007-01-22 astro-ph
Lyman alpha Radiative Transfer in Cosmological Simulations using Adaptive Mesh Refinement
本文介绍了一个求解各种莱曼α（Lya）辐射转移（RT）问题的数值程序。该代码适用于一个任意的，三维分布的Lya发射率，气体温度，密度和速度场。能够处理Lya RT在一个自适应细化网格为基础的结构，它使详细调查的影响，块状的星际（或星系间）介质。该代码针对存在解析解的各种几何和物理理想化配置进行了测试，随后应用于从红移z = 3.6的高分辨率宇宙学模拟中提取的三个“莱曼破裂星系”。适当处理的Lya散射揭示了表面亮度（SB）和线轮廓的多样性。具体来说，对于一个给定的星系，观测到的最大SB可以变化一个数量级，总通量可以变化3 - 6倍，这取决于视角。这可能为观测到的高红移星系性质的差异提供了一个解释，特别是莱曼破裂星系和常规Lya发射体之间可能存在的物理联系。
2009-07-16 astro-ph
Polarized Cosmological Gravitational Waves from Primordial Helical Turbulence
我们证明了一阶相变过程中产生的螺旋湍流产生了圆偏振的宇宙引力波（GW）。对于相变模型的极端情况，这些GW的特征频率在$10^{-3}$ -$10^{-2}$ Hz附近，能量密度参数高达$10^{-12}$ - $10^{-11}$。简要讨论了检测的可能性。
2005-09-29 astro-ph gr-qc nlin.CD
Evaporation of cosmological quark drops and relativistic radiative transfer
我们讨论了在宇宙学夸克-强子跃迁的最后阶段，完全相对论处理不连通夸克区域的流体动力学的结果。在这项研究中，代表了之前对宇宙学夸克滴蒸发分析的进一步发展，一致地考虑了通过电磁相互作用粒子的远程能量和动量转移的影响。为了这个目的，一组描述强相互作用流体的演化的相对论拉格朗日方程耦合到一个系统的等效方程占电磁相互作用粒子的流体动力学。完整的方程组，然后数值求解，并从这个结果。包含相对论性辐射转移产生显著不同的结果，在液滴蒸发结束时形成高密度区域是特别相关的。与以前的无辐射模型所获得的结果进行了比较，并简要讨论了有关重子数浓度的宇宙学意义。
1995-10-06 astro-ph hep-ph
Relaxation versus collision times in the cosmological radiative era
本文研究了具有非均匀粘性流体源的Lemaitre-Tolman-Bondi度规，该流体源满足辐射与物质相互作用混合物的状态方程.假设条件之前的去耦时代，我们应用扩展的不可逆热力学（EIT），这种混合物。利用EIT的全输运方程，我们表明，剪切粘度的弛豫时间可以比光子和电子之间的汤姆逊碰撞时间大几个数量级。与这些模型的"截断“输运方程的比较表明，后者不能正确地描述物质和辐射的退耦
2001-03-15 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
