Rayleigh scattering in the atmospheres of hot stars
瑞利散射是光子与束缚电子相互作用的结果。瑞利散射在热星模型大气的计算中大多被忽略，因为大多数氢原子被电离，而重元素的丰度比氢低。在某些化学性质特殊的恒星的大气中，存在氦过剩的区域，其中含有单电离氦，瑞利散射是一个重要的不透明度源。我们评估了在具有太阳成分的热恒星大气和氦过剩恒星大气中中性氢和单电离氦对瑞利散射的贡献。我们计算了几个系列的模式大气使用TLUSTY代码和紧急通量使用SYNSPEC代码。这些模型描述了具有不同氦丰度的主序星B型星的大气。我们使用现有的太阳化学成分大气模型网格，并计算了$N$（He）/ $N$（H）=10的富氦恒星的额外网格。中性氢的瑞利散射在热星的大气中可以忽略，而单电离氦的瑞利散射在某些热星，特别是富氦星的大气中是不可忽略的不透明度源。
2016-08-15 astro-ph.SR
Evolutionary sequences for hydrogen-deficient white dwarfs
我们提出了一套完整的演化序列的白矮星与氢缺乏的气氛。我们考虑了祖星的进化历史、冷却中涉及的所有相关能源、最外层的元素扩散以及新的且详细的非灰色白矮星模型大气提供的外边界条件。纯氦成分。这些模型大气是基于最新的物理输入。我们的计算延伸到非常低的有效温度，$\sim 2\,500$ ~K，提供了一组均匀的演化冷却轨迹，适合于老缺氢白矮星的质量和年龄测定，并代表了一个明显的改进，以前的努力，这是使用灰色大气计算。
2017-03-15 astro-ph.SR
White Dwarf Period Tables - I. Pulsators with hydrogen-dominated atmospheres
我们的目的是收集所有已知的白矮星的氢占主导地位的大气，并列出其主要的光度和大气参数，以及他们的脉动周期和振幅在不同的时代观察。为此，我们探索脉动白矮星的相关文献与系统使用的SIMPAD和美国宇航局的天体物理数据系统（ADS）数据库。我们总结了我们的结果在四个表中列出了7个ZZ鲸鱼座恒星在分离的白矮星加上主序星，7个极低质量的DA双星，3个热DAVs和180个ZZ鲸鱼座恒星。
2016-10-24 astro-ph.SR
Pure-hydrogen 3D model atmospheres of cool white dwarfs
本文给出了DA白矮星表面重力log g = 8，有效温度6000 ~ 13000 K的纯氢CO_5 BOLD三维模型大气序列。我们发现，对流特性，如流速，特征颗粒尺寸和强度对比度的颗粒图案，在此范围内显着变化。我们证明，这些三维模拟是不敏感的数值参数不同的一维结构，在很大程度上取决于混合长度参数。我们的结论是，三维光谱可以直接用于DA白矮星的光谱分析。我们证实了一个早期的初步研究的结果，三维模型光谱提供了一个更好的表征质量分布的白矮星和1D混合长度理论的缺点是负责虚假的高log g冷白矮星的测定。特别是，一维理论无法解释高层大气对流过冲的冷却效应。
2013-02-08 astro-ph.SR
Models of magnetized neutron star atmospheres: thin atmospheres and partially ionized hydrogen atmospheres with vacuum polarization
观测到的一些孤立磁化中子星的X射线谱显示出吸收特征，有时被解释为离子回旋线。为了验证这一假设和评估中子星的参数，我们开发了一个计算机程序，用于在宽磁场（10^{12} - 10^{15} G）和有效温度（3 \times 10^5 - 10^7 K）范围内模拟磁化中子星的大气。利用这个程序，我们研究了用不同的大气模型解释孤立中子星的软X射线谱的可能性。假设大气层是由完全电离的电子-离子等离子体或部分电离的氢组成。考虑了真空谐振和部分模式转换。磁场相对于恒星表面的任何倾斜都是允许的。我们利用强磁场中完全或部分电离等离子体的现代不透明度，求解等离子体中正常电磁模式的耦合辐射转移方程。计算了各种大气模型的出射辐射谱：完全电离的半无限大大气、薄大气、部分电离的氢大气、新的“三明治”大气（氦层上有氢层的薄大气）。讨论了这些结果应用的可能性。特别是，使用“三明治”模型的出射光谱构造。薄的部分电离的氢气氛与真空极化被证明能够改善附近的孤立的中子星RBS 1223（RX J1308.8+2127）的观测光谱的拟合。
2009-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Hydrogen Recombination Time in Type II Supernova Atmospheres
差分膨胀超新星大气层的NLTE辐射转移计算是计算密集型的，并且几乎普遍地在与时间无关的快照模式下进行。速率方程中稳态近似的有效性最近受到质疑。我们使用我们的通用大气模型程序PHOENIX计算了SN II中氢的有效复合时间。虽然我们发现，在早期的SNe II的条件下的复合时间增加的情况下，一个简单的氢模型原子的能级对应的前2个主量子数的经典值，复合时间的经典值的情况下，多层次的氢原子恢复。我们还发现，在大多数光学深度的复合时间是较小的情况下，一个多能级原子比一个简单的二能级氢原子。我们发现，在速率方程的时间依赖性是重要的超新星的生命周期的早期时期。由于随时间变化的速率方程（在恒定的输入光度）的变化表现在物理参数，如直接影响光谱的水平人口。在早期，H-α分布受时间相关速率方程的影响。在稍后的时间，时间依赖性不会显著改变水平群体，因此H-α曲线大致与使用稳态还是时间依赖性方法无关。
2009-10-03 astro-ph.SR
On the Spectral Evolution of Helium-Atmosphere White Dwarfs Showing Traces of Hydrogen
在大气光谱学和光度学相结合的基础上，对115颗氦线（DB）和28颗冷的富氦氢线（DA）白矮星进行了详细的光谱分析。我们发现，我们的DB人口的63%显示氢线，使他们DBA星。我们还证明了纯DB白矮星的持久性，在低有效温度下没有检测到氢的功能。使用最先进的包络模型，我们接下来计算氢的总量，$M_{\rm{H}}$，这是包含在外对流区作为有效温度和大气H/He比的函数。我们发现，一些$(T_{\rm{eff}},M_{\rm{H}})$对不能物理上存在的均匀混合结构，这种组合只能发生分层对象的DA光谱类型。在此基础上，我们表明，$M_{\rm{H}}$推断的大部分DBA星的值太大，不符合对流稀释的情况。我们还提出的证据表明，氢丰度测量DBA和冷，氦丰富的白矮星不能在全球占任何一种吸积机制到一个纯DB星。我们认为，冷的，富氦的DA白矮星最有可能是由一个DA星与薄的氢信封对流混合创造的，他们没有冷却下来DBA的。最后，我们探讨了几种可能解释DBA恒星中氢存在的情况。
2018-03-15 astro-ph.SR
An ultra-massive white dwarf with a mixed hydrogen-carbon atmosphere as a likely merger remnant
白矮星是致密的、冷却的恒星余烬，主要由碳和氧组成，或者在较高的初始恒星质量下由氧和氖（含百分之几的碳）组成。这些恒星核心被氦壳所包裹，而氦壳又通常被一层氢所包围，通常无法直接观察内部组成。然而，在相当大一部分白矮星的表面观察到了碳，有时还伴有微量的氧，人们认为碳是由一个深氦对流区从核心吹出来的。在这些物体中，只有微量的氢被发现，因为预计大量的氢会抑制包层内的氢/氦对流混合。我们报告了WDJ 055134.612 +413531.09的发现，这是一颗超大质量（1.14 $M_\odot$）白矮星，具有独特的氢/碳混合大气（C/H=0.15）。我们对包层和内部的分析表明，氢和氦的总质量分数必须比单颗恒星演化的预测低几个数量级：分别小于$10^{-9.5}$和$10^{-7.0}$。由于快速运动学（相对于当地标准的休息$129\pm5$公里/秒），大质量，和独特的信封组成，我们认为，WDJ 0551 +4135是一致的形成从两个白矮星合并在一个紧密的双星系统。
2020-02-28 astro-ph.SR
Influence of Inelastic Collisions with Hydrogen Atoms on Non-LTE Oxygen Abundance Determination in the Sun and late-type stars
我们提出了O I的非局域热力学平衡（non-LTE）计算，其中更新的模型原子包括Barklem（2018）最近研究的O I + H I非弹性碰撞的量子力学速率系数。从O I线的非LTE丰度测定了太阳和46颗FG星的宽金属丰度范围，-2.6 < [Fe/H] < 0.2。精确的原子数据的应用程序导致更大的偏离LTE和较低的氧丰度相比，Drawin的理论近似。对于红外O I 7771-5 A三重线，太阳大气参数的非LTE丰度变化为-0.11 dex，并且绝对值朝向较低的金属丰度减小。我们修正了我们早期研究中得出的[O/Fe]-[Fe/H]趋势。[O/Fe]的变化在[Fe/H]-1.5至0.2的范围内很小。对于[Fe/H] <-1的恒星，[O/Fe]比增加，在[Fe/H] = -0.8时[O/Fe] = 0.60，在[Fe/H] =-2.6时增加到[O/Fe] = 0.75。
2018-08-22 astro-ph.SR
Uranus and Neptune are key to understand planets with hydrogen atmospheres
天王星和海王星是太阳系最后未被探索的行星。我表明，他们持有至关重要的关键，以了解大气动力学和结构的行星与氢大气。它们的大气是活跃的，风暴被认为是由甲烷冷凝提供燃料的，甲烷冷凝既非常丰富，又发生在低光学深度。这意味着将温度和甲烷丰度作为位置和深度的函数进行映射，将告诉我们对流如何在没有表面和冷凝物的大气中组织，这些冷凝物比周围的空气重，这是气体巨星的一般特征。利用这些信息将是必不可少的约束天王星和海王星本身的内部结构，也是木星，土星和许多具有氢大气层的系外行星。由于这些大气层的空间和时间可变性，需要一个轨道器。探测器将提供参考剖面，以消除远程观测所固有的模糊性。它还将测量稀有气体的丰度，这些气体可用于重建太阳系中行星形成的历史。最后，绘制行星的重力和磁场图对于限制它们的全球组成、结构和演化至关重要。
2019-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Influence of Collisions with Hydrogen on Titanium Abundance Determinations in Cool Stars
我们进行了非局域热力学平衡（非LTE）计算Ti I-II与更新的模型原子，其中包括非弹性碰撞与氢原子的量子力学速率系数。本文首次计算了钛原子和钛离子与氢原子的非弹性碰撞中束缚-束缚跃迁的速率系数以及Ti I + H Ti II + H-和Ti II + H Ti III + H-的电荷交换过程的速率系数。<-><->这些数据对非LTE丰度测定的影响已经在太阳和四颗贫金属恒星上进行了测试。对于Ti I和Ti II，应用导出的速率系数导致与速率系数的近似公式相比，偏离LTE和钛丰度增加。在贫金属恒星，我们未能实现一致的非LTE丰度线的两个电离阶段。文献中已知的Ti I和Ti II线在贫金属恒星中的非LTE丰度的差异不能通过改进经典模型大气中非LTE计算中与氢原子碰撞的非弹性过程的速率来解决。
2020-05-17 astro-ph.SR
An empirical recipe for inelastic hydrogen-atom collisions in non-LTE calculations
我们研究了氢碰撞在NLTE谱线合成中的作用，并引入了一个新的通用经验公式来确定非弹性电荷转移（CT）和束缚-束缚氢碰撞速率。这个配方是基于拟合的能量函数的依赖性公布的量子碰撞率系数的几个中性元素（BeI，NaI，MgI，Al I，Si I和CaI）使用简单的多项式方程。我们使用我们的方法对四种不同的原子，Na，Mg，Al和Si进行了全面的NLTE丰度计算测试，用于广泛的恒星参数。然后，我们将结果与使用公布的所有相应元素的量子速率计算的结果进行比较。我们还比较使用激发碰撞率通过常用的Drawin方程不同的模糊因子，SH，应用的计算结果。我们证明，我们提出的方法是能够再现NLTE丰度校正与量子速率不同的光谱类型和金属丰度的代表性NaI和Al的线内$\le$ 0.05 dex和% \le %0.03 dex，分别。对于MgI和SiI谱线，该方法对冷巨星和矮星的计算结果更好，而对亚巨星和暖矮星的某些谱线，该方法可以得到高达0.2 dex的误差。我们获得了较大的NLTE校正模型之间的差异，将Drawin率相对于量子模型高达0.4德克斯。这些差异可能是由于我们的Drawin模型中忽略了氢的CT和电离碰撞过程中的一个或两个。我们的经验拟合方法表现良好，其能力再现，在狭窄的不确定性，计算与模型结合量子碰撞率的丰度校正。它可能被扩展到其他跃迁，或者在没有发表量子计算的情况下，也可以扩展到其他元素。
2018-10-22 astro-ph.SR
Convective Overshoot and Macroscopic Diffusion in Pure-Hydrogen Atmosphere White Dwarfs
我们提出了一个理论描述的宏观扩散所造成的对流过冲在纯氢DA白矮星使用三维（3D），闭底，辐射流体力学CO $^5$ BOLD模拟。我们依赖于一个新的网格的深3D白矮星模型在11400 K $\leq T_{\mathrm{eff}} \leq$ 18000 K的温度范围内，示踪粒子和示踪剂密度被用来获得宏观扩散系数驱动的对流过冲。这些扩散系数相比，从一维结构的微观扩散系数。我们发现，完全混合区域的质量很可能增加到2.5个数量级，而推断的吸积率增加了一个更温和的数量级。我们提出的证据表明，增加的沉降时间高达2个数量级是可以预期的，这是污染的白矮星的时间变化研究的意义。我们的网格还提供了最强大的约束对流不稳定性的发生在DA白矮星的有效温度范围从18000到18250 K。
2019-06-26 astro-ph.SR
White dwarfs with hydrogen-deficient atmospheres and the dark matter content of the Galaxy
天文学家观测到的几个微透镜事件的性质对大麦云云（LMC）仍然是一个有争议的话题。质量大于~ M_{sun}的低质量亚恒星天体和恒星已经被排除为大质量天体物理致密晕天体（MSO）星系晕的主要组成部分，而半个太阳质量的恒星似乎是可行的候选者。主序星已经被抛弃，而具有以氢为主的大气层的白矮星所扮演的角色也受到严格的限制。在本文中，我们评估的贡献，银河系的暗物质含量的白矮星与氢缺乏的气氛。为此，我们使用的Monte Carlo模拟器，它采用了最新的进化序列的白矮星与富氢和缺氢的气氛。我们还考虑到我们的银河系的厚盘和晕的详细描述，以及一个可靠的模型的LMC。我们发现，与只考虑富氢白矮星时获得的值相比，贫氢大气的白矮星的贡献适度增加了光学深度的理论估计。我们还发现，白矮星的厚盘人口的贡献是可比的晕的贡献。然而，光环和厚盘白矮星种群的贡献仍然不足以解释CSO团队观察到的事件数量。最后，我们发现，在95%置信度水平下，所研究的整个种群对晕暗物质的贡献小于10%。
2010-01-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical Study of Inelastic Processes in Collisions of Y and Y$^+$ with Hydrogen Atom
本文采用简化量子模型计算Y/Y⁺与H在1000–10000 K下的多通道非弹性碰撞速率系数，揭示相互中和峰值及最佳能量窗口，为非LTE建模提供数据。
2023-08-15 astro-ph.SR physics.atom-ph
Catalog of magnetic white dwarfs with hydrogen dominated atmospheres
白矮星是极好的研究实验室，因为它们达到了地球上无法达到的温度、压力和磁场。为了更好地了解这三个物理参数如何相互作用以及与其他恒星特征的相互作用，我们确定了总共804颗富氢白矮星的磁场强度，其中287颗不在文献中。我们用斯隆数字巡天观测到的光谱拟合了大气模型，该模型考虑了恒星盘中每一点的磁场引起的塞曼效应。比较磁性和非磁性WD，文献已经表明磁性WD的平均质量高于非磁性WD。除此之外，磁场在较冷的WD中比在较热的WD中更常见。与此一致，我们发现那些具有较高磁场强度的物质往往具有较高的质量和较低的温度，模型表明结晶过程已经开始。这加强了一个假设，即磁场是在白矮星冷却过程中产生和/或放大的。我们的样本构成了迄今为止数量最多的具有确定磁场的白矮星。
2023-01-21 astro-ph.SR
He white dwarfs with large H contamination: Convective mixing or accretion?
白矮星是致密的天体，其大气层主要含有轻元素，氢或氦。由于它们的表面高引力场，重元素向下扩散的时间与进化的时间尺度相比非常短，最轻的元素留在信封的顶部。这导致了白矮星主要分为富氢和富氦两类。但是许多富含氦的白矮星在其大气中也显示出氢的痕迹，其起源仍然没有确定。在这里，我们研究的情况下，通过全面的演化计算，一个代表性的模型的“He-H-Z”白矮星，一个子群的氦丰富的白矮星显示重元素和大量的氢在其大气中。我们发现不可能用恒星中原始氢的对流混合来解释其大气中的氢含量。我们的结论是，最有可能的解释是吸积的氢丰富的材料，可能是水轴承，来自碎片盘。
2018-12-21 astro-ph.SR
State-to-State Differential and Relative Integral Cross Sections for Rotationally Inelastic Scattering of H2O by Hydrogen
采用交叉分子束结合速度图成像技术，测量了碰撞能量为71.2 meV（574 cm-1）和44.8 meV（361 cm-1）时H2与H2O的旋转非弹性散射的态-态微分截面（DCSs）.一个分子束含有可变成分的（J = 0，1，2）旋转状态的氢碰撞的分子束的氩种子与水蒸气，通过超音速膨胀冷却到其最低的对位或邻位旋转水平（JKaKc= 000和101，分别）。使用速度图成像获得了完全指定的旋转激发末态的角速度分布。通过对相同实验条件下的DCS进行积分，得到相对积分截面。实验状态特定的DCS进行比较，从最完整的H2O-H2势能面上的完全量子散射计算的预测。比较相对总截面和状态特定的DCS显示出极好的协议与理论在几乎所有的细节
2011-04-14 astro-ph.SR physics.chem-ph
Scattering Polarization of Hydrogen Lines in Weakly Magnetized Stellar Atmospheres I. Formulation and Application to Isothermal Models
虽然氢的谱线包含有价值的信息的各种天体物理等离子体的物理特性，包括太阳色球层上部，相对较少的是知道他们的散射偏振信号的修改通过汉勒效应可以利用磁场诊断。在这里，我们报告的散射过程和汉勒效应在Ly-a，Ly-b和H-a考虑到多级辐射转移效应在等温恒星大气模型，氢能级的精细结构，以及与电子和质子碰撞的影响所产生的线偏振的基本理论研究。这第一篇论文的主要目的是阐明的物理机制，控制线极化的三条线，以及其灵敏度的扰动密度和强度和结构的微结构和确定性磁场。为此，我们应用一个有效的辐射转移代码，我们已经开发的Hanle效应在多层系统重叠线过渡进行数值模拟。对于低密度的等离子体，如太阳色球层上部的等离子体，碰撞去极化主要是由n=3的精细结构能级之间的碰撞跃迁引起的，所以它对Ly-a几乎不重要，但对Ly-b和H-a很重要。考虑到不同氢线跃迁之间的辐射转移耦合，我们显示了Hanle效应对三条线的影响。例如，我们证明了H-a线的线性偏振分布对线芯形成区域中的磁场梯度的存在是敏感的，并且在类太阳色球中偏振分量的选择性吸收对出射散射偏振不起任何重要作用。
2011-02-19 astro-ph.SR
Influence of inelastic collisions with hydrogen atoms on the non-LTE line formation for Fe I and Fe II in the 1D model atmospheres of late-type stars
铁在晚型恒星的研究中起着至关重要的作用。在它们的大气中，Fe I是少数物种，其谱线受到LTE偏离的影响。相反，人们认为LTE是Fe II线的现实近似。在冷大气的非LTE（NLTE）计算中，不确定性的主要来源是对与氢原子的非弹性碰撞的处理。研究了Fe I + H I和Fe II + H I碰撞及其不同处理对星系晕基准星HD 84937、HD 122563和HD 140283以及已知距离的矮星系中38颗贫金属巨星样品的Fe I/Fe II电离平衡和Fe丰度的影响。我们使用Barklem（2018，B18），Yakovleva，Belyaev和Kraemer（2018，YBK 18）以及Yakovleva，Belyaev和Kraemer（2019）与H I碰撞的量子力学（QM）速率系数对Fe I-II进行了NLTE计算。结果表明，与H Ⅰ的碰撞是Fe Ⅱ的有效热化过程，在[Fe/H] > -3时，Fe Ⅱ谱线的NLTE丰度修正不超过0.02 dex，在[Fe/H]-4时可达+0.06 dex。对于给定的恒星，B18和YBK 18处理的Fe I + H I碰撞导致类似的平均NLTE丰度从Fe I线，虽然存在差异的NLTE校正个别线。利用QM碰撞数据和基于Gaia的表面引力，我们获得了红巨星HD 122563的Fe I和Fe II的一致丰度。对于HD 84937和HD 140283，我们研究…
2019-08-07 astro-ph.SR
Inelastic O+H collisions and the OI 777nm solar centre-to-limb variation
OI 777 nm三重态是FGK型恒星大气中氧丰度的关键诊断;然而，它对偏离局部热力学平衡（LTE）很敏感。非LTE谱线形成计算的准确性迄今为止受到非弹性O+H碰撞速率系数误差的限制：最近的几项研究使用了所谓的Drawin方法，尽管有一个校正因子$\mathrm{S_{H}}$，该因子是根据三重态的太阳中心到边缘的变化进行校准的。我们提出了一个新的模型氧原子，结合非弹性O+H碰撞速率系数使用渐近两电子模型的基础上的线性组合的原子轨道，结合自由电子模型，基于脉冲近似。使用三维流体动力学交错模型太阳大气和三维非LTE线形成计算，我们证明，这种物理动机的方法是能够再现太阳中心到肢体的变化的三重态为0.02 dex，没有任何校准的非弹性碰撞率系数或其他自由参数。我们仅从三重态推断出$\logε_{\mathrm{O}}=8.69\pm0.03$，加强了太阳氧丰度低的情况。
2018-10-28 astro-ph.SR
GD424 -- a helium-atmosphere white dwarf with a large amount of trace hydrogen in the process of digesting a rocky planetesimal
白矮星的光球金属污染现在被公认为是行星碎片吸积的标志。然而，在许多具有氦大气的白矮星中检测到的微量氢的来源仍然存在争议。在这里，我们报告的分析GD 424：金属污染，氦大气白矮星与大量的微量氢。我们使用混合分析确定大气参数，该分析将光谱学对大气成分$\log(\mathrm{H/He})$的灵敏度与测光和天体测量对有效温度$T_{\mathrm{eff}}$和表面重力$\log g$的灵敏度相结合。由此得到的白矮星质量、半径和冷却年龄分别为$M_{\mathrm{WD}}=0.77\pm0.01\,\mathrm{M}_{\odot}$、$R_{\mathrm{WD}}=0.0109\pm0.0001\,\mathrm{R}_{\odot}$和$τ_\mathrm{cool}=215\pm10$ Myr。我们确定并测量了11个光球金属的丰度，并认为吸积事件最有可能是在增加或稳定的状态，并中断的星子类似于无论是CI陨石或散装地球在其组成。我们认为，所观察到的$1.33\times 10^{22}$ g的微量氢在GD 424至少部分收购通过吸积的水丰富的行星碎片在较早的吸积插曲。
2020-12-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Impact of Inelastic Collisions with Hydrogen on NLTE Copper Abundances in Metal-Poor Stars
我们研究了具有更新模型原子的\ion{Cu}{1}线的非局域热力学平衡（NLTE）分析，该模型原子包括Belyaev等人（2021）最近研究的Cu\，$+$ \，H和Cu $^+$\，$+$ \，H $^-$非弹性碰撞的量子力学速率系数。这些数据对NLTE丰度测定的影响已被用于金属丰度范围为$-$ 2.59\，dex $\,\le$ \，[Fe/H]\，$\le$ \，$-$ 0.95\，dex的6颗贫金属星.对于\ion{Cu}{1}线，应用精确的原子数据导致与LTE的偏离减少，并且与用Drawin理论近似获得的相比，铜丰度更低。为了验证我们采用的铜原子模型，我们还推导了样本星的\ion{Cu}{2}线的LTE铜丰度。从\ion{Cu}{1}（NLTE）和\ion{Cu}{2}（LTE）谱线得到了一致的铜丰度，这表明我们的铜原子模型是可靠的。值得注意的是，当$\sim$ \、$-$ 2.0\，dex\、$<$ \、[Fe/H]\、$<$\、$\sim$ \、$-$ 1.0\，dex时，[Cu/Fe]比随着金属度的增加而增加，有利于二次（金属度依赖性）铜的产生。
2022-08-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Condensation-inhibited convection in hydrogen-rich atmospheres: Stability against double-diffusive processes and thermal profiles for Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune
在大气中，云凝结区的特征是相关凝结物质的丰度有很强的垂直梯度。在地球上，由于N $_2$比水蒸气重，因此只有释放出的潜热才对对流产生显著影响，因此平均分子量的梯度对动力学的影响相对较小。相反，在氢占主导地位的大气中（例如巨行星），所有冷凝物质都比背景气体重得多。如果特定物种的富集超过临界阈值，这可以稳定云层附近的大气层，防止对流。这就提出了两个问题。在这样一个稳定的层中，是什么在传输能量？巨行星的热分布会受到什么影响？为了回答这些问题，我们首先进行了一个线性分析的对流和双扩散不稳定性的可冷凝介质中显示，有效的冷凝可以抑制双扩散对流。这表明，一个稳定的辐射层可以在云凝结水平附近形成，导致深层大气温度的升高。然后，我们研究了最丰富的物种-水--与稳态大气模式的凝结的影响。与标准模型相比，在关键化学示踪剂的淬火深度处，温度升高可达数百度。总的来说，这种效应可能对我们理解巨行星大气的动力学和化学状态，对它们未来的观测（例如朱诺）以及它们的内部演化有许多影响。
2016-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Comment on "Probing the Dark Matter-Electron Interactions via Hydrogen-Atmosphere Pulsating White Dwarfs''
在Phys. Rev. D 98，103023（2018）中，提出了一种新的方案来探测暗物质（DM）粒子和电子之间的相互作用，通过球状星团中的氢-大气脉动白矮星（DAVs）。估计结果表明，该方案有望检验参数空间：$5 \mathrm{GeV} \le m_χ \le 10^{4} \mathrm{GeV}$和$σ_{χ,e} \ge 10^{-40} \mathrm{cm}^{2}$，其中$m_χ$为DM粒子的质量，$σ_{χ,e}$为DM与电子的弹性散射截面，本文给出了可检验DM粒子质量$\sim 1.38 - 1.58 \mathrm{GeV}$的精确下限，它依赖于$σ_{χ,e}$ .这给了我们一个可信的下限，可测试的DM粒子的质量在上述情况下，并提供了一个明确的上限DM粒子的质量，我们应该考虑在未来的研究。
2019-12-28 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
New Grids of Pure-Hydrogen White-Dwarf NLTE Model Atmospheres \newline and the HST/STIS Flux Calibration
热白矮星（WD）模型大气的非定域热力学平衡（NLTE）计算是哈勃空间望远镜（HST）和CALSPEC数据库现代通量校准的基石。这些理论光谱能量分布（SED）提供了相对通量与波长的关系，只有绝对通量水平仍有待通过将可见光中织女星的测量绝对通量与中红外天狼星的中途空间实验（MSX）值相协调来设置。与GD 71相比，从1500 μ m到30 \micron的一致性由2000 μ m到5 \micron的1%提高到1%。这些新的NLTE型号的热WD现在提供从FUV到中红外的一致通量标准。
2020-05-21 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Trace hydrogen in helium atmosphere white dwarfs as a possible signature of water accretion
少数拥有氦主导大气的白矮星在其对流区含有异常大量的氢，金属污染的白矮星GD 16是最早被认可的例子之一。我们报告发现了一颗类似的恒星：这颗白矮星碰巧被命名为GD 17。我们获得了GD 16和GD 17的中分辨率光谱，并计算了光球H，Mg，Ca，Ti，Fe和Ni的丰度和吸积率。金属丰度比表明，这两颗恒星最近吸积的碎片是镁贫相比，散装地球的组成。然而，与金属污染物不同，H从未扩散出白矮星的大气，我们提出GD 16和GD 17异常高的大气H含量（分别为$2.2\times 10^{24}$ g和$2.9\times 10^{24}$ g）可能是由先前的含水微行星吸积造成的。比较729颗氦大气白矮星中微量H和金属污染的检测，我们发现，与无金属的对应物相比，金属污染的白矮星中H的存在几乎是其两倍。这种高度显著的相关性表明，在白矮星的冷却年龄，在许多He大气（包括GD 16和GD 17）中检测到的至少一部分H与金属污染物一起吸积，其中最合理的来源是水。在这种情况下，水必须是常见的岩石星子系统。
2017-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrogen airglow from an escaping ultrahot Jupiter atmosphere
California Institute of Technology（加州理工学院）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；University of Hawaii at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）
通过检测超热木星KELT-9 b的氢Balmer线发射，直接约束其大气垂直热结构、激发态氢布居和风动力学，揭示质量损失率>10^13 g/s的剧烈外流。
2026-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Two regimes of interaction of a Hot Jupiter's escaping atmosphere with the stellar wind and generation of energized atomic hydrogen corona
利用二维轴对称多流体动力学模型，模拟了HD 209458b的逃逸大气层与其宿主G型星的星风在不同轨道距离上的相互作用.一个现实的太阳一样的光谱的XUV辐射电离和加热的行星大气，氢光化学，以及恒星行星潮汐相互作用被考虑到产生自洽的大气流体动力外流。两个不同的制度的行星和恒星风的相互作用已经建模。这些是：1）“被恒星捕获”状态，当潮汐力和压力梯度驱使行星物质越过洛希瓣朝向恒星时，和2）“被风吹”状态，当足够强的恒星风限制逃逸的行星大气并将其引导到尾部时。该模型详细模拟了行星原子、质子和恒星风之间的流体动力学相互作用，以及行星原子和恒星质子之间的电荷交换导致的行星周围高能中性原子（ENA）的产生。ENA云的位置和形状无论是作为电离层顶和弓形激波之间的抛物面壳（对于“风吹”状态），还是作为行星流和恒星风之间接触边界处的湍流层（对于“恒星捕获”状态），对于解释系外行星凌日谱中Lyα吸收特征和表征等离子体环境都是重要的。
2017-01-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar XUV and ENA-driven water loss from early Venus' steam atmosphere
研究了太阳软X射线和极紫外辐射（XUV）通量驱动的氢流体动力学高层大气逃逸对早期金星岩浆海洋脱气蒸汽大气的影响。假设年轻的太阳是一颗弱或中等活动的年轻G星，我们估计了由于太阳XUV通量的吸收和太阳风产生的高能氢原子（ENAs）的沉淀而导致的以氢为主的热层中的水分损失。本文用Monte Carlo模型计算了ENAs的产生及其与流体动力学扩展高层大气的相互作用，包括与碰撞有关的反馈过程。在高层大气中碰撞的ENA主要在XUV能量沉积层上方沉积能量并加热周围气体。结果表明，ENA的析出改变了高层大气的热结构，但这些高能氢原子引起的热逃逸率的增加是可以忽略的。我们的研究结果还表明，大多数的氧所产生的解离H $_2$ O分子是在第一个100万年留下的。这表明，大部分剩余的氧已被地壳氧化吸收。
2019-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dearth of high-mass hydrogen-atmosphere metal-polluted white dwarfs within 40 pc
本文通过种群合成模型研究40秒差距内高质量氢大气白矮星金属污染稀缺的原因，提出碎片盘寿命为10^4至10^6年或前身星质量上限约2.9倍太阳质量两种解释，并验证其与氦大气白矮星样本一致。
2025-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrogen ionization equilibrium in magnetic fields
本文计算了在较宽场强范围内磁化氢原子在热力学平衡时的配分函数和电离度，即$B\approx 10^5$ - $10^{12}$ ~G.评估包括拟合公式为任意数量的结合能，内部原子结构和质量中心的运动之间的耦合，通过磁场，和所谓的偏心状态的形成（与电子从库仑阱移动的结合状态）。非理想气体效应在职业概率法中处理.给出了零场极限与高场极限之间束缚态对应的一般数学表达式。这让我们评估原子配分函数在一个连续的方式从塞曼微扰制度非常强的领域。结果显示了在磁性白矮星（MWD）大气中发现的条件，温度为$T\approx 5000$ - $80000$ ~K，密度为$ρ\approx 10^{-12}$ - $10^{-3}$ ~g~cm $^3$。我们的评估表明，由于在强MWD的大气中的磁场的气体电离显着减少。我们还发现，偏心状态可以存在于目前已知的热MWD的大气中，在最强的磁化大气中的配分函数的显着贡献。
2020-02-13 astro-ph.SR physics.atom-ph
Carbon dredge-up required to explain the Gaia white dwarf colour-magnitude bifurcation
本文通过种群合成模拟结合模型大气与元素输运演化计算，证明白矮星内部微量碳的对流挖掘是解释盖亚颜色-星等分叉的关键机制，而非残余氢稀释或物质吸积。
2023-05-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hubble PanCET: An extended upper atmosphere of neutral hydrogen around the warm Neptune GJ 3470 b
GJ 3470 b是一颗温暖的海王星，在蒸发沙漠的边缘穿过一颗M矮星。它提供了研究低质量，近距离系外行星如何在其宿主恒星的照射下演化的可能性。作为全色比较系外行星宝库（PanCET）计划的一部分，我们用哈勃太空望远镜（HST）观察了GJ 3470 b在莱曼α线上的三次凌日。在所有三个独立时期中检测到具有类似性质的吸收特征，在谱线的蓝翼中吸收深度为35 ± 7%，在红翼中为23 ± 5%。这些特征的可重复性，它们与行星凌日的相位，以及吸收气体的径向速度，使我们能够得出结论，在GJ 3470 b周围有一个扩展的中性氢高层大气。我们确定从我们的观测恒星辐射压力和XUV照射GJ 3470和使用它们进行数值模拟的高层大气的GJ 3470 b的蒸发系外行星（EVE）代码。这种不寻常的红移信号可以用稠密的中性氢层的阻尼翼来解释，这些中性氢层延伸到洛希瓣之外，并在行星运动的方向上被拉长。这种结构可能对应于膨胀的热层与恒星风碰撞形成的行星物质的冲击层。蓝移的特征可以很好地解释为中性氢原子以大约1 e10 g s-1的速率逃逸，这些氢原子被强烈的辐射压吹离恒星并迅速被光电离，导致比温暖的海王星GJ 436 b更小的外逸层。然而，GJ 3470 b较强的逃逸可能导致其在2 Gyr的寿命内损失了约4-35%的当前质量。
2018-12-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Driven Evolution of Hydrogen-Dominated Atmospheres from Earth-Like to Super-Earth-Type Exoplanets
在本章中，我们介绍了系外行星大气演化研究的结果。我们主要关注次地球到超级地球领域，尽管这些方法适用于所有类型的系外行星。我们考虑热和非热损耗过程。热损失机制的类型取决于所谓的逃逸参数$β$，其是粒子的重力能量与其热能的比率。当$β$减少时，系外行星从经典的牛仔裤转变为改良的牛仔裤，最后转变为吹脱逃逸机制。在吹离过程中，大多数大气粒子释放出足够的能量，以逃离行星的重力场。这会导致极端的气体损失。虽然非热损失永远不会超过吹脱逃逸，但它们对具有相对较弱的Jeans型逃逸的行星具有重要意义。从非热逃逸机制的多样性，在本章中，我们专注于离子拾取和讨论其他损失机制的重要性。本章的一般结论是，逃逸过程强烈地塑造了系外行星的演化，并决定了行星是否会因侵蚀过程而失去大气层，或者相反，保持为迷你海王星型天体，这可能不被认为是我们所知道的潜在栖息地。
2020-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tracing Planetary Accretion in a 3 Gyr-old Hydrogen-Rich White Dwarf: The Extremely Polluted Atmosphere of LSPM J0207+3331
本研究在30亿年富氢白矮星LSPM J0207+3331中探测到13种重元素，揭示其吸积了核心质量分数高于地球的分异岩质天体，并发现弱Ca II发射及单一硅酸盐盘解释红外过量。
2025-10-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the dark matter-electron interactions via hydrogen-atmosphere pulsating white dwarfs
在这项工作中，我们提出了一个新的方案来探测暗物质（DM）粒子和电子之间的相互作用，通过氢-大气脉动白矮星（DAVs）在球状星团。在这种特殊的配置中，DM粒子，这主要是通过与在DAV中的电子的多次散射捕获，将成对湮灭，并提供额外的能量源的DAV。这种机制减缓了自然冷却的发展，这可以通过脉动模式的周期变化率来体现。精确的星震学预测的长期速率与实际观测的长期速率之间的差异可以揭示DM-电子相互作用。提出了一个重要的观测值，并作出了相应的估计。根据估计，如果这种方案能够在不久的将来实现，则对DM粒子的质量（$m_χ$）和DM与电子之间的弹性散射截面（$σ_{χ,e}$）的潜在灵敏度有望扩展到$5 \mathrm{GeV} \lesssim m_χ \lesssim 10^{4} \mathrm{GeV}$和$σ_{χ,e} \gtrsim 10^{-40} \mathrm{cm}^{2}$区域。结合间接DM探测结果，这在一定程度上可以对这种亲轻子DM粒子的存在进行交叉检验。
2018-11-29 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Solar Abundances of Rock Forming Elements, Extreme Oxygen and Hydrogen in a Young Polluted White Dwarf
Teff = 20，800 K的白矮星WD 1536+520具有广泛的主要造岩元素O、Mg、Al、Si、Ca和Fe的太阳丰度，以及挥发性元素C和S的强烈相对贫化。除了迄今为止观测到的最高金属丰度（log（O/He）=-3.4）外，以氦为主的大气层还具有异常的氢丰度（log（H/He）=-1.7）。在不确定性，金属与金属的比例是一致的吸积的H2O丰富的岩石母体，解释支持的异常高的微量氢。对于氦大气的白矮星来说，混合大气的扩散时间尺度异常短，不超过几百年，相当于温度低得多、富含氢的恒星的扩散时间尺度。被破坏的母体的总体重元素丰度与大体积地球模式略有偏离，并表明沉积了一些类似核的物质。总的推断吸积速率为4.2e9 g/s，至少比任何具有可比扩散时间尺度的白矮星高4倍。值得注意的是，当这个系统中的吸积耗尽时，金属和氢将在大约3亿年内变得不可检测，从而支持微量氢与行星碎片的持续吸积有关的假设。
2016-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measurement of Methane Line Broadening in Hot Hydrogen/Helium Atmospheres at $λ$ = 1.60-1.63 μm for Substellar Object Spectroscopy
本研究实验测量了高温氢/氦大气中甲烷在1.60-1.63 μm的谱线加宽，发现其温度依赖性弱于ExoMol数据库，为亚恒星天体光谱分析提供了关键实验数据。
2025-03-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Survival of Primordial Planetary Atmospheres: Mass Loss from Temperate Terrestrial Planets
太阳系外行星质量损失的最广泛研究的机制是通过XUV电离的光蒸发，主要是在高辐射行星的背景下。然而，氢分子的EUV解离理论上也可以驱动低质量行星上的大气蒸发。对于早期地球这样的温带行星，撞击侵蚀预计将在传统的星子吸积模型中占主导地位，但在卵石吸积情景中会大大减少，允许其他质量损失过程成为主要贡献者。我们应用相同的处方光电离这种光解机制，并比较它的分析卵石吸积的情况下，质量损失的其他可能的来源。我们发现，有没有一个明确的路径蒸发的原始大气中的卵石吸积的情况下，早期地球类似物吸积。如果行星质量的1%被吸积为星子，撞击侵蚀可以去除约2，300巴的氢，而结合的光蒸发过程可以蒸发约750巴的氢。光解离可能是一个次要的，但质量损失的重要组成部分。类似的结果也适用于超级地球和迷你海王星。这种机制也可以优先从行星的原始大气中去除氢，从而与标准的干燥形成模型相比，留下更丰富的原始水。我们讨论了这些结果的影响模型的岩石行星形成，包括地球的形成和可能的应用，这种分析，从观测到的系外行星的质量损失。
2020-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
