NLTE 1.5D Modeling of Red Giant Stars
在1.5D近似下的2D恒星光谱是由PHOENIX代码产生的1D非局部热力学平衡(NLTE)球形模型大气的合成光谱创建的。1.5D恒星的空间平均瑞利-金斯通量的K3-4 III型恒星,而不同的温度之间的差异的两个1D组件模型($ΔT_{\mathrm{1.5D}}$),和覆盖的相对表面积。从1.5D恒星合成可观测的量与NLTE和局部热力学平衡(LTE)1D模型的量进行拟合,以评估假设水平均匀性和LTE推断的$T_{\mathrm{eff}}$值的误差。五个不同的量适合于确定1.5 D恒星的$T_{\mathrm{eff}}$:UBVRI测光颜色,绝对表面通量SED,相对SED,连续归一化光谱,和TiO带配置文件。在所有情况下,除了TiO能带分布,推断的$T_{\mathrm{eff}}$值随着$ΔT_{\mathrm{1.5D}}$的增加而增加。在所有情况下,从拟合1D LTE量推断的$T_{\mathrm{eff}}$值高于从拟合1D NLTE量推断的$T_{\mathrm{eff}}$值,并且在每种情况下作为$ΔT_{\mathrm{1.5D}}$的函数近似恒定。TiO波段的LTE和NLTE之间的差异是由高层大气的NLTE温度结构间接引起的,因为这些波段是在LTE中计算的。我们的结论是,从NLTE和LTE模型推导出的$T_{\mathrm{eff}}$值之间的差异是相对不敏感的水…
2014-04-28 astro-ph.SR
NLTE solar irradiance modeling with the COSI code
上下文已知太阳辐照度在几分钟到几十年的时间尺度上变化,人们怀疑其大幅波动是气候变化的部分原因。目标。我们正在开发一个太阳大气代码,允许物理建模的整个太阳光谱组成的安静的太阳和活跃的地区。这个代码是一个工具,用于模拟太阳辐照度的变化,并了解其对地球的影响。方法.我们利用进一步发展的辐射转移代码COSI,现在纳入分子线的计算。我们验证了COSI条件下的局部热力学平衡(LTE)对合成光谱计算与ATLAS代码。合成的太阳光谱也计算在非本地热力学平衡(NLTE)和可用的测量光谱进行比较。在这样做的时候,我们已经定义了建模的主要问题,例如,缺乏不透明度的紫外光谱的一部分和不一致的计算中的可见光连续水平,我们描述了解决这些问题。结果COSI的改进版本使我们能够达到很好的协议之间的计算和观测到的太阳光谱测量SOLSTICE和SIM板上的SORCE卫星和ATLAS 3任务从航天飞机上运行。我们发现,NLTE效应是非常重要的太阳光谱的建模,即使在光谱的视觉部分,并在整个太阳光谱的变化。除了对光谱的UV部分的强烈影响之外,NLTE效应还影响氢负离子的浓度,这导致可见光连续谱水平和辐照度可变性的显著变化。
2010-04-18 astro-ph.SR
Estimating the chromospheric magnetic field from a revised NLTE modeling: the case of HR7428
本文利用半经验大气模拟方法,计算了RS CVn双星HR 7428的K2主分量的色球温度、压力、密度和磁场分布随高度的变化。温度、压力、密度是半经验模拟技术的标准输出,而色球磁场对高度的估计则是考虑了在半经验计算中不施加流体静力平衡的可能性。最好的非流体静力平衡模型的稳定性,意味着存在一个附加的(朝向恒星中心)压力,其强度从色球层底部向外层递减。将附加压力解释为磁压,我们估计色球层底部的磁场强度约为500高斯。
2017-03-09 astro-ph.SR
Red Supergiant Stars as Cosmic Abundance Probes. III. NLTE effects in J-band Magnesium lines
本文采用非LTE方法计算了红超巨星大气中的Mg I,研究了非LTE方法对近红外J波段Mg I谱线形成的重要性。最近的工作使用中分辨率光谱学的原子线在J-波段的个别红超巨星表明,该技术是一个非常有前途的工具,调查的化学成分的年轻恒星星族在恒星形成的星系。在以前的工作中,非LTE的影响进行了研究,铁,钛和硅,发现大量的影响,导致显着更强的镁I吸收线。对于定量光谱分析,非LTE效应导致镁丰度显著小于LTE中的镁丰度,对于3400 K和4400 K之间的有效温度,非LTE丰度校正在-0.4 dex和-0.1 dex之间平滑变化。我们讨论了非LTE效应的物理原因和后果的河外J-波段丰度研究使用个别红超巨星在年轻的大质量星系团双h和chi英仙座。
2015-02-26 astro-ph.SR
<3D> NLTE line formation in the atmospheres of red supergiants
红超巨星在J波段具有巨大的亮度,是宇宙化学成分的理想探测器。因此,至关重要的是要有现实的模型,辐射转移在其大气中,这将允许确定丰度精确到0.15德克斯,精度达到未来的望远镜设施在星系的距离为几十兆秒差距。在这里,我们研究了非局部热力学平衡(NLTE)的铁,钛,硅线,这主导的J带谱的红超巨星的形成的影响。结果表明,NLTE的辐射转移模型,使准确的推导金属丰度和有效温度在J波段。我们还讨论了RSG光谱合成在不同的光谱窗口,包括严重TiO覆盖的光学区域,和大气结构的后果。然后,我们触及的挑战,NLTE集成与新一代的三维流体动力学RSG模型,并提出了第一次计算NLTE光谱的平均3D模型的参宿四。
2013-03-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
NLTE modeling of Stokes vector center-to-limb variations in the CN violet system
太阳表面磁场与太阳活动的大部分现象有关,甚至控制着太阳活动的大部分现象。塞曼效应诊断允许仅测量类分形结构的磁场的一小部分。其余隐藏的磁场只能通过汉勒效应来访问。由于分子线在窄光谱区具有宽范围的磁灵敏度,因此非常便于应用Hanle效应诊断。利用安装在Istituto Ricerche Solari Locarno(IRSOL)45 cm望远镜上的Zurich成像偏振仪ZIMPOL II的紫外版,我们同时观测了CN B2-X2- X系统(0,0)和(1,1)波段的强度和线偏振中心到边缘的变化。在这里,我们提出了这些意见的分析。我们已经实现了相干散射的分子线到NLTE辐射转移代码。采用了分两步走的办法。首先,我们分别求解了统计平衡方程,并在忽略偏振的情况下计算了不透明度和强度。然后,我们使用这些量作为计算散射偏振和汉勒效应的输入。我们发现,在标准的一维建模框架中,不可能同时拟合不同肢角处的强度和偏振。由于缺乏辐射场各向异性,提供正确强度中心到边缘变化的大气模型不能拟合线性极化中心到边缘变化。我们必须通过特别引入的自由参数来增加各向异性。这使我们能够成功地解释我们的观察。我们讨论了可能的原因低估的各向异性的1D建模。
2011-03-13 astro-ph.SR
Red Supergiant Stars as Cosmic Abundance Probes: NLTE Effects in J-band Iron and Titanium Lines
详细计算了红超巨星的NLTE,研究了NLTE对J波段铁和钛原子谱线形成的影响。红超巨星在J波段有着巨大的亮度,是探测宇宙丰度的理想探测器。最近的LTE研究发现,精确到0.15 dex的金属丰度可以从距离为10 Mpc的星系中的单个红超巨星的中等分辨率光谱中确定。本研究中获得的非LTE结果支持这些发现。铁的非LTE丰度校正在3400 - 4200 K有效温度范围内小于0.05 dex,在4400 K有效温度范围内小于0.1 dex。对于钛,非LTE丰度校正在-0.4 dex和+0.2 dex之间平滑变化,作为有效温度的函数。对于这两种元素,修正也取决于恒星引力和金属丰度。讨论了非LTE修正背后的物理原因以及对河外J波段丰度研究的影响。
2012-04-02 astro-ph.CO astro-ph.SR
Payne4GAIN: NLTE Corrections for Red Giants in Milky Way Mapper using H-Band Neural Network Emulators
University of Chicago(芝加哥大学);Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago(芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所);Joint Institute for Nuclear Astrophysics(联合核天体物理研究所);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);Heidelberg University(海德堡大学);University of Florida(佛罗里达大学);The Ohio State University(俄亥俄州立大学);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理中心);Monash University(蒙纳士大学);University of Colorado(科罗拉多大学);Universidad Bernardo O’Higgins(贝尔纳多·奥希金斯大学)
研究针对银河系绘图仪中红巨星,利用预先计算的偏离系数网格生成NLTE光谱,训练神经网络模拟器拟合APOGEE光谱,得出铝、锰和钛有较强NLTE效应,提供了相关拟合结果目录及校正丰度。
2026-07-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing 3D and NLTE models using APOGEE observations of globular cluster stars
已知流体动力学(或3D)和非局部热力学平衡(NLTE)效应会影响丰度分析。然而,3D和NLTE模式的观测丰度测试非常少。我们开发了一种新的方法来测试3D和NLTE模型的丰度预测,利用大型光谱调查数据。我们使用的阿帕奇点天文台星系演化实验(APOGEE)光谱(H波段)与布鲁塞尔自动代码表征高精度光谱(BACCHUS)的逐线分析。我们计算了APOGEE巡天中大量球状星团K巨星的Mg、Si、Ca和Fe的逐线丰度。我们将这种逐行分析与NLTE和3D预测进行比较。虽然1D-NLTE模型提供了正确方向的修正,但不同模型之间存在定量差异。我们观察到一个更好的协议与数据的模型,包括可靠的碰撞截面。在LTE中计算3D光谱时,数据和模型之间的一致性并不总是令人满意的。然而,我们注意到,为了公平的比较,3D校正应该用自洽导出的恒星参数来计算,而不是用具有相同恒星参数的1D模型。最后,我们专注于3D和NLTE的影响Fe线在H波段,在那里我们观察到一个系统的差异丰度相对于从光学值。我们的结果表明,从H带获得的金属丰度是更准确的贫金属巨星。需要进行更多的原子数据和扩展的自洽3D-NLTE计算。我们开发的用于测试3D和NLTE模型的方法可以扩展到其他线路和元素,特别适合大型光谱调查。
2021-01-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Observations and NLTE Modeling of the Gaseous Planetary Debris Disk around Ton 345
单个白矮星周围的碎片盘被认为是被潮汐力破坏的行星体的残骸。由此产生的尘埃的持续吸积允许检测白矮星光球中的行星物质,并得出其化学成分的结论。作为替代方案,组成原则上可以直接从盘的有时另外观察到的气体组分的发射谱线确定。为此,我们进行光谱建模与我们的非LTE代码的吸积盘。我们已经获得了Ton 345的新观测结果,以寻找盘线轮廓的长期和短期变化。我们发现,突出的红紫不对称的钙II红外三线态几乎消失。毫无疑问,一夜之间的线轮廓变化是看不到的。
2012-10-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observations and NLTE modeling of Ellerman bombs
埃勒曼炸弹(EB)是短寿命和紧凑的结构,在氢α线的机翼上观察得很好。在色球Ca Ⅱ谱线和紫外连续谱中也观察到EB。电子束的H-α谱线在谱线中心有较深的吸收,在谱线两翼有较强的发射。在8542角的CaII红外线上也观察到类似的谱线轮廓。一般认为,EB可以被认为是位于太阳低层大气中的致密微耀斑。然而,目前还不清楚EB的排放究竟是在太阳大气中形成的。高分辨率分光光度观测的EB被用来确定其物理参数和半经验模型的建设。在我们的分析中,我们使用了在H-α和CaII H线中获得的EB的观测结果。我们还使用NLTE数值代码的建设网格的243个半经验模型模拟EBs结构。通过这种方式,可以将观测到的发射与计算出的线光谱进行比较。对于一个特定的模型,我们发现合理的协议之间的观测和理论的排放,因此我们认为这样的模型作为一个很好的近似的EB大气。该模型的特点是在较低的色球层中的温度升高,可以被认为是一个紧凑的结构(热点)。第一次的两条线H-α和CaII H的集合被用来构建EB的半经验模型。我们的分析表明,EBs可以用“热点”模型来描述,通过几百公里的大气结构,温度和/或密度增加。我们证实,EB位于接近温度最低或在较低的色球层。两个光谱特征,同时观察到,显着加强现实模型的约束。
2014-06-22 astro-ph.SR
Atmospheric NLTE models for the spectroscopic analysis of blue stars with winds. V. Complete comoving frame transfer, and updated modeling of X-ray emission
上下文获得精确的恒星和风的性质以及大质量恒星的丰度模式对于了解它们的性质及其与环境的相互作用以及限制它们的演化路径和最终产品至关重要。目标。为了实现更高的通用性和精度的完整的紫外光学范围,我们改进了我们的NLTE大气和光谱合成代码FASTWIND。我们的目标也是获得一个先进的描述X射线发射风嵌入冲击。方法.我们包括一个详细的共动框架辐射转移的基本频率范围内,但仍然适用的方法,使低周转时间。结果在大多数情况下,我们的新结果与替代代码CMFGEN的结果非常一致,无论是关于总辐射加速度,战略光学线,和紫外范围。关于NIII 4634 -4640-4642的一致性有所改善,尽管仍存在某些差异,主要与极紫外线的谱线重叠效应有关。在我们最酷模型的紫外线范围内,我们发现伪连续统的预测凹陷存在差异,在Ly_alpha周围最为明显。我们的新版本和以前的FASTWIND版本之间的比较显示了几乎完美的一致性,除了NV 4603-4619。使用改进的,深度相关的热,X射线发射材料的填充因子的描述,我们确认以前的解析标度关系与我们的数值模型。结论.我们警告不要不加批判地依赖过渡,这是强烈影响直接或间接的线重叠效应。最冷的网格模型预测的紫外连续谱的抑郁症需要检查,无论是观测,并关于基础的原子数据。从“超电离”离子,如OVI的风线,原则上可以用来限制风嵌入冲击的分布。
2020-11-04 astro-ph.SR
Non-LTE aluminium abundances in late-type stars
铝在研究银河系和球状星团的化学富集方面起着关键作用。然而,与LTE(非LTE)的强烈偏离会显著影响巨星和贫金属恒星的丰度。我们提出了NLTE建模的铝使用最近和准确的原子数据,特别是利用新的过渡率与氢原子碰撞,而不需要任何天体物理校准参数。我们首次对太阳光谱中的铝线条进行3D NLTE建模。我们还计算和提供广泛的网格的丰富的校正线在光学和近红外线使用一维模型大气,并应用网格的预先计算的偏离系数直接线合成一组基准恒星准确已知的恒星参数。我们的太阳光谱的3D NLTE模型再现了7835年太阳光谱的中心到边缘的变化,以及在12.33微米的中红外光球发射线。我们推断3D NLTE太阳光球丰度A(Al)= 6.43+-0.03,与陨石丰度完全一致。我们发现,丰富的修正迅速变化与恒星参数; 3961年的共振线,修正是积极的,可能是+1德克斯大,而下属线的修正一般有积极的迹象,温暖的恒星,但负的冷星。我们的模型再现了基准K巨星的观测线剖面,我们发现大角星的丰度修正高达-0.3 dex。我们对四颗贫金属基准星的分析结果表明,3961 μ m共振线与紫外线、光学和近红外线共振线之间的丰度一致。最后,我们讨论了银河系的化学演化铝的影响。
2017-08-07 astro-ph.SR
NLTE analysis of the methylidyne radical (CH) molecular lines in metal-poor stellar atmospheres
CH分子在非局部热力学平衡(NLTE)的分析进行的物理条件的冷恒星大气的典型红巨星(log g = 2.0,Teff = 4500 K)和太阳。目前的工作的目的是探讨是否CH分子的G-波段,这是常用的碳增强贫金属(CEMP)星的丰度诊断,是敏感的NLTE效应。用MULTI程序计算了LTE和NLTE理论谱。我们使用一维(1D)LTE流体静力学MARCS模型大气,参数代表11颗红巨星,金属丰度范围从[Fe/H] = -4.0到0.0,碳铁比[C/Fe] = 0.0,+0.7,+1.5和+3.0。CH分子模型由1981个能级、18377个辐射束缚-束缚跃迁和932个光解离反应表示。由于与自由电子和氢原子碰撞引起的跃迁的速率使用经典的配方计算。我们的计算表明,NLTE效应的CH分子的统计平衡是显着的,不能被忽略的C丰度的精确光谱分析。在G波段的NLTE效应随着金属丰度的降低而增加。我们表明,C丰度总是低估,如果LTE的假设。从CH特征推断的NLTE对C丰度的修正范围从太阳的+0.04 dex到金属丰度[Fe/H] =-4.0的红巨星的+0.21 dex。CH分子中LTE假设的结果是不可忽略的,在基于CH线的诊断光谱中必须考虑NLTE效应。我们在这里表明,在光学CH线的NLTE效应是不可忽略的太阳和红巨星,但进一步的计算是有必要调查的影响,在其他制度的恒星参数。
2022-12-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modeling the near-UV band of GK stars, Paper III: Dependence on abundance pattern
我们扩展了论文II中提出的NLTE模型网格,以两种方式探索丰度模式的变化:1)采用Asplund等人(2009)(GASS 10)丰度,2)对于金属丰度[M/H]为-0.5的恒星,采用α元素的非太阳增强+0.3 dex。此外,我们的网格的合成光谱能量分布(SED)内插到一个更好的数值分辨率在T_eff(Δ T_eff = 25 K)和log g(Δ log g = 0.25)。我们比较了从拟合LTE和非LTE SED推断出的T_eff和log g的值与在整个可见波段以及在特设“蓝色”波段中观察到的SED。我们比较了我们的techometrically推导出的T_eff值的各种T_eff校准,包括更多的经验,从文献中得出。对于太阳金属丰度的恒星,我们发现,采用GASS 10丰度降低推断的T_eff值25 - 50 K的晚型巨星,和NLTE模型计算的GASS 10丰度给出T_eff的结果是稍微更好地与其他T_eff校准。对于[M/H]=-0.5的恒星,有边际证据表明α增强的采用进一步降低了导出的T_eff值50 K。恒星参数推断拟合NLTE模型的SED比LTE模型的波长区域被拟合,我们发现,效果取决于如何沉重的线覆盖的拟合区域,无论是拟合区域是蓝色的Wien峰的恒星的SED,或两者兼而有之。
2013-04-17 astro-ph.SR
The Type IIb SN 2011dh - Two years of observations and modelling of the lightcurves
我们提出了光学和近红外(NIR)光度和光谱学以及IIb型超新星(SN)2011 dh的光变曲线的建模。我们广泛的数据集跨越两年,并补充斯皮策中红外(MIR)数据,我们用它来建立一个光学到MIR的热光度曲线之间的第3天和732天。为了模拟400天前的热辐射光变曲线,我们使用了一个网格的流体动力学SN模型和热辐射校正与稳态NLTE建模确定。使用这种方法,我们发现SN 2011 dh的氦核心质量为3.1(+0.7-0.4)太阳质量,与以前的结果在误差范围内一致。我们给出了Jerkstrand等人(2014)稳态NLTE模型在100至500天之间的测热光曲线和宽带光曲线,首选的12个太阳质量(初始质量)模型显示出与观察到的光曲线良好的总体一致性。我们发现在第100和250天之间的K和MIR波段的发展过剩,在此期间,也观察到光学下降率的增加。过量的本地起源建议由HeI 2.058微米吸收的深度。在此期间,在核心中具有适度尘埃不透明度的稳态NLTE模型再现了所观察到的行为,但在斯皮策4.5微米波段中仍然存在额外的过量。CO第一泛音带发射检测在第206天,并可能在第89天,并假设额外的过剩占主导地位的CO基波带发射,我们发现基本的第一泛音带比大大高于SN 1987 A中观察到的。本文总结了我们对SN 2011 dh的广泛观测和建模工作。流体动力学模型,稳态NLTE模型和恒星演化祖先分析的结果都是…
2015-05-24 astro-ph.SR
Atmospheric NLTE-Models for the Spectroscopic Analysis of Blue Stars with Winds. III. X-ray emission from wind-embedded shocks
在炽热的大质量恒星中,由风嵌入的激波发出的X射线/EUV辐射可以影响其外层大气的电离平衡,并且可以是产生高度电离物质的机制。为了让这些过程中的光谱分析的背景下,我们已经实现了这样的排放到我们的统一,NLTE模型大气/频谱合成代码FASTWIND。激波结构和相应的发射计算为用户提供的参数的函数。我们占的温度和密度分层内的冲击后冷却区,计算的辐射和绝热冷却的内部和外部风,分别。通过增加重要的K壳层不透明度来考虑冷风的高能量吸收,相应的俄歇电离率已被纳入NLTE网络。我们仔细测试和验证了我们的实现对各种替代模型大气代码的相应结果,并研究了冲击发射的影响,从He,C,N,O,Si和P的重要离子。令人惊讶的是,双电子复合原来发挥重要作用的电离平衡OIV/OV约Teff = 45,000 K。最后,我们研究了质量吸收系数kappa_nu(r)的行为,这在大质量星风中X射线线形成的背景下是很重要的。在几乎所有考虑的情况下,直接电离是主要的影响,俄歇电离显着影响只有NVI和OVI。径向常数kappa_nu的近似值在r > 1.2 Rstar和lambda < 18 A的情况下是合理的,并且也适用于许多较长波长的模型。然而,为了估计这个量的实际值,需要从详细的NLTE模型中计算HeII不透明度,至少对于波长长于18至20 A的波长,并且必须存在关于单个CNO丰度的信息。
2016-03-03 astro-ph.SR
Investigating non-LTE abundances of Neodymium (Nd) in metal-poor FGK stars
University of Florida(佛罗里达大学);United States Department of Energy(美国能源部);Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)(中国科学院云南天文台)
针对r过程场所约束需求,本研究构建Nd I/Nd II模型原子计算贫金属FGK星的钕NLTE丰度,校准得到与陨石值一致的太阳钕丰度,计算了大样本NLTE修正网格并明确了LTE偏离的特征规律。
2025-09-26 astro-ph.SR
Cloud modeling of a quiet solar region in H-alpha
我们提出色球云建模的基础上的H-α剖面采样图像的干涉二维光谱仪(IBIS)在邓恩太阳望远镜(DST)。我们选择所需的参考背景轮廓,通过使用理论NLTE轮廓合成。由此产生的云参数被转换成物理参数(温度和各种密度)的估计值。它们的平均值与VAL-C模型相当。
2010-01-18 astro-ph.SR
3D non-LTE corrections for Li abundance and 6Li/7Li isotopic ratio in solar-type stars I. Application to HD 207129 and HD 95456
太阳型恒星大气中的对流运动会引起多普勒频移,影响光谱吸收线的强度和形状,并产生略微不对称的线轮廓。元素丰度的一维LTE研究无法重现这种现象,这在模拟同位素精细结构的影响时变得特别重要,例如Li I共振双线的红翼上的6Li同位素产生的微妙凹陷。这项工作的目的是提供锂丰度,A(Li),和6Li/7 Li的比例,可以很容易地应用到纠正的一维LTE锂丰度在G和F矮星的近似太阳质量和金属丰度的3D和非LTE(NLTE)的影响。A(Li)和6Li/7 Li的修正计算使用3D NLTE和1D LTE合成锂线剖面的网格,分别从3D流体动力学CO 5 BOLD和1D流体静力学模型大气中产生。三维NLTE校正近似的解析表达式作为恒星参数的函数。这些应用于调整的1D LTE同位素锂丰度在两个太阳型恒星,HD 207129和HD 95456。根据所采用的恒星参数,推导出的3D NLTE校正范围为A(Li)的-0.01和+0.11 dex之间,以及6Li/7 Li比的-4.9和-0.4%之间。在6Li/7 Li比率的情况下,我们的修正总是负值,表明1D LTE分析可以显著高估(高达4.9个百分点)6Li在类太阳矮星大气中的存在。这些结果强调了可靠的3D模型大气结合NLTE线形成的重要性,以获得精确的同位素锂丰度。虽然3D NLTE频谱合成意味着大量的计算工作,但可以使用本工作中提出的参数工具获得结果。
2018-07-11 astro-ph.SR
Quantitative Spectroscopic J-band Study of Red Supergiants in Perseus OB-1
我们演示了如何红超巨星(RSG)的恒星的金属丰度可以从定量光谱测量到约3000的分辨率在J波段。我们已经获得了高分辨率的光谱样本的RSG人口的h和chi英仙座,在太阳附近的双集群。我们表明,仔细应用MARCS模型大气返回Z与太阳金属丰度一致的测量。使用两个合成光谱网格-一个在纯LTE中,一个用NLTE计算最重要的诊断线-我们测量Z = +0.04 +/- 0.10(LTE)和Z = -0.04 +/- 0.08(NLTE)的样本中的11个RSG的集群。我们降低我们的观测光谱分辨率,并发现这些值保持一致的分辨率小于3000的R。利用测量的有效温度,我们比较我们的结果与恒星演化理论,并找到很好的协议。我们构建了一个合成的集群光谱,并发现分析这一复合光谱与单星RSG模型返回一个准确的金属丰度。我们的结论是,RSG的理想目标,在近红外测量恒星形成星系的金属量为7-10 Mpc和高达10倍远,通过观察未解决的超级星团的综合光。
2014-04-23 astro-ph.SR
Non-Local Thermodynamic Equilibrium Transmission Spectrum Modelling of HD209458b
系外行星上层大气是低密度环境,辐射过程可以与碰撞过程竞争,并将非局部热力学平衡(NLTE)效应引入透射光谱。目的-我们开发了一个NLTE辐射转移框架,能够在广泛的行星特性范围内模拟系外行星传输光谱。方法-我们适应的NLTE光谱合成代码多云产生的大气结构和原子透射光谱在NLTE和当地的热力学平衡(LTE)的热木星HD209458 b,给出了一个公布的T-P配置文件,并假设太阳金属丰度。选定的光谱特征,包括H $α$,Na I D,He I $λ$ 10830,Fe I和II紫外(UV)带,和C,O和Si UV线,与文献观测和模型进行比较。针对各个谱线测量NLTE效应的强度,以识别哪些特征受到最强烈的影响。结果-开发的建模框架计算NLTE合成光谱再现文献结果的He I $λ$ 10830三重态,Na I D线,和森林的Fe I线的光学。相对于LTE光谱,NLTE光谱中的各个谱线表现出高达40%的更强吸收。
2020-06-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Efficient Calculation of Non-Local Thermodynamic Equilibrium Effects in Multithreaded Hydrodynamic Simulations of Solar Flares
了解太阳色球层的动力学对于了解太阳大气层的能量传输至关重要。色球层在许多波长下都是光学厚度,并由非局部热力学平衡(NLTE)描述,使得很难解释观测结果。此外,有相当多的证据表明,大气层是膨胀的,目前的仪器不足以解决小规模的功能。在耀斑中,很可能需要多线程模型来描述加热。NLTE效应和多线程建模的结合需要计算上苛刻的计算,这促使开发一种可以有效处理两者的模型。我们描述了一个求解器的实现在一个流体动力学代码的氢水平的人口,近似NLTE的解决方案。我们推导出一个准确的电子密度在整个大气中,其中包括非平衡电离的影响,氦和金属。我们展示了对流体动力学模拟的影响,这些模拟用于使用后处理辐射转移代码来合成光变曲线。我们证明了这个模型的实用性IRIS观测的一个小耀斑。我们表明,在镁II,C II和O I的多普勒频移可以解释与多线程模型的循环进行电子束加热,只要NLTE效应进行治疗。然而,强度与观测值并不匹配,这是由于对初始大气的假设。我们简要地展示了如何改变初始大气可以大大改变线的轮廓,因此导出量,并建议它应该调整到耀斑前的观测。
2018-11-23 astro-ph.SR
Linear wavelength correlation matrices of photospheric and chromospheric spectral lines: 1. Observations vs. modeling
本文研究了光球和色球谱线中不同波长的强度之间的线性相关系数。垂直传播通过分层太阳大气的波在不同的时间影响不同的波长。这导致在各种波长处强度的(非)相干性的特征图案。我们从观测资料中导出了几条光球和色球谱线的相关矩阵。为了与观测结果进行比较,我们从LTE建模方法,1-D NLTE模拟和3-D MHD模拟运行计算光谱的相关矩阵。我们也适用于相关方法在不同的光学深度层的温度图。我们发现所有的光球谱线都表现出相似的模式:谱线核心与红翼或蓝翼之间的相关具有明显的不对称性。这种模式不能通过模拟颗粒模式来复制,而是通过向上传播的波来复制。所有的色球层谱线都显示出一种更为复杂的模式。在Ca II H的情况下,单色波的1-D NLTE模拟产生与观测定性匹配的相关矩阵。光球的签名是很好地再现矩阵来自3-D MHD模拟。观测到的光球和色球谱线的相关矩阵是高度结构化的,每条谱线的相关矩阵具有特征性和不同的模式。与从模拟和简单建模得到的矩阵的比较表明,检测到的图案的主要驱动力是向上传播的波。应用相关方法的3-D温度立方体似乎是一个很有前途的工具,在未来的研究中,模拟结果和观测的详细比较。
2009-09-11 astro-ph.SR
The Pristine survey XIV: chemical analysis of two ultra-metal-poor stars
最贫金属恒星的元素丰度反映了早期银河系的条件和第一批恒星的性质。我们给出了两颗在巡天{ \em Pristine}中发现的超贫金属星([Fe/H]<-4.0)的光谱跟踪:Pristine 221.8781+9.7844和Pristine 237.8588+12.5660(以下分别称为Pr 221和Pr 237)。结合早期的观测数据,我们发现Pr 221和Pr 237的径向速度分别为-149.25 $\pm$ 0.27和-3.18 $\pm$ 0.19 km/s,没有证据表明2018年至2020年之间存在变化。从一维(1D)局部热力学平衡(LTE)分析,我们测量的[Fe/H] $_{\rm LTE}$ =-4.79 $\pm$ 0.14为Pr 221和[Fe/H] $_{\rm LTE}$ =-4.22 $\pm$ 0.12为Pr 237,在良好的协议与以前的研究。Li、Na、Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe和Sr的丰度是基于非LTE(NLTE)线形成计算得出的。当包括NLTE效应时,我们测量到略高的金属丰度:Pr 221和Pr 237的[Fe/H] $_{\rm NLTE}$ =-4.40 $\pm$ 0.13和[Fe/H] $_{\rm NLTE}$ =-3.93 $\pm$ 0.12。对Pr 221和Pr 237的G带分析产生[C/Fe] $_{\rm 1D-LTE} \le…
2021-09-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Oxygen lines in solar granulation. II. Centre-to-limb variation, NLTE line formation, blends and the solar oxygen abundance
背景:关于太阳氧丰度和3D模型在最近向下修订中的作用有一场激烈的辩论。这些模型已经用高分辨率的太阳地图集进行了测试。进一步的测试可以使用中心到肢体的变化来完成。目的:使用高质量的观测整个太阳表面的氧线,我们试图测试,如果3D和1D模型再现其所观察到的中心到边缘的变化(CLV)。特别是,我们试图评估是否三维模型是适当的,以获得太阳氧丰度。研究方法:利用我们最近对OI 777 nm、OI615.81nm、[OI] 630.03nm和其他元素的9条谱线的观测结果,对宁静日面的5个视角(0.2我们将它们与使用最新的线路形成代码,线路数据和允许LTE偏离计算的3D和1D模型的预测线路轮廓进行比较。OI 777 nm谱线的CLV也被用于获得对与H的非弹性碰撞的知之甚少的效率的经验校正。结果:3D模型通常很好地再现了管线的CLV观察结果,特别是氧气管线。从OI 777 nm线,我们发现,经典的Drawin配方稍微高估了H碰撞。OI 615.82 nm谱线的临边观测使我们能够确定这条谱线的分子的一个以前未知的贡献,在太阳临边普遍存在。[OI] 630.03 nm谱线的详细处理表明,3D建模与观测结果非常吻合。用三维模型导出的氧丰度分别为8.68(OI 777 nm)、8.66([OI] 630.03 nm)和8.62(OI 615.82 nm)。结论:这些额外的测试加强了丰度分析的3D模型和线条形…
2009-09-12 astro-ph.SR
The formation of the Milky Way halo and its dwarf satellites: a NLTE-1D abundance analysis. IV. Segue 1, Triangulum II, and Coma Berenices UFDs
我们目前的大气参数和丰度的化学元素从碳到钡的贫金属恒星Segue 1(七星),后发座(三星),三角座II(一星)超微弱矮星系(UFD)。有效温度依赖于用SAI MSU高加索天文台的2.5米望远镜获得的可见光和红外波段的新光度观测。根据非局部热力学平衡(NLTE)线的形成,得到了多达14种化学元素的丰度,并获得了多达5种元素的LTE丰度。这是我们首次在Seg 1 S1和S4中发现了丰富的氧,在ComaBer S2和Tri II S40中发现了丰富的硅,在Seg 1 S1-S6和ComaBer S1-S3中发现了丰富的钾,在Seg 1 S7中发现了丰富的钡。Segue 1中的三颗星、后发座中的两颗星和三角座II星的[Na/Mg]值很低,为-1.08至-1.67 dex,这通常被文献归因于大质量无金属恒星核合成产生的奇偶效应。我们解释这种化学性质作为第一批恒星的足迹,这是不模糊的,由于少量的核合成事件,有助于样本恒星的化学丰度模式。我们的NLTE丰度的后发座Berenices,Segue 1,和三角座II报告较低的[Sr/Ba]丰度比的UFD相比,在经典的矮球状星系和银河系晕。然而,在UFD中,就像在大质量星系中一样,[Sr/Ba]不是常数,它可以高于纯r过程比。我们提出了一个假说,贫金属双星的锶生产在最早的时代的星系演化。
2021-03-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Most Metal-Poor Stars. V. The CEMP-no Stars in 3D and Non-LTE
我们利用后1D、LTE文献分析,对富碳([C/Fe]{1D,LTE} > +0.7)、贫金属([Fe/ H_{1D,LTE} ] < -2.0)恒星的性质进行了研究。高激发C~I线用于约束G波段分析的3D、NLTE修正。对Yoon et al.和Yong et al.的1D、LTE汇编的校正产生了3D、LTE和3D、NLTE Fe和C丰度。在Yoon等人的汇编中,CEMP-no星的数量(加上其他八颗)从130颗(1D,LTE)减少到68颗(3D,LTE)和35颗(3D,NLTE)。对于Yong等人编制的-4.5 < [Fe/H] < -3.0的恒星,相应的CEMP-no分数分别从0.30变为0.15和0.12。我们提出了一个玩具模型的合并的两个人口的前星云的化学富集的第一个零重元素的恒星:C-丰富,超金属贫和C-正常,非常金属贫人口。该模型对CEMP-no星在A(C)和[C/Fe]与[Fe/H]平面上的一维、LTE丰度分布提供了合理的一级解释,范围为-4.0 < [Fe/H] <-2.0。Yoon等人的CEMP星群I包含19颗CEMP-no星(占星群的14%),其中4/9是双星,它们的[Sr/Ba]_{1D,LTE}值很大。这些数据支持Hansen等人(2016 b,2019)和Arentsen等人(2018)的观点,即这些恒星可能经历了AGB恒星和/或“自旋星”的富集。
2019-05-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
[C I] and [C II] emission in the circumstellar envelope of IRC +10216 I. Observational data and NLTE modeling of the [C I] emission
本研究通过观测IRC +10216星周包层的[C I]与[C II]发射谱线,结合NLTE建模分析C⁰分布,限定了发射壳层内边界,验证了外部FUV辐射场下的碳元素分布预期。
2023-05-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiative transfer in cylindrical threads with incident radiation VI. A hydrogen plus helium system
氦的谱线通常在太阳上观测到。这些观测包含了太阳外部结构的物理条件和He/H丰度变化的重要信息。在氢和氦谱线中可见的色球和日冕环状结构的建模需要使用基于圆柱几何中NLTE辐射转移的适当诊断工具。我们采用迭代数值方法求解NLTE辐射转移方程和原子能级布居数的统计平衡方程。这些方程交替求解氢和氦原子,使用圆柱坐标和规定的太阳入射辐射。电子密度由两个原子的电离平衡决定。包括二维效应。分析了主氦谱线的形成机理,并对圆柱体内部的氦源进行了定位。研究了谱线强度随温度、压力和氦丰度的变化。同时计算的氢和氦线,执行新的数值代码,允许环路模型的建设,包括扩展的温度范围。
2009-05-21 astro-ph.SR
A New Stellar Atmosphere Grid and Comparisons with HST/STIS Calspec Flux Distributions
空间望远镜成像光谱仪(STIS)测量了O、B、A、F和G型恒星的光谱能量分布(SED)。这些来自CALSPEC数据库的绝对通量与ATLAS-APOGEE ATLAS 9模式大气数据库使用卡方最小化技术在四个参数中计算的新光谱网格拟合。Castelli & Kurucz(CK 04)和我们新的综合LTE网格(BOSZ)的拟合质量进行了比较。对于温度较低的恒星,还评估了与MARCS LTE网格的拟合,而最热的恒星也与NLTE Lanz & Hubeny OB星网格拟合。不幸的是,这些NLTE模型在红外线中不能平滑过渡,以在Teff = 15,000 K的NLTE下限下与我们的新BOSZ LTE网格一致。新的BOSZ网格可通过太空望远镜研究所MAST档案获得,并且具有比CK 04更精细的采样红外波长尺度,这将有助于詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)观测到的恒星建模。我们对天狼星角直径的计算结果与地面干涉测量值一致.
2017-04-03 astro-ph.IM astro-ph.SR
Classical Cepheids in the Galactic thin disk I. Abundance gradients via non-local thermodynamic equilibrium spectral analysis
Università di Roma Tor Vergata(罗马第二大学);INAF – Osservatorio Astronomico di Roma(罗马天文台);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);ASI - Space Science Data Center(意大利航天局空间科学数据中心);University of Hawai’i at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino(都灵天文台);Texas Christian University(得克萨斯基督教大学);INAF -- Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(博洛尼亚天文物理与空间科学观测站);Sapienza Università di Roma(罗马第一大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte(卡波迪蒙特天文台);Parthenope University of Naples(那不勒斯帕泰诺佩大学);Università degli Studi di Bologna(博洛尼亚大学);The University of Tokyo(东京大学);Universidad de La Laguna(拉古纳大学);Odessa National University(敖德萨国立大学)
本文通过非局部热力学平衡光谱分析,研究银河薄盘中经典造父变星的丰度梯度,揭示了非线性行为和外盘化学特征。
2026-01-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing Na in giant exoplanets with ESPRESSO and 3D NLTE stellar spectra
本研究构建 FGK 恒星 Na I 的 3D NLTE 合成光谱网格,并用 ESPRESSO 数据校正巨型系外行星透射光谱中的 CLV+RM 效应,确认三个系统的 Na 探测并解释 HD 209458b 信号。
2024-10-21 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar laboratories. VII. New Kr IV - VII oscillator strengths and an improved spectral analysis of the hot, hydrogen-deficient DO-type white dwarf RE0503-289
为了对热星的高分辨率和高信噪比(S/N)光谱进行光谱分析,最先进的非局域热力学平衡(NLTE)模型大气是必不可少的。这在很大程度上取决于用于计算的原子数据的可靠性。新的Kr IV-VII振子强度的大量线允许构建更详细的模型原子为我们的NLTE模型-大气计算。这使我们能够在观察到的光谱中寻找额外的Kr线,并提高Kr丰度测定。我们计算了Kr IV-VII振子强度,以详细考虑NLTE恒星大气模型中的辐射和碰撞束缚跃迁,以分析热白矮星RE 0503 - 289的高分辨率和高S/N紫外(UV)观测中显示的Kr线。我们重新分析了有效温度和表面重力,并确定Teff = 70 000 +/-2000 K和log(g/cm/s ** 2)= 7.5 +/-0.1。我们在RE 0503 - 289的光谱中新鉴定了10条Kr V线和1条Kr VI线。我们测得Kr丰度为-3.3 +/-0.3(对数质量分数)。结果表明,在-40 km/s <vrad <+18 km/s的径向速度区间内,RE0503 - 289的星际吸收具有多速度结构。原子数据的可靠测量和计算是最先进的NLTE恒星大气建模的先决条件。用我们新计算的振子强度同时很好地再现了观测到的白矮星RE 0503 - 289紫外光谱中的Kr V-VII线轮廓。
2016-03-02 astro-ph.SR physics.atom-ph
Nucleosynthesis in a Primordial Supernova: Carbon and Oxygen Abundances in SMSS J031300.36-670839.31
SMSS J031300.36-670839.3(以下简称SM 0313 -6708)是一颗次巨星晕星,没有可探测到的Fe线,C和Mg相对于Ca的丰度很高。我们获得了延伸至3060埃的VLT-UVES光谱,显示出强的OH A-X谱带线,使得能够导出氧丰度。SM 0313 -6708中OH A-X带线比CH C-X带线强得多。光谱合成拟合表明[O/C]比为0.02 +-0.175。我们的高S/N UVES数据还使我们能够将Fe丰度极限降低到[Fe/H]{3D},NLTE < -7.52(3 sigma)。这些数据支持了我们之前的假设,即这颗恒星是由一颗大质量恒星第三星族超新星的贫铁喷出物形成的。
2015-05-15 astro-ph.SR
Modeling the Mg I from the NUV to MIR. II. Testing stellar models
本文测试了改进的Mg I原子模型在不同光谱型恒星中的应用,通过引入新的DW计算和理论跃迁数据,发现新模型显著降低了NLTE偏离系数的变异性,改善了粒子数耦合,并在红外和紫外波段对合成光谱产生显著影响。
2023-06-15 astro-ph.SR
Modeling Balmer line signatures of stellar CMEs
从太阳我们知道,日冕物质抛射(CME)是一种短暂的现象,通常与耀斑有关。它们对太阳质量损失和角动量损失产生影响,从而影响太阳演化,并构成空间天气的重要组成部分。恒星也是如此,但恒星CME仍然没有得到很好的约束,尽管新的方法已经建立,新的检测在最近的过去。到目前为止,恒星CME的可能探测已经提出,但它们的物理参数,如电子密度,光学厚度,温度等,不能直接从观测中获得,到目前为止,大多数已知事件都没有确定。我们应用云建模,通常用于太阳,从文献中的一个已知的事件,检测到年轻的dMe星V374钉。这一事件表现在巴耳末线蓝色一侧的额外发射。通过确定线源函数的一维NLTE建模与云模型配方,我们提出了这个事件的物理参数的分布。我们发现,除温度和面积外,其他参数都处于典型日珥参数的上限。发现事件的温度和面积高于在巴尔末线中观察到的典型太阳辐射。我们发现更多的解决方案的灯丝比日珥几何。此外,我们表明,细丝可以出现在发射dMe星相反的太阳的情况下。
2022-05-06 astro-ph.SR
Improving the Ni I atomic model for solar and stellar atmospheric models
中性镍(Ni I)在太阳大气中含量丰富,是对1900 - 3900 A光谱范围内辐射的发射和吸收有贡献的重要元素之一。以前,太阳大气的太阳辐射物理模拟(SRPM)模型只考虑了少数几个层次的这种物种。在这里,我们改进的Ni I原子模型,考虑到61个能级和490条谱线。我们使用SRPM代码计算这些水平在完整NLTE中的人口,并将由此产生的新兴频谱与观测结果进行比较。目前的原子模型大大改善了近紫外波长太阳光谱辐照度的计算,这对地球大气研究,特别是臭氧化学很重要。
2013-03-14 astro-ph.SR
Spectral modeling of circular massive binary systems: Towards an understanding of the Struve--Sahade effect?
背景:众所周知,一些次级效应会引起大质量双星光谱的变化。这些现象(如Struve-Sahade效应,难以正确确定光谱类型,.)已经在文献中被报道和记录。目的:我们模拟的光谱圆形大质量的双星在不同阶段的轨道周期和占的引力影响的伴星的形状和物理性质的恒星表面。方法:利用Roche势计算恒星表面,利用von Zeipel定理和反射效应计算表面温度。然后,我们在NLTE平面平行大气模型光谱的网格中插值,以获得每个表面点的局部光谱。最后,我们将所有贡献相加(考虑多普勒频移、边缘变暗等)。以获得总光谱。计算是针对不同的轨道相位和不同的物理参数和轨道参数进行的。结果:我们的第一个模型再现了Struve-Sahade效应的几条线。另一个影响是,表面温度分布是可见的,但我们目前的模型预测的分布与观测结果不一致。结论:在某些情况下,Struve-Sahade效应以及更复杂的谱线强度变化可能与本质上不对称的谱线轮廓的混合有关,这些谱线轮廓没有被去混合例程适当地处理。该模型还预测了(近)接触系统的线的系统变化。
2011-09-06 astro-ph.SR
Weak G-band stars on the H-R Diagram: Clues to the origin of Li anomaly
弱G波段(WGB)星是一类罕见的冷发光恒星,它们呈现出强烈的碳耗尽,但也有锂丰度异常,自50年代初首次发现这些奇特的天体以来,文献中很少探索。在这里,我们专注于富锂WGB星和报告他们的演化状态。我们探索不同的路径,提出一个尝试性的解释锂异常。使用存档数据,我们推导出WGB的基本参数(Teff,log g,log(L/Lsun)),使用依巴谷和最近的温标。根据6707 nm处Li共振线的等效宽度,我们统一推导出锂丰度,并在可能的情况下按照Lind等人(2009)描述的程序进行NLTE校正。我们还计算专用的恒星演化模型的质量范围为3.0至4.5 Msun,探索旋转引起的热盐混合的影响。这些模型被用来确定WGB星在H-R图上的位置,并探讨丰度异常的成因。WGB星在H-R图中的位置显示,它们是位于星团的中等质量恒星,质量在3.0到4.5 Msun之间,这意味着它们的演化状态在亚巨星/红巨星分支和核心氦燃烧阶段之间。大部分WGB星(超过50%)的大气层锂丰度A(Li)\geq 1.4 dex类似于富锂K巨星。然而,WGB星和富锂K巨星在H-R图中的位置表明两者是分离的。对WGB恒星的锂、碳和氮丰度模式的综合和初步一致分析似乎表明,碳丰度不足可能与锂和氮丰度过剩无关。
2011-12-13 astro-ph.SR
Early Grain Growth in the Young Protostellar Disk HH 212 Supported by Dust Self-Scattering Modeling
本研究通过分析ALMA和VLA的多波段观测数据,结合考虑尘埃散射的参数化耀斑星盘模型,证实HH 212原恒星盘存在早期尘埃增长,最大尘埃尺寸上限约130微米,并指出需构建0型/I型星盘的新尘埃成分模型。
2025-01-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR