Magneto-static modelling of the mixed plasma Beta solar atmosphere based on SUNRISE/IMaX data
我们的目标是建立太阳上层大气的三维磁场结构模型，包括不可忽略的等离子体β区域。我们使用高分辨率的光球磁场测量从日出/IMaX作为边界条件的静磁磁场模型。IMaX的高分辨率使我们能够解析光球和日冕之间的界面区域，但由于以下原因，对该区域进行建模具有挑战性。虽然日冕磁场被认为是无力的（洛伦兹力消失），但在光球层和低色球层的混合等离子体$β$环境中并非如此。在我们的模型中，压力梯度和重力自洽考虑和补偿非零洛伦兹力。在一定高度（约2 μ m）以上，非磁力变得非常弱，因此磁场变得几乎无力。在这里，我们应用线性的方法，其中的电流密度由场线平行电流和电流垂直于太阳的重力场的叠加。我们说明了这种方法的前景和局限性，并展望了一个非线性模型的扩展。
2015-11-17 astro-ph.SR
Aspects of Multi-Dimensional Modelling of Substellar Atmospheres
理论论证和观测表明，褐矮星和行星的大气层在化学和物理时间尺度上非常动态。因此，对这种亚恒星大气的建模比最初预期的要苛刻得多。这一Splinter（http：//star-www.st-and.ac.uk/Dsplch80/CS16/MultiDSplinter_CS16.html）将大气建模方面的新发展与新的观测技术以及行星和空间天气观测带来的新挑战结合起来。
2010-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR cs.CE
The impact of M-dwarf atmosphere modelling on planet detection
能够根据光谱观测准确估计恒星参数不仅对了解恒星本身很重要，而且对确定系外行星参数也至关重要。M矮星被认为是行星探测的目标，因为这些恒星质量较小，亮度较低，半径较小，因此可以探测到更小和更轻的行星。因此，M矮星可能被证明是研究行星分布的低质量端的有价值的来源，但为了做到这一点，必须首先注意足够好地了解宿主恒星的特征。到目前为止，有几个家庭的恒星模型大气。我们重点讨论M-矮星参数空间中的ATLAS 9、MARCS和Drift-Phoenix族。我们研究的差异（Tgas，pgas）结构，合成光度通量和相关的颜色indics.We发现ATLAS和MARCS模型之间的恒星大气的较热区域的差异。MARCS和Drift-Phoenix模型似乎在方差小于300 K的情况下更好地一致。我们编制了Johnson UBVRI和2 MASS JHK所有模型的宽波段合成测光通量。MARCS的通量在光学范围内不同于ATLAS和Drift-Phoenix模式。
2013-07-03 astro-ph.SR
Atmospheres and wind properties of non-spherical AGB stars
渐近巨星分支（AGB）恒星的风驱动机制通常被归因于两个步骤：首先，恒星大气中的气体被恒星脉动引起的冲击波悬浮，然后被新形成的尘埃上的辐射压力加速向外，引起风。这种风的动力学模型通常假设一个球对称的恒星。我们探讨了复杂的恒星表面结构的潜在后果，如预测的三维（3D）星在一个盒子建模的M型AGB星，对由此产生的风的性质，旨在改善目前的风模型。使用两种不同的建模方法; CO $^5$ BOLD 3D star-in-a-box代码模拟恒星的对流、脉动内部和低层大气，DARWIN一维（1D）代码描述风加速的动态大气。比较了两种模拟方法模拟的距离为$R\sim1-2R_\star$的内大气区的气体动力学。利用CO $^5$ BOLD模型的动力学性质和光度变化作为DARWIN风模型内边界的输入，模拟了巨对流单体和脉动的作用，并探讨了它们对动力学性质的影响。CO $^5$ BOLD模型具有固有的各向异性，激波阵面不均匀，光度振幅变化，与球对称的达尔文风模型相反。采用CO $^5$ BOLD导出的内边界条件的DARWIN风模型产生的风速和质量损失率与标准DARWIN模型相当，但风在10-20年的时间尺度上显示出较大的密度变化。
2018-08-15 astro-ph.SR
Sunbathing under white light -- 3D modelling of brown dwarf - white dwarf atmospheres with strong UV irradiation
褐矮星的大气层靠近它们的母体白矮星，代表了一些已知的最极端的辐射环境。了解它们复杂的动力学机制推动了理论和建模工作的极限，使它们成为有价值的研究对象，以测试当代对辐照大气的理解。我们使用Exo-FMS GCM对棕矮星WD 0137 - 349 B、SDSS J141126.20+200911.1B和EPIC 212235321 B进行了模拟，首先耦合到多带灰色辐射传输方案，然后耦合到光谱相关k方案和高温不透明度表。然后，我们使用gCMCRT对GCM结果进行后处理，以与现有的观测数据进行比较。我们的GCM模型预测强烈的温度倒置的大气，跨越几十年的压力，由于紫外线波段加热的影响。对模型的后处理表明，GCM结果中的昼夜对比度太小。因此，我们认为，云粒子的形成以及大气阻力效应，如磁阻力是重要的考虑因素，在设置昼夜温度对比这些对象。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chroma+GAS: An Expedited Solution for the Chemical Equilibrium for Cool Stellar Atmospheres
我们描述了一种独特的方法，以节省解决一般化学平衡和状态方程的问题，晚型恒星，包括双原子和多原子分子，这是快速，准确，适合响应近似数据建模应用程序，并更密集的建模方法，其中的气体平衡的计算必须加快，以允许其他方面得到更现实的对待。该方法，基于一种新的经济化的牛顿的线性化萨哈和守恒方程的解决方案的方法，已在Python中实现，并作为一个独立的包，GASPy，并已集成到互动的Python大气和光谱建模代码ChromaStarPy。因此，ChromaStarPy现在可以计算气体的状态、吸收体的数密度和表面通量谱，其中包含105种化学物质，包括34种双原子和16种多原子中性分子，以及H $^-$和H $_2^+$，以及许多中性和电离的原子物质。节约的方法收敛非常迅速，大大提高了代码的相关性晚型恒星和褐矮星光谱建模。我们提供了一个简单的概述气体的方法，并提出了一些说明性的结果的化学平衡和光谱的M-型亮巨星和矮星，和比较的PHOENIX/PPRESS包的结果。所有代码都可以从OpenStars网站：www.ap.smu.ca/OpenStars获得。
2022-06-02 astro-ph.SR
3D stellar atmospheres for stellar structure models and asteroseismology
对流是决定冷星包层结构的最重要的物理过程。它影响表面辐射通量和观测到的谱线轮廓的形状，并负责产生和抑制类似太阳的振荡等。恒星表面对流的三维数值模拟已经发展成为模拟和分析冷恒星表面物理机制的有力工具。本文讨论了用于此类应用的3D恒星大气的主要原则。恒星结构和演化理论的要求，使用它们作为边界条件进行了分析，以及使用日震和asteroseismology，以减少建模的不确定性和探测的一致性和准确性的3D恒星大气作为这个过程的一部分的能力。由不同的团队对太阳表面的模拟进行了比较，并讨论了这种建模方法的不确定性的一些问题。
2009-11-17 astro-ph.SR
Radiative hydrodynamic modelling and observations of the X-class solar flare on 2011 March 9
利用辐射转移和流体动力学模拟程序RADYN研究了太阳大气对非热电子束加热的响应。描述非热电子能量分布的参数的时间演化来自硬X射线观测的一个特定的耀斑，我们比较了建模和观测参数。通过对RHESSI X射线能谱的分析，获得了2011年3月9日发生的X1. 5级太阳耀斑期间非热电子束参数的演化。RADYN耀斑模型允许演化110秒，之后电子束加热结束，然后允许继续演化300秒。模拟耀斑参数进行了比较，从极紫外光谱测定的观测参数。该模型产生了一个比观测到的更热、更密集的耀斑环，也更快地冷却，这表明在耀斑的衰变阶段需要额外的能量输入。在爆炸蒸发阶段，一个高密度的冷物质区域通过日冕向上传播。这种材料经历了温度的快速上升，因为它无法辐射掉所有通过非热电子束和热传导沉积在它上面的能量。耀斑过渡区底部的一个狭窄的高密度（$n_{e} \le 10^{15}$ cm $^{-3}$）区域是模式大气中的光学线发射源。在耀斑的整个演化过程中计算了电子的碰撞停止深度，发现低层大气的压缩可能允许电子更远地穿透到耀斑大气中，而不是安静的太阳大气。
2015-04-28 astro-ph.SR
The Solar Photospheric Nitrogen Abundance: Determination with 3D and 1D Model Atmospheres
我们提出了一个新的太阳氮丰度的测定利用太阳光球的三维流体动力学模型，这是更物理的动机比传统的静态一维模型。我们选择了合适的原子谱线，依靠等效宽度测量已经存在于文献中。对于大气建模，我们使用了co 5 bold 3D辐射流体动力学代码。我们研究了偏离当地热力学平衡（非LTE效应）和光球不均匀性（颗粒效应）对丰度的影响。我们还比较了几个图集的太阳通量和中心盘强度目前可用。作为我们分析的结果，光球太阳氮丰度为A（N）= 7.86 +/- 0.12。
2009-12-02 astro-ph.SR
NLTE analysis of spectra: OBA stars
讨论了NLTE模式大气的计算方法。NLTE微量元素的程序进行了比较，与完整的NLTE模式大气计算。LTE和NLTE大气建模之间的差异进行了评估。讨论了模型原子的构造方法。最后，膨胀的热恒星的大气风的模拟进行了简要的评论。
2014-06-13 astro-ph.SR
Synoptic solar radio observations as proxies for upper atmosphere modelling
高层大气的规格强烈依赖于太阳代理，可以正确地再现太阳能量输入的紫外线。虽然在10.7厘米（也称为F10.7指数）的微波通量已被常规用作太阳代理，我们表明，在其他波长的无线电通量提供了宝贵的补充信息，提高其价值的高层大气建模。我们将来自不同天文台的每日观测结果合并为一个单一的均匀数据集，这些数据集的波长为30、15、10.7、8和3.2厘米，时间跨度为1957年至今。使用盲源分离（BSS），我们表明，他们的旋转调制包含三个贡献，这可以解释在热韧致辐射和陀螺共振发射。后者占F10.7指数旋转变异的90%。大多数太阳代理，如MgII指数，是非常好的重建简单的线性组合的无线电通量在不同的波长。30厘米处的通量是一个很好的替代指标，比F10.7指数更适合于模拟热层-电离层系统，这很可能是因为它从热韧致辐射中得到了更强的贡献。这种更好的性能说明在这里通过观察到的热层密度之间的比较，和重建的阻力温度模型。
2014-02-17 astro-ph.SR physics.space-ph
The effect of winds on atmospheric layers of red supergiants I. Modelling for interferometric observations
红超巨星（RSG）是在核心坍缩超新星之前演化的大质量恒星。触发大气层质量损失的物理过程仍然没有完全了解。基于$α$ Ori的观测资料，最近发展了一种新的半经验方法，在RSG的静力模式大气中加入风。我们使用这种方法添加风的MARCS模型大气计算合成观测值，比较空间分辨干涉观测模型。我们提出了一个案例研究模型发表的数据HD 95687和V602汽车获得VLTI/琥珀。我们使用辐射转移程序Turbospectrum计算了不同质量损失率下的模型强度、光谱和辐射度。对模型进行卷积以匹配VLTI仪器的不同光谱分辨率，研究对应于重力和MATISSE数据的$K$、$L$和$M$波段的$1.8-5\,\mathrm{μm}$波长范围。我们比较了模型的光谱和vibrations与公布的VLTI/AMBER数据。合成的vibrium再现观察到的下降，在CO，SiO和水层中没有显示在vibrium的基础上单独的MARCS模型。对于案例研究，我们发现，加入风的MARCS简单的辐射平衡显着改善协议的vitrium和光谱。我们的研究结果再现了观测到的扩展到几个恒星半径的大气。本文显示了我们的模型来描述扩展大气中的RSG的潜力：它可以重现的光谱和vibrium的形状更好的精度比以前的模型在CO和水线。该方法可以扩展到其他波段的光谱和干涉数据。我们提供的温度和密度分层，首次成功地再现所观察到的RSG大气的干涉特性。
2022-10-26 astro-ph.SR
Thermal Convection in Stars and in Their Atmosphere
热对流是一般恒星中热量传输和混合的主要机制之一，也是我们用天文仪器观测到的发出辐射的光球层中的主要机制之一。本课堂讲稿首先介绍对流在天体物理学中的角色，并解释对流的基本物理。其次是对流模型的概述。随后讨论了基于数值模拟建模的挑战和陷阱。最后，前面介绍的概念的一个特定的应用程序进行了更详细的描述：对流过冲到稳定分层层周围的对流区在恒星的研究。
2020-01-30 astro-ph.SR
Modelling the connection between propagating disturbances and solar spicules
本文利用三维MHD模型表明，传播扰动是沿磁场传播的慢磁声脉冲，与针状体及过渡区抬升同时产生，并可能加热低日冕、驱动快速太阳风。
2024-06-24 astro-ph.SR
The influence of photo-induced processes and charge transfer on carbon and oxygen in the lower solar atmosphere
为了预测太阳大气中的线发射，需要根据发射是来自色球层还是日冕而有根本不同的模型。在两个区域之间的某个时刻，两种模拟制度之间必须有变化。最近对太阳过渡区碳线和氧线日冕模型的扩展表明，单电荷和双电荷离子以及类锂离子的发射有所改善。然而，仍然存在差异，特别是对于单电荷离子和互组合线。这项工作的目的是探索额外的原子过程，可以进一步改变离子内的电荷态分布和能级分布，以解决一些差异。为此，激发和电离所造成的辐射场和原子-离子碰撞已包括在内，随着重组通过电荷转移。建模进行使用的条件，将存在于安静的太阳，这使得原子过程的一部分，在不断变化的日冕建模，独立于动态和瞬态事件发生在等离子体中发挥评估。的分数离子布居的过程中的效果，以及在水平人口所带来的新的激发机制的变化。还显示了低电荷状态的选定谱线的贡献函数，以展示低层大气中谱线发射可能受到新模型影响的程度。
2021-02-18 astro-ph.SR physics.atom-ph
Modelling the effect of stellar metallicity on the XUV evolution of low-mass stars and its impact on exoplanet atmospheres/habitability
本研究建模恒星金属丰度对低质量恒星XUV演化及系外行星大气的影响，发现富金属恒星自转减慢更快、宜居带XUV通量更大，导致大气蒸发更快，且高质量恒星中金属丰度影响超过初始自转周期。
2025-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mg line formation in late-type stellar atmospheres: I. The model atom
镁通常在晚型恒星中使用中性镁线来追踪，这预计会偏离LTE。从原子物理学的角度来看，镁的天体物理重要性以及相对简单，使其成为恒星大气中详细的从头算非LTE建模的主要目标和测试平台。对于Mg i的低激发态，采用R-矩阵方法计算了电子碰撞数据.中性氢碰撞增宽的计算也进行了数据丢失。这些计算，连同文献中的数据，被用来建立一个模型原子。首先，通过与具有已知参数的基准恒星的观测光谱进行比较来测试建模。第二，通过大量的实验探索了谱线的行为和不确定性，在实验中改变或删除了碰撞数据。模拟的光谱与观测光谱吻合得很好。与LTE相比，导出的丰度中的线到线散射显示出改进。在太阳和大角星光谱中观察到的7和12微米处的Mg发射特征被合理地很好地再现。该模型预测，无论是太阳的金属丰度和贫金属，在矮星的非LTE丰度校正是非常小的（0.01德克斯的顺序），甚至比以前的研究中发现的更小。在巨星中，各线之间的校正变化很大，但可以大到0.4 dex。我们的研究结果强调，需要准确的数据与电子和H原子的碰撞精确的非LTE预测恒星光谱，但表明，这样的数据可以计算和从头算非LTE建模不诉诸自由参数是可能的。一系列恒星参数的偏离系数和丰度修正网格计划在即将发表的论文中提出。
2015-04-28 astro-ph.SR
Expect the unexpected: non-equilibrium processes in brown dwarf atmospheres
褐矮星的大气层是一个化学物质极其丰富的，一个例子是由大气气体的相不平衡驱动的云的形成。云形成模型是任何大气模拟的一个组成部分，用于解释超冷物体的光谱观测，并确定log（g）和Teff等基本参数。这篇关于“盖亚和看不见的：褐矮星问题”的讨论会首先总结了什么是模型大气模拟，然后提出了两个想法：A）使用大量的模型族来确定具有现实置信区间的基本参数。B）密切关注意外情况，例如，等离子体过程产生的电离特征
2014-07-17 astro-ph.SR
An empirical view of the extended atmosphere and inner envelope of the asymptotic giant branch star R Doradus. II. Constraining the dust properties with radiative transfer modelling
通过辐射传输建模研究R Doradus尘埃性质，发现光子散射不足以驱动风，需其他机制补充。
2025-11-25 astro-ph.SR
Dynamically coupled kinetic chemistry in brown dwarf atmospheres I. Performing global scale kinetic modelling
本研究将mini-chem化学模块耦合到Exo-FMS大气环流模型，开展褐矮星全球尺度动力学化学模拟，发现化学物质整体均匀但局部风暴区混合比差异可达±100%，为理解褐矮星大气流动与化学组成的关联提供新支撑。
2023-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Line formation in AGB atmospheres including velocity effects. Molecular line profile variations of long period variables
演化的红巨星的大气层受到恒星内部脉动和恒星风的影响。由此产生的复杂的速度场严重影响在近红外光谱中观察到的分子线轮廓。借助于模型计算，着重研究了AGB大气中复杂谱线的形成过程，重点讨论了速度效应。此外，我们的目标是大气模型，能够定量再现线轮廓变化中发现的脉动晚型巨星的光谱。在化学平衡和LTE的假设下，通过求解包括速度效应在内的球形几何中的辐射转移，使用描述脉动增强的沙尘驱动风的模型来计算合成光谱。径向速度来自多普勒频移合成线剖面提供的气体速度的光谱特征的线形成区域的信息。在动力学模型的基础上，我们详细研究了AGB光谱中的各种分子特征起源于非常扩展的大气的不同几何深度的发现。我们表明，该模型能够定量再现的特征线轮廓的变化线采样深光球。典型的LPV的全球速度场也逼真地再现。关于其他模拟结果的差异可能的原因进行了概述。此外，我们提出了一个模型，显示CO dv=3线轮廓的变化与观测到的光谱的SRVs和讨论，在这些对象中的非发生线加倍可能是由于密度效应。我们的线轮廓建模的结果是另一个迹象表明，这里研究的动态模型正在接近一个现实的代表性外层的AGB星。
2010-02-09 astro-ph.SR
The adventure of carbon stars - Observations and modelling of a set of C-rich AGB stars
模拟恒星大气是现代天文学中一项复杂而有趣的任务。系统地比较模型与多技术观测是约束它们的唯一有效方法。目的：我们进行了一个自洽的模拟大气中的六个富C AGB星：R Lep，R，Y Pav，AQ Sgr，U Hya和X TrA，目的是扩大知识的动态过程中发生的大气。方法.我们使用VLTI/VLBI干涉观测，结合分光光度数据，并将它们与自洽动力学模型大气进行比较。结果：该模型能较好地再现1μm波长范围内的SED数据和8 ~ 10μm波长范围内的干涉观测数据。差异可能是由于数据和模型相关效应的组合。最适合Miras的模型明显延长，具有突出的壳状结构，而最适合非Miras的模型更紧凑，显示出较低的平均质量损失。质量损失是情节或多周期的性质，但导致视觉振幅显着大于所观察到的。从模型拟合中得到恒星参数：T_eff，L_bol，M，C/O，$\dot{\text{M}}$。我们的研究结果与文献值的不确定性。T_eff和L_bol也与由角直径θ_{（V-K）}导出的T和由SED拟合导出的L_bol吻合良好，但AQ Sgr除外。最后，Miras模型的θ_Ross和θ_（V-K）的一致性要比非Miras模型的好，这可能与非Miras模型的情节性质有关。我们还在H-R图中定位了恒星，并将它们与进化轨迹进行了比较。我们发现从模型拟合得到的主要性质与碳星的TP-AGB演化计算（COLIBRI代码）符合得很好。
2017-01-16 astro-ph.SR
The enigmatic winds of Wolf-Rayet stars: Results from dynamically consistent atmosphere modelling
本文利用动力学自洽大气建模研究沃尔夫-拉叶星星风的本质与起始机制，揭示了其随质量、金属丰度和表面氢的非线性依赖关系，并讨论了其对恒星演化的影响及待解决问题。
2022-09-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
GrayStar: A Web application for pedagogical stellar atmosphere and spectral line modelling and visualisation II: Methods
GrayStar是一个恒星大气和谱线建模，后处理和可视化代码，适用于课堂演示和实验室风格的任务，已在Java中开发并部署在JavaScript和HTML中。计算模型和后处理的观测数据，以及可视化由此产生的大气结构和观测数据所需的唯一软件是一个通用的Web浏览器。因此，代码将运行在任何常见的PC或相关的X86（-64）计算机上，这些计算机通常用于教室数据投影仪，在本科计算机实验室中找到，或者学生自己拥有，包括那些具有高度便携式外形的计算机，如上网本和平板电脑。用户不需要有编译源代码、阅读数据文件或使用绘图包的经验。更高级的学生可以使用普通Web浏览器提供的开发人员工具查看JavaScript源代码。该代码是基于近似的灰色大气的解决方案，并在当前常见的PC上运行足够快，以提供接近瞬时的结果，允许实时探索参数空间。我描述了Java和JavaScript所必需的计算策略和方法。在随附的文件中，我描述了用户界面及其输入和输出，并建议具体的教学应用和项目。我已经将应用程序本身以及HTML、CSS、JavaScript和Java源文件提供给社区。Web应用程序和源文件可以在www.ap.smu.ca/~ishort/GrayStar上找到。
2014-09-05 astro-ph.SR physics.ed-ph
GrayStar: A Web application for pedagogical stellar atmosphere and spectral line modelling and visualisation
GrayStar是一个恒星大气和谱线建模，后处理和可视化代码，适用于课堂演示和实验室风格的任务，已在Java中开发并部署在JavaScript和HTML中。计算模型和后处理的观测数据，以及可视化由此产生的大气结构和观测数据所需的唯一软件是一个通用的Web浏览器。因此，代码将运行在任何常见的PC或相关的X86（-64）计算机上，这些计算机通常用于教室数据投影仪，在本科计算机实验室中找到，或者学生自己拥有，包括那些具有高度便携式外形的计算机，如上网本和平板电脑。用户不需要有编译源代码、阅读数据文件或使用绘图包的经验。更高级的学生可以使用普通Web浏览器提供的开发人员工具查看JavaScript源代码。该代码是基于近似的灰色大气的解决方案，并在当前常见的PC上运行足够快，以提供接近瞬时的结果，允许实时探索参数空间。我描述了用户界面及其输入和输出，并建议具体的教学应用和项目。因此，本文可作为教师和学生的GrayStar用户手册。在随附的论文中，我描述了Java和JavaScript所必需的计算策略和方法。我已经将应用程序本身以及HTML、CSS、JavaScript和Java源文件提供给社区。Web应用程序和源文件可以在www.ap.smu.ca/~ishort/GrayStar上找到。
2014-09-05 astro-ph.IM astro-ph.SR
Resolving the extended atmosphere and the inner wind of Mira ($o$ Ceti) with long ALMA baselines
原型米拉变量，$o$ Cet（米拉），已被视为2014年ALMA长基线活动的科学验证目标，最长基线为15公里。ALMA清楚地解决了图像的连续谱和分子线的发射/吸收在220 GHz的角分辨率为~30 mas。我们对$^{28}$ SiO v=0，2 $J$ =5-4和H $_2$ O $ν_2$ =1 $J(K_a,K_c)$ =5（5，0）-6（4，3）跃迁的数据进行了成像，并提取了从各种视线到Mira扩展大气的光谱。在成像过程中，我们遇到了模糊的图像和光谱，似乎是有关的CLEAN算法的性能。我们解决了米拉的毫米连续发射和我们的数据是一致的，与2611 $\pm$ 51 K的亮度温度的射电光球，与最近获得的结果与VLA。我们没有确认存在一个紧凑的区域（<5 mas）的亮度增强。通过模拟SiO和H $_2$ O谱线，我们得到了Mira扩展大气中的气体密度、动力学温度、分子丰度和出流/入流速度。我们发现含SiO气体在超过4 $R_\star$和$\lesssim$ 600 K的动力学温度下开始耗尽。内部的尘埃壳可能由纯硅酸盐以外的颗粒组成。在这次观测中，米拉的大气层通常呈现出下坠运动，在射电光球层外有一个速度为$\lesssim$ 12 km/s的激波阵面。流体动力学模型CODEX预测的结构可以以惊人的细节再现观测到的光谱;而其他一些模型在面对新数据时失败了。结合辐射传输模型，ALMA…
2016-03-10 astro-ph.SR
Simplified 3D GCM modelling of the irradiated brown dwarf WD0137-349B
内容：白矮星-棕矮星短周期双星（P $_{\rm orb}$ $\lesssim$ 2小时）是一些已知的最极端的辐射大气环境。这些系统提供了一个机会，探索不同的典型热木星系统的辐照大气的理论和建模工作。目的：研究棕矮星WD 0137 - 349 B的三维大气结构和动力学性质。方法：采用三维GCM模式Exo-FMS，采用双波段灰色辐射传输方案，模拟WD 0137 - 349 B的大气。用三维蒙特卡罗辐射传输模式\textsc{cmcrt}对GCM模式的结果进行后处理。结果：我们的研究结果表明，WD 0137 - 349 B的昼夜能量输送效率低下，昼夜温度差异大。存在多种流型，根据其纬向和纬度向东或向西不对称地转移能量。翻转区域产生于西终结者。我们能够重现的开始系统近红外发射过量$\gtrsim$ 1.95 $μ$ m的GNIRS仪器所观察到的。我们的模型通过$\approx$ 1-3的因子过度预测了IR相曲线通量，但通常很好地拟合了相曲线的形状。使用\textsc{vulcan}的化学动力学模型表明，在高海拔地区，一个高度电离的区域可以形成在棕矮星的向阳面。结论：我们首次尝试在三维环境中模拟短周期白矮星-棕矮星双星的大气。需要进一步研究紫外线照射的辐射和光化学加热，以更准确地捕获棕矮星大气层内的能量平衡。云的形成也可能在形成褐矮星的发射光谱中起重要作用。
2020-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling the He I triplet absorption at 10830 Angstroms in the atmosphere of HD 209458 b
HD 209458 b是一颗系外行星，其上层大气正在经历吹离逃逸，主要是通过测量Ly-alpha吸收来研究的。最近，高分辨率测量的吸收在10830埃的几个系外行星（包括HD 209458 b）的He I三重线已被报道，创造了一个新的机会，探测逃逸的大气。我们的目标是更好地了解HD 209458 b的大气区域，即逃逸的起源地。我们开发了一个一维流体动力学模型与球对称的HD 209458 b热层耦合的非本地热力学模型的人口的He三重态。此外，我们进行了高分辨率的辐射转移计算的合成光谱的He三重线，并将它们与测量的吸收光谱，以检索有关的大气参数的信息。我们发现，测量的光谱将[H]/[H $^{+}$ ]跃迁高度限制在1.2 ~ 1.9Rp范围内。H在2.9Rp以上的高度几乎完全电离。我们还发现X射线和极紫外吸收发生在有效半径1.16 - 1.30Rp之间，He三重态密度峰值出现在高度1.04 - 1.60Rp之间。此外，平均毫米波被限制在0.61-0.73克/摩尔区间，热层氢/氦比应大于90/10，最有可能约为98/2。我们还提供了一个一对一的质量损失率和温度之间的关系。基于能量限制逃逸方法，假设加热效率为0.1-0.2，我们得到了质量损失率为（0.42-1.00）$\times 10^{11}$ g/s，相应的温度范围为7125 - 8125 K。对测得的He三重态吸收光谱的分析，大大…
2020-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The HST large programme on $ω$ Centauri -- V. Exploring the Ultracool Dwarf Population with Stellar Atmosphere and Evolutionary Modelling
棕矮星由于其持续冷却和光谱对成分的高度敏感性，可以作为银河系演化历史的时钟和化学示踪剂。我们关注的是球状星团中的褐矮星，它们是银河系中一些最古老的同时代种群的宿主。目前，球状星团中还没有棕矮星被证实，但它们有望通过JWST等先进的观测设施被发现。在本文中，我们提出了一套新的恒星模型，专门设计来调查低质量恒星和褐矮星的$ω$半人马座-最大的已知球状星团。我们的模型的参数来自迭代拟合HST测光的主要序列成员的集群。尽管复杂的丰度分布和存在的多个主要序列在$ω$半人马座，我们发现，模态色星等分布可以表示为一个单一的恒星星族在这项研究中确定的参数。观测到的光度函数是很好的代表两个不同的恒星星族具有太阳和增强氦的质量分数和一个共同的初始质量函数，与以前的研究一致。我们的分析证实，个别化学元素的丰度在确定低质量星系团成员的物理性质中起着关键作用。我们使用我们的模型来预测褐矮星的颜色和大小在预期的JWST近红外摄像机数据，确认开始的亚恒星序列应检测到在即将到来的观测在$ω$半人马座。
2022-03-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling the near-IR spectra of Jupiter using line-by-line methods
我们用英澳望远镜在K和H波段获得了木星的长缝红外光谱，分辨率为2260。使用线的，辐射转移模型与最新的，改进的谱线数据的甲烷和氨，我们推导出一个模型的纬向特性在大气中的这个巨大的行星。我们使用不同的云不透明度分布将我们的模型拟合到2.1 μm可见的区域和带的光谱。模拟的光谱为每个区域匹配观测非常好，在K波段和低压区的H波段。我们对上层云分布的研究结果与以前的模型（Banfield等，1998）拟合低分辨率，棱纹光谱是一致的。为了寻找弱吸收大气成分而获得和模拟高分辨率行星光谱的能力可以对行星大气的化学成分提供更好的约束。
2011-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Opacity modelling of heavy-metal hot subdwarfs. Photoionization of Sr$^0$, Y$^{+}$ and Zr$^{2+}$
重金属热次矮星（sdB和sdO）代表了一小群恒星，它们的大气层中有异常高浓度的反式铁元素，丰度约为太阳的10000倍。一个例子是LS IV-14 $^{\circ}$ 116，其中在4000 - 5000 A的光学波段中观察到Sr II、Y III和Zr IV的多个重金属吸收线。利用完全相对论性的狄拉克原子R矩阵（DARC）计算了Sr $^{0}$，Y $^{+}$和Zr $^{2+}$从基态到20激发能级的光电离截面.我们用截面和振子强度来模拟热亚矮星的光谱。我们获得了完整的光电离截面的研究中的三个离子。我们使用这些数据来计算热亚矮星的恒星大气的不透明度，并表明，对于在一些重金属亚矮星中观察到的过剩，特别是锆的光激发，确实在模型中提供了一些回暖。
2020-04-28 astro-ph.SR physics.atom-ph
Planet and star synergy at high spectral resolution. A rationale for the characterisation of exoplanet atmospheres. I. The Infrared
上下文高分辨率的系外行星大气光谱学正在迅速普及，以测量原子和分子物种的存在。虽然这种技术对地球大气层中的污染物吸收具有鲁棒性，但非稳态恒星光谱会产生不可忽略的噪声源，这些噪声可能会改变甚至阻止检测。目标。我们的目标是使用三维恒星模拟直接从观测中去除恒星的特征，并在与行星大气方法模板交叉相关之前。我们计算合成光谱从三维模拟恒星对流，我们把它们与一个分析模型再现正确的几何形状的过境系外行星。我们将该方法应用于HD 189733，并分析其托管系外行星的透射和发射光谱。此外，我们还分析了非凌日系外行星51 Pegasi b的发射光谱。结果我们发现一个显着的改善，在行星的可探测性时，删除恒星光谱与我们的方法。我们表明，该方法优于一个简单的参数化的恒星线轮廓或使用一维恒星模型。这是由于对流的内在处理，这使我们能够正确地再现不对称的谱线，模型中心到边缘的变化和Rossiter-McLaughlin效应。在51飞马座b的情况下，我们成功地确认了以前的试探性探测行星的K波段光谱由于改进抑制恒星残差。未来的高分辨率观测将受益于与恒星光谱学的协同作用，并可用于测试恒星大气中物理过程的正确建模。我们强调了建模技术和不透明度来源的知识的关键改进，以将这项工作扩展到较短的波长和较晚类型的恒星。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetohydrostatic modelling of stellar coronae
我们向恒星物理学界介绍了一种模拟恒星日冕的方法，这种方法可以被认为是势场的延伸。在这种方法中，将磁场耦合到背景大气。该模型是磁流体静力学（MHS），是一个平衡之间的洛伦兹力，压力梯度和重力。分析的解决方案是可能的，我们认为在本文中的一个特殊的平衡类。该模型包含两个自由参数和这些对冠状磁场的几何形状和拓扑结构的影响进行了研究。演示的方法是使用来自塞曼多普勒成像的0.75 M $_{\odot}$ M-矮星GJ 182的磁图。
2015-11-19 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Improving the atomic modelling for solar UV radiative transfer calculations
本文改进Lightweaver代码中C、Si、S低电荷态的原子建模，利用CHIANTI等数据，显著改善1100-1700Å紫外连续谱与宁静太阳观测的吻合，消除对缺失不透明度的依赖。
2025-08-08 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.atom-ph
MPS-ATLAS library of stellar model atmospheres and spectra
恒星光谱包含了大量关于恒星大气状况的信息。然而，提取这些信息是具有挑战性的，需要全面的数值建模。在这里，我们提出了恒星光谱合成使用最近开发的国家的最先进的MPS-ATLAS代码上的恒星基本参数的细网格。这些计算已被广泛验证对太阳和恒星的观测，并可用于各种天体物理学的应用。这些光谱可在马克斯·普朗克数字图书馆（MPDL，https://edmond.mpdl.mpg.de/dataset.xhtml?）上获得persistentId=doi：10.17617/3.NJ56TR），并已被纳入ExoTiC-LD python包（https：//github.com/Exo-TiC/ExoTiC-LD/），该包返回用于软件包Exoplanet Timeseries Characterisation（ExoTic）的恒星临边暗化系数。
2023-03-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
MOVES IV. Modelling the influence of stellar XUV-flux, cosmic rays, and stellar energetic particles on the atmospheric composition of the hot Jupiter HD 189733b
热辐射源为研究高能辐射对系外行星大气中的前生物合成的潜在贡献提供了宝贵的天然实验室。在MOVES（eVaporating Exoplanet及其恒星的多波长观测）计划的第四篇论文中，我们研究了不同类型的高能辐射对热木星HD 189733b大气中有机和前生物分子产生的影响。我们的模型结合了MOVES计划的X射线和紫外线观测以及3D气象局统一模型的3D气候模拟，通过STAND2019网络模拟大气成分和动力学化学。此外，银河系宇宙射线和恒星高能粒子的影响也包括在内。我们发现，被照射的昼面和阴暗的夜面之间辐射场的差异导致化学丰度的变化比宿主恒星XUV发射的变化更强烈。我们确定铵（NH4+）和氧（H3O+）的指纹离子电离的大气由银河系宇宙射线和恒星粒子。所有被考虑的高能辐射类型都对关键有机分子的丰度有增强作用，如氰化氢（HCN），甲醛（CH2O）和乙烯（C2H4）。后两种是氨基酸甘氨酸（C2H5NO2）生产途径中的中间体，其丰度足以通过JWST进行潜在检测。
2021-06-16 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
