Abundance of beryllium in the Sun and stars: The role of non-local thermodynamic equilibrium effects
早期的研究表明，偏离局部热力学平衡（LTE）在太阳和恒星大气中Be II 313 nm共振线的形成中起次要作用。最近的改进，在原子数据允许一个更完整的模型原子的Be被构造和有效性，这些索赔重新评估使用更先进的最新原子物理学。因此，本研究的主要目标是重新聚焦于非局部热力学平衡（NLTE）效应在太阳和恒星大气中Be II 313.04和313.11 nm共振线形成中的作用。为此，我们使用最近可用的新原子数据构建了Be的模型原子。模型原子包含98个能级和383个Be I和Be II的辐射跃迁，并使用最新的电子和氢碰撞率。这使得它成为用于确定1D NLTE太阳能Be丰度和研究NLTE效应在Be II 313 nm共振线形成中的作用的最完整的模型原子。我们发现，从LTE的偏差有显着的影响，在太阳和恒星大气中的Be II 313 nm线的强度。对于太阳，我们得到了1D NLTE Be丰度A（Be）_NLTE = 1.32 +/-0.05，这与陨石值A（Be）= 1.31 +/-0.04非常一致。重要的是，我们发现NLTE效应在FGK星中变得显着。此外，有一个显着的变化，在1D NLTE-LTE丰度校正与有效温度和金属丰度。因此，与我们以前的理解相反，所获得的结果表明，NLTE效应在恒星大气中Be线的形成中起着重要作用，在Be丰度研究中必须适当考虑，特别是在贫金属恒星中。
2022-01-03 astro-ph.SR
Lithium abundances of halo dwarfs based on excitation temperatures. II. NLTE
决定恒星锂丰度的最重要因素之一是有效温度。在作者之前的研究中，使用Fe线形成的局部热力学平衡（LTE）描述推导出了16个贫金属晕矮星的新有效温度Teff。这个新的Teff量表加强了这种差异。对于我们以前研究中的六颗恒星，我们使用非局部热力学平衡（NLTE）方法计算了修订后的温度。然后，这些被用来获得一个新的平均原始锂丰度，试图解决锂的差异。使用代码MULTI，我们计算NLTE的LTE丰度的Fe I线测量的六颗星，并确定新的Teff的。我们将其他物理参数，即log g、[Fe/H]和xi保持在文献I中计算的值不变。利用修订后的Teff量表，我们得出了新的Li丰度。我们将Teff的NLTE值与Ryan等人（1999，ApJ，523，654）的测光温度、Melendez和Ramirez（2004，ApJ，615，33）的红外通量法（IRFM）温度以及Asplund等人（2006，ApJ，644，229）的Balmer线翼温度进行了比较。我们发现，我们的温度比Ryan等人和Asplund等人的温度高出约110 K - 160 K，但仍然比Melendez和Ramirez的温度低约190 K。温度意味着原始锂丰度为2.19 dex或2.21 dex，这取决于计算中与氢碰撞的大小，仍然远低于WMAP + BBN推断的2.72 dex值。讨论了碰撞对[Fe/H]和Teff ~ 7 Li丰度变化趋…
2010-04-06 astro-ph.SR
Radiative transfer in stellar atmospheres
本文介绍了求解痕量元素NLTE辐射转移问题的基本方程，并总结了其求解方法。强调了频率耦合在恒星大气辐射转移中的重要性。
2010-05-14 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
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
Chromospheric Extension of the MURaM Code
为了了解太阳大气的加热，需要色球层和日冕的详细数值模型。由于非局域热力学平衡（NLTE）辐射转移的影响，太阳色球的精确处理变得复杂。少数强的、高度散射的谱线支配着色球层的冷却和加热。此外，电离氢的复合时间比动态时间尺度长，需要氢电离的非平衡（NE）处理。MURaM代码扩展到包括太阳色球层的精确模拟所需的物理过程，在彩虹代码中实现。这包括氢电离的时间依赖性处理，散射多组辐射传输计划和NLTE辐射冷却的近似。NE和NLTE物理学的列入有很大的影响的色球层的结构; NE处理氢电离导致更高的电离分数和增强的人口在第一激发态整个冷的色球层的激波间区域。此外，这防止了氢离子化缓冲能量波动，导致更热的冲击和更冷的冲击间区域。基态和第一激发态的氢布居数在色球上部被$10^2-10^3$增强，在过渡区附近被增强到$10^9$。包括必要的NLTE物理导致显着差异色球结构和动力学。使用扩展版本的MURaM代码计算的热力学和氢的人口与以前的非平衡模拟是一致的。为了准确地合成色球谱线，需要用色球的非平衡处理计算出电子数和温度。
2022-04-06 astro-ph.SR
Massive NLTE models for X-ray novae with PHOENIX
X射线光栅光谱证实了在爆发的超软源（SSS）阶段，新星的质量继续损失。在这项工作中，扩大新星大气模型的发展和使用的SSS光谱上的质量损失的影响进行了研究。非常高的温度加上高膨胀速度和大的径向延伸使得SSS相的新星非常有趣，但也很难建模。PHOENIX辐射输运程序曾用于SSS新星的计算，但在对原有计算结果的分析中发现了一些问题，从而提出了新的计算方法和改进程序：1）改进NLTE模块（2）一种新的流体静力学-动力学混合新星大气装置; 3）在纯NLTE中处理模型（对于任何不透明度没有LTE近似）。使用新的框架，计算了适量的模型（受计算时间限制）。这些显示：1）各种大气条件下的系统行为，2）扩展对模式光谱的影响很大，3）光谱对大气结构的细节很敏感。这些模型与目前可用的10个曝光良好的光栅光谱进行了比较：5x V4743 Sgr，3x RS Oph和2x V2491 Cyg。尽管模型是在一个粗糙的网格上，但它们与观测结果的匹配程度令人惊讶。此外，流体静力学模型计算。复制的数据显然是劣于扩大模型，更重要的是，他们的解释与流体静力学模型导致相反的结论，从扩大模型。该模型使推导出准确的约束条件的物理条件深在新星大气中，揭示只有在SSS阶段。
2012-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
COSMIC-LAB: Unexpected Results from High-resolution Spectra of AGB Stars in Globular Clusters
本论文旨在阐明恒星演化中研究最少的阶段之一：渐近巨星分支（AGB）。最近对银河系球状星团（GC）的研究结果表明，AGB阶段可能包含了关于母星团中奇异星（Beccari et al. 2006）和多种群（Campbell et al. 2013）演化历史的重要信息。本论文分析了由甚大望远镜（ESO）和2.2米望远镜（MPG）获得的四个银河系GC中AGB星的大样本高分辨率光谱。所获得的结果提供了一个以前未知的物理机制的证据，影响大多数AGB星的大气中的一些化学元素的中性物种：因为它，来自中性线的丰度被系统地低估，而那些从电离线测量保持不受影响。这样的行为完全对应于恒星大气中非局部热力学平衡（NLTE）条件下的预期。出于这个原因，在这项工作中，我们将其称为“NLTE效应”，但要注意的是，情况可能并非如此。事实上，目前的NLTE模型无法解释观测到的效应，这表明我们对NLTE的理解还不够，或者AGB大气中发生了一些更复杂的物理现象。在所有研究的GC中都发现了这种效应。它影响大多数（但不是全部）AGB星，在某些情况下，也影响一些RGB星。对于铁和钛线（即，提供最大数量的中性线和电离线的元素）。对检测到的现象的深入理解至关重要，因为它对正确确定GC化学和富集历史具有巨大影响（例如，它可以模拟虚假的铁扩散）。
2016-01-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Assessing the performance of LTE and NLTE synthetic stellar spectra in a machine learning framework
在当前的恒星光谱巡天时代，合成光谱库是推导恒星参数和化学丰度的基础。在本文中，我们比较了使用五种流行的合成光谱网格（INTRIGOSS，FERRE，AMBRE，PHOENIX和MPIA/1DNLTE）与我们的卷积神经网络（CNN，$\texttt{StarNet}$）确定的恒星参数。恒星的参数被确定为六个物理特性（有效温度，表面重力，金属，[ $α$ /Fe]，径向速度和旋转速度）给定的光谱分辨率，信噪比，和波长范围的光学火焰紫外光谱从盖亚-ESO调查。CNN建模和认识的不确定性都通过训练网络的集合来合并。$\texttt{StarNet}$训练也适用于通过增加真实的观测特征（即分辨率匹配、波长采样、高斯噪声、零通量值、旋转和径向速度、连续体去除和掩蔽大地区域）来减轻合成网格和观测光谱之间的差异。利用FGK型矮星和巨星的FLAMES-UVES光谱作为测试集，我们对$\texttt{StarNet}$的星标预测的准确性和精度进行了量化。当$\texttt{StarNet}$在MPIA/1DNLTE合成网格上训练时，我们在很宽的参数范围内发现了优异的结果，并且当在1DLTE网格上训练时，在较小的参数范围内得到了可接受的结果。这些测试还表明，我们的CNN管道是高度适应多个模拟网格。
2020-09-02 astro-ph.IM astro-ph.SR
Three-dimensional non-LTE radiative transfer effects in Fe I lines I. Flux sheet and flux tube geometries
在网络和活动区斑中，磁场集中到通常被描述为通量管（FT）和通量片（FS）的结构中。三维辐射转移（RT）对于这些浓度中的能量传输是重要的。预计它对诊断目的也很重要，但很少用于该目的。使用真正的3-D，非LTE（NLTE）RT FT/FS模型，我们计算Fe线配置文件通常用于诊断太阳的磁场通过比较从LTE/1-D（1.5-D）NLTE计算得到的结果。采用多级铁原子，研究了Wilson凹陷、壁厚、半径/宽度、热分层和磁场强度等基本参数对细管近似下所有Stokes $I$参数的影响.使用不同水平的RT近似值可能会导致剖面形状、强度对比、等效宽度和磁场强度的确定存在相当大的差异。特别是，LTE，这往往提供了一个很好的方法在平面1-D大气中，是一个穷人的近似在我们的通量片模型的一些最重要的诊断Fe I线（524.7 nm，525.0 nm，630.1 nm，和630.2 nm）。所观察到的效果取决于参数，如线形成的高度，场强，和内部温度分层。轮廓形状之间的差异可能导致磁场的确定中的误差在10至20%的量级上，而所确定的温度中的误差可以达到300- 400 K。经验FT模型NET和PLA的结果，以尽量减少三维RT的影响，使这些模型通过应用LTE得到的结果也可以保持有效的3-D NLTE计算。最后，水平RT被发现只是轻微地涂抹出结构，如FTs和FS的光学厚壁，允许窄至10公里的特征保持可见。
2012-09-04 astro-ph.SR
Non-LTE Radiative Transfer with Turbospectrum
从恒星基本参数的分析到系外行星和星系中恒星星族的研究，各种天文学研究都需要物理上真实的恒星光谱模型。在这里，我们提出了一个新版本的广泛使用的辐射转移代码Turbospectrum，我们更新的能力进行光谱合成的多个化学元素的线在非局部热力学平衡（NLTE）。我们使用的代码中的金属岩和丰度的盖亚FGK基准星的分析，使用一维MARCS大气模型和平均值的3D辐射流体动力学模拟恒星表面对流。我们发现，新的物理更现实的模型提供了更好的描述观测数据，并使程序和相关的微物理数据公开，包括网格的NLTE偏离系数为H，O，Na，Mg，Si，Ca，Ti，Mn，Fe，Co，Ni，Sr和Ba。
2022-06-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Diagnosing the solar atmosphere through the Mg I b$_2$ 5173 Å line. I. Nonlocal thermodynamic equilibrium inversions versus traditional inferences
本文利用全 Stokes 多谱线 NLTE 反演评估 Mg I b$_2$ 5173 Å 的传统磁速诊断，证实弱场近似可靠而谱线平分线不适合速度梯度推断。
2025-03-16 astro-ph.SR
M3DIS -- A grid of 3D radiation-hydrodynamics stellar atmosphere models for stellar surveys
本研究基于经典RHD程序、MULTI3D程序与DISPATCH框架开发M3DIS新方法，可高效计算3D恒星大气RHD模型与合成光谱，经太阳观测验证性能，突破3D NLTE光谱学瓶颈，支撑大规模恒星巡天的参数与丰度分析。
2024-07-12 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Photometric amplitudes and phases of B-type main sequence pulsators: sources of inaccuracy
讨论了B型主序星光度振幅和相位理论值不确定性的所有可能来源。这些观测量是特别重要的，因为它们包含了关于模式几何和恒星物理的信息。在这里，我们研究的各种参数的影响来自线性非绝热振荡理论和恒星大气模型。特别是，我们显示的化学成分，不透明度的影响，第一次，NLTE大气的影响。
2010-04-14 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
A Basic Introduction to the Physics of Solar Neutrinos
本文对太阳中微子问题的理论作了全面的介绍，其目的是为那些不是量子场论专家，但又想把这些思想融入到天体物理学或量子力学等课程的高年级本科生或研究生的教学中的教师提供指导，也为那些想自学这一课题的好奇的学生提供指导。介绍假设作为理论准备，只有读者熟悉的基础量子力学在狄拉克符号和初等微分方程和矩阵。
2018-11-30 astro-ph.SR hep-ph
Non-local thermodynamic equilibrium inversions from a 3D MHD chromospheric model
太阳色球层的结构被认为是由磁场控制的，即使在太阳平静的地区，光球场相对较弱。在过去的十年中，反演方法已成为分析活动区色球层的有力工具。反演的适用性，以推断分层的物理条件在一个动态的三维太阳色球层尚未详细研究。本研究的目的是建立非局部热平衡（NLTE）反演技术的塞曼效应在Ca II 8542线诱导的斯托克斯轮廓的诊断能力。我们计算了钙II原子水平的人口在快照从一个3D辐射MHD模拟安静的太阳大气在非LTE使用3D辐射转移代码Multi3d。这些人口被用来计算合成全斯托克斯配置文件中的Ca II 8542线使用1.5 D辐射转移和反演代码妮可。然后，对轮廓进行光谱退化以考虑有限的滤波器宽度，并添加高斯噪声以考虑有限的光子通量。使用Nicole对这些剖面进行了反演，并将结果与原始模式大气进行了比较。我们的NLTE反演适用于安静的太阳合成观测提供相当不错的估计色球磁场，视线速度和有点不太准确，但仍然非常有用，估计的温度。光子的三维散射导致色球层中的冷袋在谱线轮廓中不可见，因此它们也不能通过反演恢复。为了在该安静的快照中成功地检测斯托克斯线性偏振，低于10 ^{-3.5}的噪声水平是必要的。
2012-05-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Bayesian analysis of ages, masses, and distances to cool stars with non-LTE spectroscopic parameters
对于星系演化的研究，恒星演化阶段和星族成员的准确描述是至关重要的。标准的方法依赖于从恒星演化模型中提取这些信息，但需要通过独立的方法获得恒星的有效温度、表面重力和金属丰度。在以前的工作中，我们确定了精确的有效温度和非LTE logg和[Fe/H]（NLTE-Opt）的大样本的贫金属星，-3<[Fe/H]<-0.5，从RAVE调查。作为这项工作的继续，我们在这里推导出它们的质量，年龄和距离使用贝叶斯方案和GARSTEC恒星轨迹。为了进行比较，我们还使用从广泛使用的1D LTE激发-电离平衡Fe（LTE-Fe）确定的恒星参数。我们发现，后者导致系统性地低估了恒星的年龄，10- 30%，但高估了质量和距离。贫金属巨星遭受最大的70%的分数距离偏差。此外，我们将我们的结果与RAVE合作组织发布的共同恒星的结果进行了比较（DR 3，Zwitter et al. 2010，Seibert et al. 2011）。这显示了有效温度的-400至+400 K偏移，表面重力的-0.5至1.0 dex偏移，以及距离的10%至70%。系统趋势与我们在NLTE-Opt和LTE-Fe参数之间发现的相关性非常相似，表明RAVE DR 3数据可能受到1D LTE合成光谱的物理限制的影响。我们的结果承担任何研究，分光光度的距离恒星运动学的基础。特别是，它们为SDSS/SEGUE观测引起的关于星系晕起源的争论提供了…
2012-12-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Primer on Focused Solar Energetic Particle Transport: Basic physics and recent modelling results
综述了应用于太阳高能粒子的聚焦输运的基本原理，特别注意常见的误解。研究了带电粒子与平板湍流相互作用的微观物理过程，阐明了俯仰角散射的概念，引入了分布函数和聚焦输运方程作为描述输运过程的理论工具，并讨论了如何由分布函数计算可观测量。特别是，两个近似，扩散平流和电报方程，在简化的情况下，描述粒子沿磁场线运动的集中的传输方程的完整解决方案进行了比较。结果表明，这些近似值是不足以捕捉所涉及的物理过程的复杂性。为了克服这些限制，有限差分模型，这是开放供公众使用，被引入到解决集中的传输方程。该模型的使用进行了简要讨论，它示出了该模型如何可以应用于重现所观察到的太阳高能电子事件，提供有关的加速和运输过程的见解。过去的工作和文献的应用，这些概念也进行了审查，从最基本的模型和建立更复杂的模型。
2020-12-14 astro-ph.SR physics.space-ph
