SunnyNet: A neural network approach to 3D non-LTE radiative transfer
上下文从恒星大气的三维模拟计算光谱时,允许偏离当地的热力学平衡(非LTE)是计算非常密集。目标。我们开发了一种基于机器学习的方法来加速光学厚恒星大气中的3D非LTE辐射转移计算。方法.利用太阳大气的各种3D模拟,我们训练了一个卷积神经网络SunnyNet,以学习从LTE到非LTE原子群的转换。使用现有3D代码计算的非LTE群体被视为真实值。然后,该网络用于预测其他3D模拟的非LTE种群,并从其预测的非LTE种群计算合成光谱。我们使用一个六能级模型氢原子和H $α$谱作为测试用例。结果SunnyNet给出了合理的预测,非LTE人口与戏剧性的加速约10 $^5$倍时,运行在一个单一的GPU和现有的代码相比。当使用同一模拟的不同快照进行训练和测试时,SunnyNet的预测在大多数点的真实值的20-40%范围内,这导致H $α$光谱的平均差异只有几个百分点。预测的H $α$强度图与现有的代码非常吻合。最重要的是,它们在色球纤维的形态中显示出3D辐射转移的迹象。当训练和测试使用不同的模拟系列时,结果并不可靠。SunnyNet是开源和公开的。
2021-12-27 astro-ph.IM astro-ph.SR
Readdressing the UV solar variability with SATIRE-S: non-LTE effects
上下文太阳光谱辐照度(SSI)变化是地球气候模型的关键输入之一。了解太阳辐照度波动也有助于将太阳与其他恒星的亮度变化模式相比较,并为类地系外行星设定可探测性极限。目的。SATIRE-S是最成功和最广泛使用的太阳辐照度变化模型之一。它使用的光谱的磁性特征和周围安静的太阳计算与ATLAS 9光谱合成代码的假设下,本地热力学平衡(LTE)。SATIRE-S一直处于太阳变率建模的最前沿,但由于LTE近似的限制,其输出SSI必须在300 nm以下进行经验校正,这降低了其结果的物理一致性。本文件讨论了这一缺点。方法.我们取代ATLAS 9光谱SATIRE-S中的所有大气成分的光谱使用非LTE光谱合成代码(NESSY)计算。我们还使用Fontenla等人(1999)的太阳大气温度和密度分层模型来计算宁静太阳和光斑的光谱。结果我们计算非LTE对比的斑点和光斑,并将它们与SDO/HMI填充因子的活动区域,计算总的和光谱太阳辐照度的变化在太阳活动周期24。结论.非LTE对比度导致总的和光谱太阳辐照度与LTE版本的经验校正输出非常一致。这表明SATIRE-S输出中引入的经验校正得到了很好的判断,并且从LTE中的SATIRE-S模型获得的校正的总太阳辐照度和光谱太阳辐照度与非LTE计算的结果完全一致。
2019-09-25 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
Nitrogen Enrichment in Atmospheres of A- and F- Type Supergiants
使用30个银河系A和F超巨星的新的精确基本参数,即它们的有效温度Teff和表面重力log g,我们对其大气中的氮丰度进行了非LTE分析。结果表明,N丰度的非LTE校正随Teff的增加而增加。氮过剩作为这类恒星的一般特征得到了证实。大多数恒星的氮过剩[N/Fe]在0.2和0.9 dex之间,恒星的氮过剩[N/Fe]分布的最大位置在0.4和0.7 dex之间。的N过剩进行了讨论,在光的预测B型主序星(MS)与旋转诱导的混合,并为他们的下一个演化阶段,即A-和F-型超巨星,经历了第一次疏浚。超巨星的MS祖先中旋转引起的混合可能是氮过剩的一个重要原因。当将我们的结果与理论对混合恒星的预测进行比较时,我们发现大部分超巨星(30个中的28个)显示了可以预期的N富集(i)对于初始旋转速度v0 = 200-400 km s-1的恒星,在MS阶段之后,(ii)或者对于v0 = 50-400 km s-1的恒星,在第一次疏浚之后。后一种可能性是首选的,因为在第一次挖掘之后,红蓝环上的恒星寿命更长。两颗没有明显N富集的超巨星,即HR 825和HR 7876,可能是后MS天体,其初始旋转速度相对较低,约为100 km s-1。v0的建议范围与从观测到的B型MS星(A和F超巨星的祖先)的投影旋转速度推断的结果大致一致。
2010-08-31 astro-ph.SR
Non-LTE iron abundances in cool stars: The role of hydrogen collisions
为了确定恒星中准确的铁丰度,这项工作旨在凭经验校准与铁的H碰撞截面,其中尚未发表量子力学计算。因此,一个新的铁原子模型已经开发,其中包括激发,电离和电荷转移过程的氢碰撞。我们表明,与氢的碰撞导致电荷转移是重要的一个准确的非LTE建模。我们将我们的计算应用于几个基准恒星,包括太阳,富金属恒星α Cen A和贫金属恒星HD 140283。
2015-12-03 astro-ph.SR
Ag I model atom and the 3D non-LTE solar silver abundance
Uppsala University(乌普萨拉大学);Malmö University(马尔默大学);Université de Liège(列日大学);Physical Research Laboratory(物理研究实验室)
本文提出新的Ag I原子模型,通过精确的辐射和碰撞数据计算,解决太阳银丰度的三维非LTE分析问题,得出新的银丰度值并改进银河系化学演化和弱r过程核合成的约束。
2026-05-06 astro-ph.SR
Atomic Radiative Data for Oxygen and Nitrogen for Solar Photospheric Studies
我们最近重新分析的太阳光球光谱与非本地热力学平衡(非LTE)模型导致更高的金属丰度相比,以前的作品。当将新的化学丰度应用于标准太阳模型计算时,新的成分解决了日震学对太阳结构的独立约束长期存在的差异。确定化学丰度的关键是原子数据的准确性,特别是辐射转移模型中使用的$f$值。在这里,我们详细描述了我们的非LTE模型中使用的中性氧和氮的$f$值的计算。我们的计算$f$值是基于多方法,多代码的方法,是最详细和广泛的同类谱线的利益。本文还报道了氧光电离截面的广义R矩阵计算的细节。我们的计算得到了可靠的$f$值,具有良好的不确定性约束。我们比较我们的结果与以前的理论和实验测定{原子数据。我们还使用来自不同来源的数据,量化了所采用的光电离横截面对太阳O丰度光谱估计的影响。我们确认,我们的3D非LTE值是稳健的,不受光电离数据选择的影响,与Nahar最近的声明相反。
2022-06-28 astro-ph.SR physics.atom-ph
Role of input atomic data in spectroscopic analyses of the Sun and metal-poor stars
高分辨率恒星光谱的分析在很大程度上依赖于原子数据。这些包括粒子和光子之间各种类型的相互作用的能级、波长、横截面,例如光致电离和碰撞诱导跃迁。量子力学计算提供了这些数据的大部分。在本文中,我描述了在局部热力学平衡(LTE)假设和更一般的非LTE情况下计算晚型恒星的模型大气和谱线形成所需的原子数据。我将重点讨论21 < Z < 29的过渡金属,并讨论是否(以及在哪里)需要更完整和/或准确的原子数据。
2011-04-08 astro-ph.SR
Fe I/Fe II ionization equilibrium in cool stars: NLTE versus LTE
中性和单离子化铁的非局部热力学平衡(NLTE)线的形成被认为是通过一系列的恒星参数特征的冷星。本文提出了一个综合的Fe Ⅰ和Fe Ⅱ模型原子。我们的NLTE计算支持早先的结论,统计平衡(SE)的Fe I显示人口不足的Fe I条款。然而,列入预测的高激发水平的Fe我在我们的模型原子导致大幅减少偏离LTE。作为Fe I/II模型原子的测试和首次应用,确定了太阳和四颗选定恒星的铁丰度,这些恒星具有确定的恒星参数和高质量的观测光谱。在误差条内,当SE计算中考虑到与氢原子的非弹性碰撞时,Fe I和Fe II的线给出了太阳和两颗贫金属恒星的一致丰度。对于金属丰度接近太阳的恒星南河三和$β$ Vir,Fe Ⅱ- Fe I的差值约为0.1 dex,与线形成模型无关,无论是NLTE还是LTE。我们评估偏离LTE对Fe丰度和冷星表面重力测定的影响。
2009-10-21 astro-ph.SR
Scandium abundances of F-G-K dwarf stars in a wide metallicity range
利用最新的原子数据构造了Sc II的新模型原子。为了测试的目的,非本地热力学平衡(非LTE)计算进行了可靠的确定大气参数的三颗恒星:太阳,HD~61421(南河三),和HD~84937。占LTE的偏差导致更小的丰度误差与LTE的情况下,从不同的Sc II线获得的误差条丰度内一致。太阳非LTE丰度log eps_Sun = 3.12+-0.05,超过Lodders(2021)推荐的陨石丰度0.08~dex。但对南河三则在0.02~dex范围内与陨石丰度一致。使用高分辨率光谱,我们确定了金属丰度范围为-2.62 <= [Fe/H] <= 0.24的56颗恒星的钪LTE和非LTE丰度。[Sc/Fe]对[Fe/H]的依赖关系与α过程元素的行为相似:当[Fe/H] <-1时,钪相对于铁([Sc/Fe] ~ 0.2)增加,当金属丰度较高时,[Sc/Fe]随[Fe/H]增加而减小。钪和钛的丰度之间存在着紧密的联系。所获得的结果提供了观测限制的情况下,钪的起源。
2022-09-13 astro-ph.SR
Emergence of granular-sized magnetic bubbles through the solar atmosphere. II. Non-LTE chromospheric diagnostics and inversions
太阳外层的磁通量是向色球层和日冕释放能量的基本机制。在本文中,我们研究了颗粒大小的通量浓度的出现和相应的物理参数的结构和大气诊断在上层光球和色球层。我们利用一个现实的三维MHD模拟的外层太阳研究的Ca II 8542线的形成。我们还从我们的观察的非LTE反演中获得半经验3D模型。这些模型包含深度依赖的温度和视线分层的信息。我们的分析解释了奇特的钙II 8542配置文件中观察到的磁通新兴地区。此外,我们推导出详细的温度和速度图描述的上升磁泡从光球到色球层。反演表明,在活跃区域,颗粒大小的气泡出现到较低的色球层,现有的大规模领域阻碍了他们的上升。当磁场到达色球层时,我们报告了加热的迹象。
2015-03-12 astro-ph.SR
Rotational Mixing in Be Stars: Nitrogen Abundances for a Sample of Be Stars from the MiMeS Survey
利用大质量恒星磁性(MiMeS)光谱调查的高分辨率光谱,发现了26颗Be星和16颗正常B星样本的光球氮丰度。使用非LTE等效宽度和线轮廓获得氮丰度,并且使用蒙特卡罗模拟来确定由于所采用的恒星参数、连续统归一化和原子数据中的不确定性而导致的所测量的氮丰度的误差范围。此外,还研究了引力暗化和盘污染对Be星氮丰度的影响。大约三分之一的样本Be星和一半的正常B-型星具有氮富集,这可能是由于这些快速旋转的物体中的旋转混合。引力变暗和磁盘污染的校正并没有显着改变Be星样本的整体结果。B星和Be星样本的平均氮丰度与太阳丰度一致,尽管Be星样本中氮丰度的分散性要大得多。Be星样本中也有相当一部分太阳下的氮丰度天体,这些天体在B星样本中并不存在。这可能指向Be星分析中尚未解决的系统误差
2017-07-10 astro-ph.SR
Non-LTE corrections for determinations of europium abundances in F-G-K stars in a broad metallicity range
Institute of Astronomy, RAS(俄罗斯科学院天文研究所);Herzen State Pedagogical University(赫尔岑国立师范大学)
本文改进了利用Eu II线分析恒星光谱的方法,通过更新Eu II模型原子以考虑最近的非弹性过程速率系数数据,非LTE校正减少了统计误差,计算了11条Eu II线的非LTE丰度校正,适用于F-G-K型恒星的化学演化研究。
2026-04-24 astro-ph.SR
Detection of (15)NNH+ in L1544: non-LTE modelling of dyazenilium hyperfine line emission and accurate (14)N/(15)N values
在陨石和行星际尘埃颗粒中发现的原始太阳系物质样品高度富集(15)N。在彗星中也测量到明显的氮同位素异常,地球的(14)N/(15)N丰度比本身比公认的太阳前值大近两倍。离子-分子,原太阳星云中的低温化学反应已经被反复指出是造成这些N-增强的原因。我们已经在L1544中寻找了N2 H+离子的(15)N变体,L1544是一个典型的无星云核,由于其中心温度低,CO消耗高,是最好的候选探测源之一。目标是评估星际气体中该物种的准确和可靠的(14)N/(15)N比值。用IRAM 30米望远镜获得了90.4GHz的(15)NNH ~+(1-0)线的深积分。非LTE辐射转移模型已进行的J=1-0的母离子和(15)N-含dyazenilium离子的排放,使用Bonnor-Ebert球作为源的模型。N2 H+(1- 0)超精细光谱的高质量拟合使我们能够推导出L1544中N2 H+柱密度的修正值。对观察到的N(15)NH+和(15)NNH+光谱的分析得到丰度比N[N(15)NH+]/N[(15)NNH+] = 1.1 +/- 0.3。得到的(14)N/(15)N比值约为1000 +/- 200,表明该分子离子中存在相当大的(15)N消耗。这一结果与现有氮化学模型的预测结果不一致。由于化学模型预测N2 H+的大的(15)N分馏,我们建议(15)N(14)N,或(15)N在一些其他分子形式,优先耗尽到尘埃颗…
2013-06-03 astro-ph.SR
Non-LTE inversions of the Mg II h&k and UV triplet lines
Mg Ⅱ h&k谱线是研究太阳色球层的强有力的诊断谱线。随着IRIS卫星的发射,它们变得特别受欢迎,包括这些线的一些研究在理解色球加热方面取得了很大进展,在许多情况下,这要归功于3D MHD模拟的支持。在这项研究中,我们利用另一种方法来分析观测:非LTE反转的Mg II H&K和UV三线,包括部分再分配的影响。我们的反演代码试图构建一个模式大气,是与观测光谱兼容。我们已经评估的能力和限制的反演使用的CNOC的气氛和快照从三维辐射MHD模拟。我们发现,镁II H&K允许重建一个模型大气从中间光球过渡区。我们还探讨了多线/多原子设置的能力,包括Mg II H&K,Ca II 854.2 nm和Fe I 630.25线,以恢复完整的分层的物理参数,包括磁场矢量,从光球到色球。最后,我们首次反演了宁静太阳、斑和黑子的IRIS光谱,得到了很有希望的结果。
2016-09-29 astro-ph.SR
Resonances in the Photoionization Cross Sections of Atomic Nitrogen Shape the Far-Ultraviolet Spectrum of the Bright Star in 47 Tucanae
47 Tuc(NGC 104)中亮星(B8 III)的远紫外(FUV)光谱显示了一个显着的模式:它在比莱曼β更长的波长上与LTE模型很好地拟合,但在更短的波长上,它比模型暗两倍。远紫外光谱探测器(FUSE)获得的这颗恒星的光谱显示,在995和1010 A处有尖锐边缘的宽吸收槽,在1072 A处有深吸收特征,这些都不是模型预测的。我们发现这些特征是由氮原子第一和第二激发态(2s $^2$、2p $^3$、$^2$ D $^0$和$^2$ P $^0$)的光电离截面共振引起的。使用不透明度计划的截面,我们可以重现这些特征,但前提是我们使用全分辨率的截面,而不是通常用于模拟恒星大气的共振平均截面。这些共振在恒星大气中是最强的,具有增强的氮和耗尽的碳丰度,这是后AGB恒星的典型模式。
2013-07-05 astro-ph.SR
The VLT-FLAMES survey of massive stars: Nitrogen abundances for Be-type stars in the Magellanic Clouds
目标。我们比较了早期型恒星的演化模型的预测与大气参数,预计旋转速度和氮丰度估计的Be型恒星的样本。我们的目标位于以大麦云星系团NGC 2004和N11区域以及小麦哲伦星系团NGC 330和NGC 346为中心的4个区域。方法.大气参数和光球丰度是使用非LTE大气代码tlusty确定的。根据观测到的光谱特征,使用三种不同的方法推导出有效的温度估计值;一般来说,发现它们产生一致的估计值。重力推导出巴尔末线的轮廓和微双折射从Si III光谱。此外,还估算了星周盘连续辐射的贡献。考虑到它在约束恒星演化模型中的重要性,我们推导出了所有分析过的恒星的氮丰度(或上限)。结果我们的氮丰度是不一致的目标支出的大部分主要序列的生活旋转接近临界速度的预测。这是一致的结果,我们从我们的样本和其他调查人员的推断旋转速度分布建模。我们考虑了一些可能性来解释我们的Be型样品的氮丰度和旋转速度。
2011-09-29 astro-ph.SR
NLTE abundances of Cr in the Sun and metal-poor stars
我们研究了晚型星大气中Cr的统计平衡。主要目标是确定Cr I和Cr II线之间的系统丰度差异的原因,这是经常遇到的贫金属恒星的光谱分析。迄今为止,所有这些研究都依赖于谱模型中的局部热力学平衡(LTE)假设。我们首次在不同金属丰度的次矮星和次巨星中进行了NLTE计算。我们表明,LTE假设是不足以描述激发电离平衡的Cr I/Cr II在恒星大气中,作为一个结果,导致大的错误的丰度。特别是,在低[Fe/H]下,对Cr I线的NLTE丰度校正范围为$+0.3$至$+0.5$ dex。NLTE [Cr/Fe]趋势在晕和磁盘是平坦的,可以复制的大部分模型的银河系化学演化与标准处方的铬和铁核合成。
2010-09-28 astro-ph.SR
Phosphorus Abundances of B-Type Stars in the Solar Neighborhood
本文通过non-LTE分析测定约80颗太阳邻域B型恒星的磷丰度,发现HgMn星显著超丰而正常B型星经non-LTE改正后系统性偏低约0.2–0.3 dex,揭示了与银河系化学演化相矛盾的问题。
2024-09-04 astro-ph.SR
Effective temperature determinations of late-type stars based on 3D non-LTE Balmer line formation
氢的巴耳末谱线常被用来作为晚型恒星的光谱有效温度诊断。然而,基于一维(1D)流体静力学模型大气和局部热力学平衡(LTE)的经典方法的绝对精度仍然不清楚。为了研究这一点,我们进行了三维非LTE计算的巴耳末线,进行,第一次,在一个广泛的网格的三维流体动力学STAGGER模型大气。对于H $α$、H $β$和H $γ$,我们发现了显著的1D非LTE与3D非LTE差异(3D效应):外翼在3D模型中往往更强,特别是对于H $γ$,而内翼在3D模型中可能更弱,特别是对于H $α$。对于H $α$,我们还发现了3D LTE与3D非LTE的显著差异(非LTE效应):在较温暖的恒星($T_{\text{eff}}\approx6500$ K)中,非LTE模型的内翼往往较弱,而在较低的有效温度($T_{\text{eff}}\approx4500$ K)下,非LTE模型的内翼可能较强;非LTE效应在较低的金属丰度下更为严重。我们测试我们的3D非LTE模型对观测的良好研究的基准恒星。对于太阳,我们从H $α$、H $β$和H $γ$推断出一致的有效温度;然而,该值太低,约为50 K,这可能表明剩余模型存在缺陷。对于其他基准恒星,我们的3D非LTE模型通常在$1σ$不确定性范围内再现有效温度。对于H $α$,就推断的有效温度而言,绝对3D效应和非LTE效应可以分别达到约100 K。对于贫金属的可关断星,H…
2018-08-02 astro-ph.SR
Observations, analysis and interpretation with non-LTE of chromospheric structures of the Sun
这篇论文是基于在真空塔望远镜(特内里费岛)进行的观测。从2004年到2006年,我们使用了红外分光偏振仪(TIP)和法布里-珀罗光谱仪(G-FPI)。我们应用了几种成像散斑重建技术,并对它们进行了比较。我们利用具有很高的空间、光谱和时间分辨率的Hα研究了太阳盘内部和边缘的色球动力学。关键词(详见全文摘要):纤丝,浪涌,MHD波,斑点,盲解卷积,Fabry-Perot,迷你耀斑,云模型,Halpha中的针状体,在圆盘上继续的针状体)我们用He I 10830研究了远缘针状体光谱I随高度的变化。分析表明,作为到可见太阳临边的距离的函数的离临边发射分布的变化。研究了多重态的强度比(与光学厚度和日冕辐射有关),并与标准大气模型进行了比较。我们报告的观测性能,从高分辨率的H $α$谱线与G-FPI的过滤图。我们发现,骨针可以达到8毫米以上的肢体。我们表明,骨针外的肢体继续作为黑暗的原纤维内的光盘。
2009-02-18 astro-ph.IM astro-ph.SR
Fast inversion of solar Ca II spectra
我们提出了一个快速(<< 1秒每剖面)反演太阳Ca II线的代码。该代码使用了一个档案的光谱,在反演前合成的假设下,当地的热力学平衡(LTE)。我们表明,它可以成功地应用于光谱仪数据或更稀疏的采样光谱从二维光谱仪。从一个比较,同一组谱的非LTE反演,我们得出一个一阶非LTE校正LTE方法中得出的温度分层。在对数τ ~ -3时,修正因子接近于1,在对数τ = -6时,在宁静太阳和本影中,修正因子分别增加到2.5和4。
2014-11-05 astro-ph.SR
Ca line formation in late-type stellar atmospheres: I. The model atom
上下文局部热力学平衡(LTE)的结果以各种方式扭曲了恒星光谱中的钙丰度,这取决于所使用的谱线和恒星大气参数。在非LTE(NLTE)计算中采用的原子数据的收集必须足够完整和准确。目标。我们从高质量的观测结果和可靠的恒星参数中获得NLTE丰度,使用为这项工作重新构建的模型原子,并检查我们的结果在宽波长范围内与原子和单电离钙的过渡的一致性。方法.我们建立和测试的Ca i和Ca ii模型原子与国家的最先进的辐射和碰撞数据,并测试其性能推导钙丰度在三个基准恒星:南河三,太阳和大角星。我们对这些恒星进行了高质量的观测和精确的恒星参数。两种方法来获得LTE / NLTE丰度进行了比较。还研究了太阳Ca线的LTE / NLTE中心-边缘变化(CLV)。结果这两种方法在所有三颗恒星上都得到了类似的结果。在LTE中发现的几个差异没有出现在我们的NLTE结果,特别是在视觉和红外线(IR)和钙i和钙ii电离平衡的丰度之间的协议整体改善,虽然大量的线到线的散射仍然存在。6165 Angs附近钙线的CLV可部分重现。我们怀疑我们的建模和CLV结果之间的差异是由于需要3D建模的大气中的不均匀性。
2019-01-31 astro-ph.SR
Non-LTE line formation for Fe I and Fe II in the atmospheres of A-F type stars
中性和单离子化铁的非局部热力学平衡(非LTE)线的形成被认为是通过一系列的光谱类型时,有效温度从6500 K到8500 K变化,重力从log g = 4下降到log g = 3,和金属丰度是太阳的。非LTE计算是用我们早期论文中处理的铁的综合模型原子进行的(Mashonkina等人,2011,A&A,528,A87)。偏离LTE导致Fe I线中的系统性耗尽总吸收和正丰度校正,与Rentzsch-Holm(1996,A&A,312,966)研究定性一致。然而,我们预测的非LTE效应的幅度是显着小于以前的结果相比,由于使用的是相当完整的模型原子的Fe I。矮模型的非LTE丰度修正不超过0.1 dex,巨模型不超过0.20 dex。非LTE导致Fe II线的加强,然而,这种影响很小,因此在所考虑的整个恒星参数范围内,丰度校正在-0.01到-0.03 dex的水平。由于Fe I和Fe II可见谱线的gf值的不确定性,无法得出关于在太阳和南河三大气中是否满足Fe I/Fe II电离平衡的确切结论。
2011-04-22 astro-ph.SR
Oxygen and Neon Abundances of B-Type Stars in Comparison with the Sun
为了重新审视长期存在的关于当前银河系气体和太阳大气中氧成分可能不一致的问题(即,前者比后者低约0.3dex),这显然与银河系化学演化相矛盾,我们利用OI 6156-8谱线在考虑非LTE效应的情况下对64颗B型中晚期恒星进行了氧丰度测定,并与用同样方法建立的太阳氧丰度进行了比较。由此得到的平均氧丰度为<A(O)> = 8.71(+/- 0.06),这意味着[O/H](恒星-太阳差异丰度)约为-0.1,差异比以前认为的要小。此外,由于3D校正可能会进一步降低参考太阳氧丰度(8.81)约0.1德克斯,我们得出结论,这些B星的光球O丰度几乎与太阳相同。我们还测定了来自Ne I 6143/6163谱线的样本B星的氖的非LTE丰度为<A(Ne)> = 8.02(+/- 0.09),导致Ne/O比约为0.2,与最近的研究一致。这排除了相当高的Ne/O比的可能性,一旦提出作为解决所面临的太阳模型问题。
2010-08-06 astro-ph.SR
Non-LTE Calculations of the Fe I 6173 Å Line in a Flaring Atmosphere
Fe I 6173超导线被广泛用于包括日震和磁成像仪(HMI)在内的仪器对矢量磁场的测量。我们进行非本地热力学平衡计算的基础上,在一个燃烧的大气中的辐射流体动力学模拟这条线。我们采用了安静的太阳大气和半影大气作为我们的模拟初始之一。我们发现,在宁静的太阳大气中,线中心在中间耀斑期间有明显的增强。增强的发射是由光球层的辐射回暖和色球层下部的粒子束加热共同作用的结果。蓝色的不对称的线轮廓也出现由于在较低的色球层向上的质量运动。如果初始大气为半影大气,谱线对耀斑加热的响应更为显著,表现为中心发射和明显的不对称性。HMI的低光谱分辨率将指示一些信息损失,但增强和线不对称性仍然保持。通过计算偏振线轮廓,我们发现Stokes I和V轮廓可以作为耀斑加热的结果而改变。因此,这条线的畸变对从这条线测量的磁场有着至关重要的影响,在解释太阳耀斑中经常观测到的磁瞬变现象时应谨慎。
2018-03-27 astro-ph.SR
Three-dimensional non-LTE radiative transfer computation of the Ca 8542 infrared line from a radiation-MHD simulation
在广泛使用的\CaIIIR红外线中,太阳色球层图像的解释受到其复杂、三维和非LTE形成的阻碍。需要进行正向建模以帮助理解。我们使用一个三维非LTE辐射转移代码计算合成\CaIIIR图像从辐射MHD模拟太阳大气从对流区到日冕。我们比较模拟与CRISP过滤器在瑞典1-m太阳望远镜获得的意见。我们发现,模拟再现暗补丁在蓝色线翼多普勒频移,增亮线核心所造成的向上传播的冲击和薄的黑暗拉长的结构线核心,形成向上和向下的气体运动之间的接口在色球。合成的线芯比观测到的线芯窄,这表明太阳既表现出更强的大尺度动力学,也表现出模拟中无法解决的小尺度运动,这可能是由于缺乏空间分辨率。
2009-03-04 astro-ph.SR
Formation of Zr I and II lines under non-LTE conditions of stellar atmospheres
当Zr丰度从太阳值变化到[Zr/H] =-3时,通过一系列光谱类型考虑锆的两种离子的非局部热力学平衡(非LTE)线形成。使用Zr I的148个能级、Zr II的772个能级和Zr III的基态构建模型原子。结果表明,少数物种Zr I的主要非LTE机制是紫外过电离。非LTE导致系统耗尽的总吸收的Zr I线和正的丰度校正,达到0.33 dex的太阳金属丰度模型。Zr II的激发能级相对于它们在线形成层中的热力学平衡粒子数过多,这是由于从低激发能级的辐射泵浦。结果,线源函数超过普朗克函数,导致Zr II线减弱和正的非LTE丰度修正。这种修正值随着金属丰度的降低和地表重力的降低而增大,当Teff = 5500 K,log g = 2.0,[M/H] =-2时,修正值可达0.34 dex。作为对Zr I-Zr II模型原子的检验和首次应用,在一维LTE模型大气的基础上,测定了太阳的Zr丰度。Zr I和Zr II的线在误差条内给出一致的非LTE丰度,而LTE丰度的差异为0.28 dex。用MAFAGS太阳模型大气获得的锆的太阳丰度为log eps(Zr)= 2.63+-0.07。
2011-02-01 astro-ph.SR
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
3D non-LTE iron abundances in FG-type dwarfs
铁丰度的光谱测量容易出现系统建模错误。我们提出了32交错网格模型的3D非LTE计算,有效温度从5000 K到6500 K,表面重力为4.0 dex和4.5 dex,金属丰度从$-$ 3 dex到0 dex,并研究了对171 Fe I和12 Fe II光学线的影响。在温暖的贫金属星,3D非LTE丰度高达0.5倍大于1D LTE丰度推断从Fe I线的中间激发势。相比之下,3D非LTE丰度可以是0.2德克斯小冷贫金属星时,使用低激发电位的Fe I线。3D非LTE和1D非LTE之间的相应丰度差异通常不太严重,但仍然可以达到$\pm$ 0.2 dex。对于Fe II线的3D丰度范围从高达0.15德克斯大,到0.10德克斯小,比1D丰度,与3D LTE可以忽略不计的偏离,除了最热的恒星在最低的金属丰度。这些结果被用来校正太阳和南河三(HD 61421)以及贫金属恒星HD 84937和HD 140283的1D LTE丰度,使用基于神经网络的插值程序。3D非LTE模型在所有四颗星上都实现了更好的电离平衡。在这两颗贫金属恒星中,它们消除了激发不平衡,有效温度误差为250 K至300 K。对于Procyon,3D非LTE模型建议[Fe/H] = 0.11 $\pm$ 0.03,这显著大于基于更简单模型的文献值。我们公开了FG型矮星的3D非LTE插值程序,以及FGKM型矮星和巨星的标准MARCS模型的1…
2022-12-09 astro-ph.SR
Atmospheric parameter determination for massive stars via non-LTE spectrum analysis
我们描述了一种自洽谱分析技术,采用非LTE线的形成,它允许精确的大质量恒星的大气参数推导:1 σ的不确定性低至1%的有效温度和~0.05-0.10德克斯在表面重力可以实现。特别强调了大气模式计算、观测光谱和定量光谱分析中系统误差的主要来源。讨论了主序附近的OB型恒星及其演化后代BA型超巨星的应用实例,这些超巨星的质量约为8 ~ 25 Msun,有效温度范围约为8000 ~ 35000 K。放宽恒星光谱合成中的局部热力学平衡假设已被证明是提高定量分析精度的决定性因素。尽管目前的例子,集中在热,大质量的恒星,同样的哲学可以适用于所有类型的恒星,包括较冷的物体,如太阳,一旦基本的恒星大气物理学是一致的再现线形成计算。
2010-12-02 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
Influence of Departures from LTE on Oxygen Abundance Determination
我们用平面平行模型大气对一组对应于A-K型恒星的恒星参数进行了O I的非LTE计算。Przybilla等人(2000)的模型原子使用迄今为止最好的理论和实验原子数据进行了更新。非LTE导致O I线加强,并且非LTE和LTE丰度之间的差异(非LTE校正)为负。与LTE的偏离向更高的有效温度和更低的表面重力方向增长。在整个温度范围和log g = 4,非LTE校正不超过0.05 dex的绝对值为O I线在可见光谱范围内。对于红外O I 7771-5 A谱线,非LTE校正明显更大,在Teff = 10000 K和log g = 2的模型大气中达到-1.9 dex。为了区分与电子和中性氢原子的非弹性碰撞对O I的统计平衡(SE)的影响,我们推导了三个研究得很好的A型恒星织女星,天狼星和HD 32115的氧丰度。对于每颗恒星,非LTE导致红外线和可见光线之间的差异较小。例如,对于Vega,当忽略LTE时,该差异从LTE中的1.17 dex减小到0.14 dex。为了完全消除A型恒星中红外线和可见线之间的差异,需要将Barklem(2007)使用的电子碰撞激发率降低4倍。在南河三和太阳的情况下,与H I的非弹性碰撞影响O I的SE,并且当使用Drawin的形式主义计算碰撞率时,来自不同线的丰度之间达成一致。O I 6300、6158、7771-5和8446 A谱线的太阳平均氧丰度在使用MAFA…
2013-02-05 astro-ph.SR
The non-LTE formation of the Fe I 6173 A line in the solar atmosphere
目前的分析致力于详细调查影响Fe I 6173 A线形成的非局部热力学平衡(NLTE)效应,该线被许多仪器广泛使用,包括太阳动力学天文台(SDO)上的日震和磁成像仪(HMI)以及太阳轨道器上的偏振和日震成像仪。我们合成的斯托克斯配置文件中的快照的三维磁流体动力学模拟的太阳光球LTE和NLTE条件下。模拟立方体包含一个太阳黑子及其周围的斑区,比较分析了不同特征下形成的LTE和NLTE斯托克斯轮廓。NLTE效应在强度和偏振分布中都是明显的。对于6173 A线,UV过电离是主要的NLTE机制,散射效应不太重要。除了Fe之外,Si、Mg和Al的NLTE处理对于在UV中设置正确的光子密度是必要的。这被发现,以进一步增强LTE偏离的情况下,单独的Fe在NLTE中处理相比。即使在空间上对斯托克斯剖面进行平均或在粗波长网格上采样(如SDO/HMI和其他磁像仪使用的网格),斯托克斯剖面中的这些效应仍然存在。与6301 A - 6302 A谱线相比,Fe I 6173 A谱线与LTE谱线的偏差更大,因为在后者的情况下,谱线散射补偿了UV过电离的影响。基于偏离LTE的性质,在LTE中处理6173 A线可能会导致温度的高估和磁场强度的低估。
2022-11-18 astro-ph.SR
No nitrogen fractionation on 600 au scale in the Sun progenitor analogue OMC-2 FIR4
我们显示了第一个干涉图的14 N/15 N的比例获得的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)对类太阳形成的原星团OMC-2 FIR 4。我们观测到N_2H ~+、~(15)NNH ~+、~(15)NH ~+(1-0)和~(15)N_2D ~+(2-1),并由此导出~(14)N/~(15)N和~(15)D/H的同位素比值。这个目标是最接近太阳形成环境的目标之一。具有对应于~600 Au的合成束的ALMA图像显示,丰度较低的同位素体的发射分布在几个~10”(即~0.02~pc或4000 Au)的核心中,嵌入在更扩展的N2 H+发射中。总的来说,我们的结果表明:(1)14 N/15 N在整个区域的核心尺度上没有变化,(2)14 N/15 N不依赖于温度的变化。我们的研究结果还表明,在原始太阳系天体中发现的14 N/15 N变化可能不是从原星团阶段继承的,因此必须在其他地方找到原因。
2020-03-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Non-LTE abundance corrections for late-type stars from 2000Å to 3μm: I. Na, Mg, and Al
众所周知,冷的恒星大气会偏离局部热力学平衡(LTE)。准确的丰度测定需要考虑这些影响,但往往缺乏必要的非LTE计算。我们的目标是提供详细的估计NLTE效应的FGK型恒星的所有谱线从紫外到红外线,是潜在有用的丰度诊断。本系列的第一篇文章主要讨论轻元素Na、Mg和Al。使用PySME程序计算了2158 MARCS模式大气在宽参数范围内的增长曲线。9个丰度点被用来构建个别线生长曲线,通过计算35钠线,134镁线,和34铝线的等效宽度。所述线选自紫外线到近红外波长范围。我们通过对五颗基准恒星(太阳、大角星、HD 84937、HD 140283和HD 122563)的等效宽度测量,展示了新网格的LTE和NLTE丰度分析能力。对于钠,NLTE的丰度低于LTE,并显示显着减少线到线的分散在贫金属的恒星。对于镁,我们证实了以前的报告中的一个显着的0.25德克斯LTE电离不平衡的贫金属恒星,只有轻微改善NLTE(0.18德克斯)。基于Mg II线的LTE丰度更好地与银河系化学演化模型相一致。对于铝,NLTE计算大大减少了0.6 dex的电离不平衡LTE中看到的贫金属恒星。在这项工作中提出的丰度校正与以前的研究重叠的线的子集,除了强饱和线。
2022-06-22 astro-ph.SR
Formation of the UV Spectrum of Molecular Hydrogen in the Sun
近四十年来,人们一直在太阳光谱中观察到分子氢的紫外线,但分子光谱的行为及其对太阳大气结构的影响尚未完全了解。来自HRTS仪器的数据显示,H2发射在特定区域形成,选择性地被明亮的紫外过渡区和色球线激发。我们测试的条件下,H2排放可以起源于研究非LTE模型采样范围广泛的温度分层和辐射条件。分层起着决定性的作用,在确定的人口密度的H2,这在附近的连续光球形成的最大丰度。然而,由于硅和其他中性物质的光电离而导致的不透明性决定了UV辐射可以穿透以激发H2的深度。因此,大多数的H2排放形式在一个狭窄的区域,在约650公里的标准一维模型的安静的太阳,附近的tau=1的不透明表面的激发紫外线辐射,通常来自上方。当使用观察到的明亮的紫外线发射线强度从上面照射时,详细的非LTE计算表明,在安静的太阳SUMER图谱光谱和HRTS光桥光谱中看到的H2光谱可以在1D分层大气中令人满意地再现,而不包括3D或时间相关的热结构。一个详细的比较,从1205到1550埃的观测,并成功地模拟太阳紫外线H2排放的这种1D方法说明了识别以前未识别的线和上水平的HRTS光谱。
2018-02-11 astro-ph.SR
Carbon, Nitrogen and Oxygen Abundances in Atmospheres of the 5-11 M B-type Main Sequence Stars
测定了22颗距离600秒差距、自转速度慢(vsini达66 km/s)的B型恒星的基本参数和碳、氮、氧丰度。恒星的选择是根据它们的有效温度Teff和表面重力log g,即:Teff在15300和24100 K之间,log g大多大于3.75;因此,选择质量为5-11 M的中等质量的恒星。理论预测,对于具有这样的参数的恒星,其大气中的C、N和O丰度应该与它们的初始值相对应。实现C II、N II和O II线路的非LTE分析。C、N和O的平均丰度分别为log ε(C)= 8.31 ± 0.13、log ε(N)= 7.80 ± 0.12和log ε(O)= 8.73 ± 0.13。这些值是在最近的数据上的C,N和O的丰度附近的B星从其他作者非常好的协议,重要的是,不同的技术,我们和其他作者应用。在排除HR 1810和HR 2938这两颗可以混合的恒星后,我们得到了其余20颗恒星的平均丰度:log ε(C)= 8.33 ± 0.11,log ε(N)= 7.78 ± 0.09,log ε(O)= 8.72 ± 0.12;这些值与Nieva & Przybilla的当前宇宙畸变标准(CAS)非常一致。
2012-12-05 astro-ph.SR
Image Quality of SOLIS/VSM in Helium vs. Nitrogen
国家太阳天文台(NSO)的太阳天气光学长期调查(SOLIS)矢量磁谱仪(VSM)是密封的,设计时充有略高于环境压力的氦气。在充满氦气的情况下运行了11年后,氦气的严重短缺促使使用氮气作为填充气体进行测试。2014年四个月的充氮观测与2013年相同月份的充氦观测进行了比较。平均而言,使用氮气时图像清晰度略有下降。
2014-05-30 astro-ph.IM astro-ph.SR
Effects of continuum fudging on non-LTE synthesis of stellar spectra. I. Effects on estimates of UV continua and Solar Spectral Irradiance variability
在非局域热力学平衡(non-LTE)条件下进行的合成通常会高估恒星光谱。在文献中广泛采用的方法,以减少过量的紫外线辐射包括人工增加的连续不透明度,通过使用乘法模糊因子,这是经验推导出的合成光谱,以匹配观察到的。虽然该方法最初是为了改善非LTE合成的谱线,它最近已被用来模拟太阳光谱辐照度的变化。这种辐照度重建技术结合了不同类型结构的光谱合成,这些结构是利用从参考安静太阳模型导出的因子来执行的。由于不透明度尺度与等离子体的物理性质在一个复杂的方式,产生的问题是否,以及在何种程度上,使用参考模型推导出的模糊因子可以用来调整模型的不透明度,代表不同类型的安静和磁性功能。在这里,我们调查的影响,不透明度捏造的估计太阳和恒星的辐照度变化在紫外波段。我们发现,使用模糊因子可能会低估19%和高达20%的变化范围内230-300 nm和300-400 nm,分别。这些估计值依赖于模型,应视为上限。最后,我们的分析表明,使用fudge因子所产生的不确定性随着恒星金属丰度的降低而增加,并且对于变星是辐角主导的并且其有效温度大于约4000 K的恒星是重要的。
2018-12-13 astro-ph.SR
3D non-LTE modeling of the stellar center-to-limb variation for transmission spectroscopy studies
本研究通过三维非LTE辐射转移建模太阳 Na I D₁ 与 K I 线的中心到边缘变化,并用高分辨率观测验证,证明其比一维模型更能准确修正透射光谱中的恒星污染。
2023-12-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
NLTE line formation for Mg\ione\ and Mg\ii\ in atmospheres of B-A-F-G-K stars
在太阳和17颗恒星的经典1D-LTE模型大气中,考虑了Mg I和Mg II线的非局域热力学平衡(NLTE)线形成,这些恒星具有可靠的大气参数和广泛的光谱类型:3900 $\le$ \Teff \ $\le$ 17500~K,1.1 $\le$ log $g$ $\le$ 4.7和$-$ 2.6 $\le$ [Fe/H] $\le$ +0.4。我们发现,对于每一个明星,NLTE导致较小的线到线的散射。对于10颗恒星,NLTE导致Mg I和Mg II的丰度一致,而LTE丰度的差异在$-0.21$和+0.23~dex之间变化。我们得到了两颗贫金属恒星HD 140283和HD 84937中Mg I和Mg II丰度的差异。这些丰度差异的起源尚不清楚。我们的标准NLTE模型预测,在\Teff \ $\le$ 7000 K的大气中,Mg I的发射线位于7.736、11.789、12.224和12.321 $μ$ m。我们很好地再现了南河三中的Mg I 12.2和12.3PDMATHABMR m发射线。然而,对于太阳和3颗K巨星,预测的Mg I发射线与观测相比太弱。对于$\le$ \Teff \ $\leq$ 17500 K的恒星,即使在LTE假设下,我们也推荐使用Mg II 3848、3850、4384、4390、4427和4433 Å线来测定Mg丰度,因为它们的NLTE效应很小。Mg I 41…
2018-09-19 astro-ph.SR
Influence of inelastic collisions with hydrogen atoms on the non-LTE modelling of Ca I and Ca II lines in late-type stars
我们使用更新的模型原子对Ca I-II进行了非定域热力学平衡(NLTE)计算,其中包括Barklem和Mitrushchenkov,Guitou,Belyaev,Yakovleva,Spielfiedel和Feautrier最近两项研究中Ca I + H I碰撞的新的量子力学速率系数,并研究了使用太阳,南河三,和五颗贫金属(MP)恒星,具有确定的恒星参数。我们表明,这两个碰撞配方导致非常相似的NLTE结果。当使用Ca I的次级线和Ca II的高激发线时,NLTE为每个恒星提供了与LTE情况相比更小的线到线散射。对于南河三,NLTE删除了一个陡峭的趋势与线强度之间的LTE中看到的强钙I线,并导致一致的[Ca/H]丰度从两个电离阶段。在MP星中,Ca II 8498 A的NLTE丰度与Ca I的次级线的丰度一致。NLTE在很大程度上消除了在LTE假设下获得的四颗[Fe/H] < -2恒星的Ca I和Ca II 8498 A高激发线之间的丰度差异。我们研究了[Fe/H] < -2星中Ca I共振线的形成。从Ca I共振线和Ca II共振线的一致NLTE丰度被发现的两个超贫金属恒星HE 0107 -5240和HE 1327 -2326。我们提供了28条线的Ca I的NLTE丰度校正的网格模型大气适合FGK型矮星和亚巨星的丰度分析。
2017-08-01 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
Titanium abundances in late-type stars I. 1D non-local thermodynamic equilibrium modelling in benchmark dwarfs and giants
晚型恒星的钛丰度是银河系形成历史的重要示踪物。然而,从Ti I和Ti II线推断的丰度在非常贫金属的巨星中可能存在明显的分歧。从本地热力学平衡(LTE)的apertures有很大的影响,少数中性物种,从而影响电离的不平衡,但令人满意的非LTE模型的矮星和巨星尚未实现在以前的文献。使用新的非LTE模型和一维(1D)模型大气,在基准矮星和巨星中重新评估钛丰度的可靠性。利用最新公布的Ti I与中性氢非弹性碰撞的数据,编制了一个较全面的模型原子。在1D LTE中,太阳、大角星和贫金属恒星HD 84937和HD 140283的Ti I和Ti II线在$0.06$ dex范围内。对于贫金属巨星HD 122563,Ti I线给出的丰度比Ti II低$0.47$ dex。1D非LTE校正可达到用于个别Ti I线的$+0.4$ dex及用于个别Ti II线的$+0.1$ dex,且将总体电离不平衡减少到用于HD 122563的$-0.17$ dex。然而,它也增加了非常贫金属的矮星和亚巨星的不平衡,大约在$0.2$ dex。使用一维非LTE减少了非常贫金属巨星的电离不平衡,但打破了其他非常贫金属恒星的平衡,与早期文献中的结论一致。为了取得进一步的进展,需要一致的3D非LTE模型。
2023-02-07 astro-ph.SR
Understanding an origin of palladium in metal-poor stars based on the non-LTE analysis of Pd~I lines
Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院天文研究所);M. V. Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立罗蒙诺索夫大学)
通过非LTE分析,研究金属贫乏恒星中钯的起源,发现其与铕的关联及r-过程贡献。
2025-10-08 astro-ph.SR
Atmospheric parameters and rotational velocities for a sample of Galactic B-type supergiants
分析了57颗银河系B型超巨星的高分辨光谱,确定了它们的自转速度和宏观湍流速度。此外,他们的大气参数(有效温度,表面重力和微湍流速度)和表面氮丰度已估计使用非LTE网格模型大气。预测的旋转速度已经与恒星演化模型的预测进行了比较,并在一般情况下,良好的协议被发现。然而,对于少数目标,他们的观测到的旋转速度显着大于预测,虽然他们的氮丰度是一致的,其余的样品。我们的结论是,二进制可能发挥了作用,在产生大的旋转速度。氮丰度和目前预计的旋转速度之间没有相关性。然而,相关性被发现与我们的超巨星样本的主要序列前体的推断投影旋转速度。这种相关性再次与包含旋转混合的单星演化模型的预测一致。的宏观湍流和微观湍流速度场的起源进行了讨论,我们的研究结果支持以前的理论研究,前者的子光球对流和后者的非径向重力模式振荡。此外,我们还试图在我们最快速旋转的目标中识别差异旋转。
2010-01-19 astro-ph.SR
NLTE for APOGEE: Simultaneous Multi-Element NLTE Radiative Transfer
新版本的TLUSTY允许使用预先计算的不透明度表计算冷恒星中的限制NLTE。我们证明,TLUSTY给出了一致的结果与MULTI,一个经过良好测试的代码NLTE在冷星。我们使用TLUSTY来执行LTE和一系列的NLTE计算Na,Mg,K和Ca,同时使用上述1,2,3和4种元素的所有组合在NLTE中。在这项工作中,我们考虑到如何偏离LTE在一个元素可以影响他人通过在不透明度的变化,由于NLTE。我们发现,原子镁,它提供了强大的紫外线不透明度,并显示偏离LTE在低能量状态,可以影响NLTE人口的钙,导致丰度校正高达0.07德克斯。单元素和多元素情况之间的导出丰度差异可能超过单元素NLTE和LTE分析之间的差异,警告这并不总是二阶效应。通过对具有可靠大气参数的三颗恒星(大角星、南河三和太阳)的详细测试,我们得出结论:我们的NLTE计算对Ca、Na和K的光学丰度修正可达0.1,0.2和0.7 dex,但对Mg的NLTE是一个很好的近似。在H波段,NLTE校正要小得多,低于0.1 dex。在光学和IR中推导出的NLTE丰度是一致的。对于所有四种元素,在所有三颗恒星中,NLTE线轮廓比LTE对应物更适合观测。对于过度电离是重要NLTE机制的元素,可能会受到镁中LTE偏离的影响。在计算H波段线路的NLTE曲线时,必须特别注意用于高电平的冲突。在光学和H-波段的推导NLTE校正不同,但推导的NLTE…
2020-03-30 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
Solar velocity references from 3D HD photospheric models
在太阳光谱观测中,多普勒速度的测量需要参考当地静止坐标系。地球的自转和径向速度以及太阳的自转在观测中引入了速度偏移。通常情况下,缺少速度的良好参考(例如大地线),特别是在基于滤波器的分光偏振观测中。我们确定了一个绝对的参考线的视线速度从太阳观测任何日心角,校准对流线位移的空间平均配置文件安静的太阳从3D流体动力学模拟。只要视场中有安静的太阳,这种方法就可以工作,并且它具有对原子数据中的不确定性相对不敏感的优点。我们进行辐射转移计算在LTE中选择的C I和Fe I线,而钙II红外线合成在非LTE。然而,不对称的程度和线的位移,表现出明显的依赖于日心角和线的属性。将μ= 1处的轮廓与观察到的轮廓进行比较以证明其可靠性,并针对LTE计算引起的误差、原子数据的不准确性和3D模拟进行测试。向社区提供了太阳观测者常用的线路的理论静日剖面图。这些可以用作视线速度的绝对参考。肢体效果是由3D大气沿视线的投影产生的。我们估计盘中心线偏移的精度约为50 m·s^-1,但偏离中心的轮廓仍有待于与观测结果进行检验。
2011-01-13 astro-ph.IM astro-ph.SR
A detailed non-LTE analysis of LB-1: Revised parameters and surface abundances
LB-1最近被认为是一个4kpc的双星系统,由一个8 Msol的B星和一个70 Msol的大质量恒星黑洞组成。这一发现挑战了我们目前的大质量恒星演化和太阳金属丰度下黑洞形成的理论。我们的目标是获得有效的温度,表面重力和化学成分的B-型组件,以确定其性质和演化状态,并间接地,以限制BH的质量。我们使用非LTE恒星大气代码FASTWIND来分析新的和存档的高分辨率数据。我们确定(Teff,logg)值(14000 $\pm500$ K,3.50 $\pm0.15$ dex),结合盖亚视差,意味着光谱质量,从logg,$3.2^{+2.1}_{-1.9}$ Msol和演化质量,假设单星演化,$5.2^{+0.3}_{-0.6}$ Msol。我们确定的上限为8公里/秒的预计旋转速度,并推导出表面的丰度,发现恒星有一个硅丰度低于太阳能,显着提高氮和铁,并耗尽碳和镁。来自光度消光分析和盖亚的补充证据对Teff和logg产生了类似的结果,并且在2~kpc附近产生了一致的距离。我们建议,B星是一个稍微进化的主序星3-5 Msol的表面丰度让人想起扩散晚B/A化学奇特的恒星低旋转速度。还有证据表明其大气中存在氯化萘处理过的物质。这些结论主要依赖于从盖亚视差推断的距离。盖亚天体测量学的拟合优度也有利于高倾角轨道。如果B星的轨道是侧向的,并且B星的质量为3-5 Msol,那么暗伴星的质量将为4-5 Ms…
2020-01-08 astro-ph.SR
Si IV Resonance Line Emission During Solar Flares: Non-LTE, Non-equilibrium, Radiation Transfer Simulations
界面区成像光谱仪(IRIS)常规地观察Si IV共振线。当分析这些线的观测时,通常假设它们是在光学薄的条件下形成的。这可能对静止的太阳是有效的,但这个假设也适用于更极端的耀斑场景。我们使用了36电子束驱动的辐射流体动力学太阳耀斑模拟,计算使用RADYN代码,探测这一假设的有效性。使用这些模拟的气氛,我们解决了辐射传输方程,以获得非LTE,非平衡人口,线的轮廓,和模型硅原子的不透明度,包括电荷交换过程。这是使用RADYN的“少数物种”版本实现的。包括电荷交换导致在较低的温度下比电离平衡预测的Si IV的相当大的部分。使用注入的能量通量$F>5\times10^{10}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$的所有模拟导致对Si IV发射的光学深度效应,与光学薄计算相比,强度和线形状两者都存在差异。较弱的耀斑(低至$F\approx5\times10^{9}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$)也会导致硅IV发射在光学厚度条件下形成,这取决于其他光束参数。当不透明度显著时,在$40$至$100$ kK的温度范围内,气氛通常具有超过$5\times10^{-6}$ g cm $^{-2}$的柱质量,并且Si IV形成温度在$30$和$60$ kK之间。在分析Si IV耀斑观测结果时,或在计算合成发射而不进行完整的辐射传输计算时,我们敦促谨慎。
2018-11-27 astro-ph.SR
A publicly available simulation of an enhanced network region of the Sun
上下文太阳色球层是太阳表面和日冕之间的界面。这个区域的建模是困难的,因为它代表了从光学厚到薄的辐射逃逸,从气体压力主导到磁压力主导,从中性到电离状态,从MHD到等离子体物理,以及从近平衡(LTE)到非平衡条件的转变。目的。我们的目标是为社会提供现实的模拟磁性太阳外层大气。这将使现有的和即将到来的观测结果与模拟的合成观测值进行详细的比较,从而阐明磁场和等离子体的复杂相互作用,这对我们理解动态的外层大气至关重要。方法.我们使用辐射磁流体动力学代码Bifrost进行模拟的计算体积与磁场拓扑结构类似的增强网络区域的太阳。结果完整的模拟立方体可在线获得。模拟的一般属性进行了讨论,并讨论了局限性。
2015-10-26 astro-ph.SR
The peculiar composition of the Sun is not related to giant planets
通过对50颗F型和G型星的HARPS光谱进行高精度丰度分析,发现太阳的特殊成分主要与银河系化学演化有关,而非巨行星的存在。
2025-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR