crashα: coupling continuum and line radiative transfer
crashα: coupling continuum and line radiative transfer
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crashα：耦合连续体和线辐射传输
DOI：
10.1111/j.1365-2966.2008.13874.x
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发表时间：
2009
影响因子：
4.8
通讯作者：
Ciardi B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pierleoni M;Maselli A;Ciardi B.
本文介绍了第一个用于宇宙学应用的辐射传输程序crash α，它跟踪了Lyα光子和电离光子的平行传播，crashα是连续辐射传输程序的一个版本，它采用了一种新的算法来跟踪Lyα光子通过电离结构不断变化的气体组态的传播。该实现引入了Lyα光子的时间演化（在线性辐射传输代码中通常被忽略的一个特征），并且为了减少每次散射所需的计算时间，通过广泛使用预编表，采用了Lyα处理的统计方法。这些表格描述了从气室中逃逸的光子的物理特性，在气室中光子被散射捕获，作为气体温度/密度和入射光子频率的函数。采用这种统计方法，我们经历了一个急剧增加的计算速度，并在同一时间，一个很好的协议与完整的Lyα辐射传输计算的codemclyα。我们发现，新兴的光谱保持记忆的电离历史，产生一个给定的电离配置的气体，并适当地考虑这种效果，自洽的联合演化线和电离连续辐射的实施incrashα是必要的。通过比较我们的程序和在一个固定的湿度场上单独的Lyα散射的结果，我们发现，出现的光谱之间的差异程度取决于所考虑的特定构型，但它可能是实质性的，因此可能会影响手头问题的物理解释。当计算Lyα辐射对例如在完全再电离之前的时期中性氢的21厘米谱线的可观测性的影响时，这些差异应该进一步考虑进去。
In this paper we presentcrashα, the first radiative transfer code for cosmological application that follows the parallel propagation of Lyα and ionizing photons.crashα is a version of the continuum radiative transfer codecrashwith a new algorithm to follow the propagation of Lyα photons through a gas configuration whose ionization structure is evolving. The implementation introduces the time evolution for Lyα photons (a feature commonly neglected in line radiative transfer codes) and, to reduce the computational time needed to follow each scattering, adopts a statistical approach to the Lyα treatment by making extensive use of pre-compiled tables. These tables describe the physical characteristics of a photon escaping from a gas cell where it was trapped by scattering as a function of the gas temperature/density and of the incoming photon frequency. With this statistical approach we experience a drastic increase of the computational speed and, at the same time, an excellent agreement with the full Lyα radiative transfer computations of the codemclyα. We find that the emerging spectra keep memory of the ionization history which generates a given ionization configuration of the gas and, to properly account for this effect, a self-consistent joint evolution of line and ionizing continuum radiation as implemented incrashα is necessary. A comparison between the results from our code and from Lyα scattering alone on a fixed Hidensity field shows that the extent of the difference between the emerging spectra depends on the particular configuration considered, but it can be substantial and can thus affect the physical interpretation of the problem at hand. These differences should furthermore be taken into account when computing the impact of the Lyα radiation on e.g. the observability of the 21-cm line from neutral hydrogen at epochs preceding complete reionization.
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