Вісник Львівського університету. Серія фізична 58 (2021) с. 61-71
DOI: https://doi.org/10.30970/vph.58.2021.61

Фотоіонізаційне моделювання низькометалічних зон H II навколо областей неперервного зореутворення.

І. Кошмак

У цій статті представлено підхід до моделювання іонізаційної структури низькометалічних зон H II навколо областей неперервного зореутворення. Цей метод грунтується на мультикомпонентному фотоіонізаційному моделюванні цих об'єктів, що враховує їх складну структуру утворену дією супервітру із центральної області зореутворення. Складну структуру зон H II можна поділити на внутрішню та зовнішню складові. Внутрішні компоненти відповідають області вільного розширення супервітру і каверні супервітру відповідно, а зовнішні -- щільному шару газу, стисненому прямою ударною хвилею супервітру, і гідродинамічно незбуреною зовнішньою частиною зони H II, де формуються більшість спостережуваних сильних емісійних ліній. Компоненти моделювання були розраховані у припущенні сферичної симетрії. Фотоінізація газу була спричинена іонізуючими квантами як прямого, так і дифузного іонізуючого випромінювання. Потоки цього випромінювання були розраховані під час моделювання з використанням рівнянь переносу випромінювання, які враховують всі важливі процеси у зоні Н II, які спричиняють цей перенос. Для області вільного розширення супервітру було визначено вхідний спектр іонізуючого випромінювання, швидкість супервітру та хімічний вміст з використанням моделей еволюційно-популяційного синтезу області неперервного зореутворення. Під час фотоіонізаційного моделювання були отримані розподіли електронної температури та густини у зовнішніх компонентах, як розв'язок рівняння енергетичного балансу. Критерієм зупинки для еволюційного моделювання була умова рівності тиску на межі між третім та четвертим компонентами. Розраховано еволюційну сітку мультикомпонентних низькометалічних моделей зон H II навколо областей неперервного зореутворення, які порівнювались зі спостережуваними даними.

Текст статті (pdf)

Список посилань
  1. Chevalier R. A. Wind from a starburst nucleus / R. A. Chevalier, A. W. Clegg // Letters to Nature. -- 1985. -- Vol. 317. -- P. 44--45. doi:10.1038/317044a0
  2. Holovatyi V. V. Ionization-correction factors for H II regions in blue compact dwarf galaxies / V. V. Holovatyi, B. Ya. Melekh // Kinematika i Fizika Nebesnykh Tel. -- 2002. -- Vol. 18. -- Issue 4. -- P. 362--375. Bibcode:2002KFNT...18..362H
  3. Izotov Yu. I. The primordial helium abun\-dan\-ce from a new sample of metal deficient blue compact galaxies / Yu. I. Izotov, T. X. Thuan, V. A. Lipovetsky // Astrophys. J. -- 1994. -- Vol. 435. -- P. 647--667. doi:10.1086/174843
  4. Izotov Yu. I. The Primordial Helium Abundance: Systematic Effects and a New Determination / Yu. I. Izotov, T. X. Thuan, V. A. Lipovetsky // Astrophys. J. Supp. -- 1997. -- Vol. 108. -- P. 1--39. doi:10.1086/312956
  5. Izotov Yu. I. The Primordial Abundance of 4He revisited / Yu. I. Izotov, T. X. Thuan // Astro\-phys. J. -- 1998. -- Vol. 500. -- P. 188--216. doi:10.1086/305698
  6. Izotov Yu. I. Systematic effects and a new determination of the primordial abundance of 4He and dY/dZ from from observations of blue compact galaxies / Yu. I. Izotov, T. X. Thuan // Astrophys. J. -- 2004. -- Vol. 602. -- P. 200--230. doi:10.1086/380830
  7. Izotov Yu. I. The primordial abundance of 4He: a self-consistent empirical analysis of systematic effects in a large sample of low-metallicity H{\sc ii} regions / Yu. I. Izotov, T. X. Thuan // Astrophys. J. -- 2007. -- Vol. 662. -- P. 15--38. doi:10.1086/513601
  8. Кошмак І.О. Моделювання світіння зони H II, що містить бульбашкоподібну структуру / І. О. Кошмак, Б. Я. Мелех // Кінематика і фізика небесних тіл. -- 2013. -- Т. 29. -- № 6. -- C. 3--19. doi:10.3103/S0884591313060020
  9. Кошмак І.О. Роль пилу під час моделювання світіння зони H II, що містить бульбашкоподібну структуру / І. О. Кошмак, Б. Я. Мелех // Журнал фізичних досліджень. -- 2013. -- Т. 17. -- № 4. -- С. 4901-1--4901-10. doi:10.30970/jps.17.4901
  10. Кошмак І.О. Мультикомпонентне моделювання світіння низькометалічних зон H II / І. О. Кошмак, Б. Я. Мелех // Кінематика і фізика небесних тіл. -- 2014. -- Vol. 30. -- № 2. -- P. 70--84. doi:10.3103/S0884591314020044
  11. Koshmak I.O. The primordial helium abundance determination using multicomponent photoionization modelling of low-metallicity H II regions / I.O. Koshmak, B.Ya. Melekh // Advances in Astronomy and Space Physics. -- 2018. -- Vol. 8. -- Issue 1. -- P. 16--23. doi:10.17721/2227-1481.8.16-23
  12. Koshmak I.O. Photoionization modelling of the H II regions surrounding star-forming regions within the metallicity range Z=0.003-0.012 / I.O. Koshmak, B.Ya. Melekh // Advances in Astronomy and Space Physics. -- 2020. -- Vol. 10. -- Issue 1. -- P. 21--27. doi:10.17721/2227-1481.10.21-27
  13. Leitherer C. Starburst 99: Synthesis Models for Galaxies with Active Star Formation / C. Leitherer, D. Schaerer, J. D. Goaldader, et al. // Astrophysical Journal Supplement series. -- 1999. -- Vol. 123. -- P. 3--40. doi:10.1086/313233
  14. Мелех Б.Я. Вплив бульбашкоподібних структур, утворених зоряним вітром, на спектр іонізуючого випромінювання в небулярних об'єктах / Б. Я. Мелех, І. О. Кошмак, Р. В. Козел // Журнал фізичних досліджень. -- 2011. -- Т. 15. -- № 3. -- C. 3901-1--3901-8. doi:10.30970/jps.15.3901
  15. Pilyugin L. S. New improved calibration relations for the determination of electron temperatures and oxygen and nitrogen abundances in H{\sc ii} regions / L. S. Pilyugin, J. M. Vilchez, T. X. Thuan // Astrophys. J. -- 2010. -- Vol. 720. -- P. 1738--1751. doi:10.1088/0004-637X/720/2/1738
  16. Pilyugin L. S. ``Counterpart'' method for abundance determinations in H{\sc ii} regions / L. S. Pilyugin, E. K. Grebel, L. Mattsson // Mon. Not. Roy. Ast. Soc. -- 2012. -- Vol. 424. -- Issue 3. -- P. 2316--2329. doi:10.1111/j.1365-2966.2012.21398.x
  17. Pilyugin L. S. The Abundance Properties of Nearby Late-type Galaxies. I. The Data / L. S. Pilyugin, E. K. Grebel, A. Y. Kniazev // Astrophys. J. -- 2014. -- Vol. 147. -- Issue 6. -- P. 131--154. doi:10.1088/0004-6256/147/6/131
  18. Stasinska G. A grid of model HII regions for extragalactic studies / G. Stasinska // Astron. Astroph. Supp. -- 1990. -- Vol. 83. -- P. 501--538. Bibcode:1990A\&AS...83..501S
  19. Thuan T. X. High-ionization emission in metal-deficient blue compact dwarf galaxies / T. X. Thuan, Yu. I. Izotov // Astrophys. J. -- 2005. -- Vol. 161. -- P. 240--270. doi:10.1086/491657
  20. Weaver R. Interstellar bubbles. II - Structure and evolution / R. Weaver, R. McCray, J. Castor, et al. // Astroph.J. -- 1977. -- Vol. 218. -- P. 377--395. doi:10.1086/155692