NLTE 1/20
中村 尚樹
入力情報
入力
・大気モデル(Val3c, et…)
–
–
–
–
–
–
スケール(柱密度、光学的深さ、高さ）
温度
電子数密度
速度
乱流速度
（水素の分布)
・解く原子モデル(6-level H, Ca, …)
ＭＵＬＴＩ主要サブルーチン
START
• データ読み込み
• 定数設定
ITER
FORMAL
• 方程式を解く
• 物理量導出
• 出力
解いている変数
解いているもの(ITER内)
Start 内で設定
Iteration 中に設定
統計平衡の式
𝑛𝑖
𝑃𝑖𝑗 −
𝑗≠𝑖
𝑗≠𝑖
𝑛𝑗 𝑃𝑗𝑖 = 0
𝑃𝑖𝑗 = 𝑅𝑖𝑗 + 𝐶𝑖𝑗
radiation collision
粒子保存
𝑛𝑗 = 𝑛𝑡𝑜𝑡
𝑗=1
輻射輸送方程式
𝜅𝜈𝜇 = 𝜅𝜈𝑐 + 𝛼𝑖𝑗 (𝑛𝑖 − 𝐺𝑖𝑗 𝑛𝑗 )
𝑑𝐼𝜈𝜇
𝜇
= −𝜅𝜈𝜇 𝐼𝜈𝜇 + 𝑗𝜈𝜇
𝑑𝑧
𝑗𝜈𝜇
2ℎ𝜈 3
= 𝑗𝜈𝑐 + 2 𝐺𝑖𝑗 𝛼𝑖𝑗 𝑛𝑗
𝑐
LTEからのずれ(6level H)
𝑛𝑖
𝑏𝑖 = ∗
𝑛𝑖
温度最低層付近で連続レベルが増加
⇒輻射(NLTE)による効果
黒：level1
青：level2
緑：level3
赤：連続
点線：温度
破線：密度
𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖 vs𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖 (VaL3C)
(a)
(b) (c)
赤：
青：
黒：level1,青：level2
緑：連続
点線：温度
破線：密度
Z=269 km (a)
5
𝑖=1 𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
5
𝑖=1 𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
1⇒c
2⇒c
3⇒c
4⇒c
5⇒c
𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
2.6e10 2.8e10 6.2e9
2.9e9
2.4e9
𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
4.8e6
1.1e9
4.5e9
1.7e10
3.5e7
Z=681 km (b)
1⇒c
2⇒c
3⇒c
4⇒c
5⇒c
𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
7.9e8
6.3e8
1.3e8
6.5e7
5.1e7
𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
3.9e4
2.8e4
8.0e5
3.6e6
1.2e7
Z=1124 Km (c)
高さ (km)
1⇒c
2⇒c
3⇒c
4⇒c
5⇒c
𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
4.6e9
4.0e9
5.8e8
2.9e8
2.4e8
𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
6.5e4
1.4e6
9.7e6
2.9e7
9.1e7
LTEからのずれ(温度摂動T+1000K)
𝑛𝑖
𝑏𝑖 = ∗
𝑛𝑖
黒：level1
青：level2
緑：連続
点線：温度
破線：密度
赤：
5
𝑖=1 𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
青：
5
𝑖=1 𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
LTEからのずれ(密度摂動:5倍)
𝑛𝑖
𝑏𝑖 = ∗
𝑛𝑖
黒：level1
青：level2
緑：連続
点線：温度
破線：密度
赤：
5
𝑖=1 𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
青：
5
𝑖=1 𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖
密度が大きくなって衝突が増える（LTEに近くなる)
⇒摂動なしに比べ、温度最低層付近でのＬＴＥからのずれが小さ
くなっている
LTEからのずれ(温度+密度摂動)
𝑛𝑖
𝑏𝑖 = ∗
𝑛𝑖
黒：level1
青：level2
緑：連続
点線：温度
破線：密度
赤：
5
𝑖=1 𝑅𝑖𝑐 𝑛𝑖
青：
5
𝑖=1 𝐶𝑖𝑐 𝑛𝑖

NLTE

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