Journal of Astronomy and Space Sciences

The Korean Space Science Society (한국우주과학회)
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CHARGE EXCHANGE EFFECTS IN COLLISIONAL IONIZATION EQUILIBRIUM OF C, N, AND O IONS

탄소, 질소 및 산소의 충돌이온화평형에서의 전하교환 효과

  • Seon, Kwang-Il (Space Science Research Division, Korea Astronomy Observatory)
  • 선광일 (한국천문연구원 우주과학연구부)
  • Published : 2004.12.01
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Abstract

The charge exchange (or transfer) due to collision with hydrogen has important effects on the physical characteristics of astrophysical plasma. In this paper, collisional ionization equilibrium in the temperature range of ${\sim}1,000--80,000K$ are investigated for C, N, and O ions including the effects of charge exchange. The calculated ionic abundance fractions are compared with those of previous works. The ionic abundance fractions calculated in the paper can be used in understanding the spectroscopic properties of warm interstellar medium. It is also found that the ratio between the degree of ionization of oxygen and that of hydrogen shows big difference with the previously well-known result for the environment where the collisional ionization is not important. This implies that investigations on the collisional ionization in the warm interstellar medium are required.

수소와의 충돌에 의한 전하교환은 천체플라즈마의 물리적 특성에 매우 중요한 영향을 미친다. 이 논문에서는 탄소, 질소 및 산소에 대해 전하교환(charge exchange)을 고려하여 약 1,000--80,000K의 온도에서의 충돌이온화평형(collisional ionization equilibrium)상태를 연구하였다. 온도에 따른 이온함량비(ionic abundance fraction)를 기존의 전하교환을 고려하지 않은 경우와 비교하였다. 이 논문에서 계산된 이온함량비는 충돌이온화평형상태의 중온성간물질(warm interstellar medium, $T{\sim}10^4K$)의 분광학적인 특성을 이해하는데 사용될 수 있다. 또한, 산소의 이온화정도(degree of ionization)와 수소의 이온화정도의 비율이 충돌이온화가 중요하지 않은 경우에 잘 알려진 값과 많은 차이가 있음을 발견하였다. 이 차이는 중온성간물질에서의 충돌이온화에 대한 연구가 필요함을 의미한다.

Keywords

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