近日，我院博士研究生路哲与合作者在有关电离气体物理性质研究方面，通过采用改进的氢原子能级布居反转诊断方法——利用氢射电复合线与连续谱的强度比，揭示了电离气体中氢原子能级布居普遍存在翻转的现象。相关研究成果以“Observational evidence of inverted level population of hydrogen atoms in ionized gas ”为题在天文学期刊《Monthly Notices of the Royal Astronomical society》上发表。

电子温度是电离气体的主要物理参数之一。在局部热动平衡和光学薄的假设下，利用观测到的氢射电复合线与对应频率连续谱的流量强度比经常被用来估计电离气体的电子温度。然而在多数情况下这两个假设未必成立，从而导致电子温度计算错误。本研究利用迷你星暴区W49A中H93的观测数据，利用该复合线与连续谱的强度比，在W49A的三个区域中找到了电离气体氢原子能级布居反转的证据。因此，基于经典光学薄和局部热平衡假设，通过射电复合线与自由-连续谱观测推导的电离气体电子温度可能并非理想近似值。利用射电复合线计算电离气体电子温度时，应考虑氢原子能级布居反转。 

图1. 非局部热动平衡条件下，左图为模拟和观测谱线与连续谱比值的关系（布居反转的明确证据）；右图为对应的观测像素点包含连续谱的谱线。

中文题目：电离气体中氢原子布居反转的观测证据

作者：路哲（博士研究生）；朱逢尧（之江实验室）；李尚活（南京大学）；王均智（通讯作者）；李郁强（韩国天文与空间科学研究所）；李娟（上海天文台）；李博华（广西大学）

论文链接：https://doi.org/10.1093/mnras/staf1307