Photonendominierte Regionen (PDRs) spielen in der modernen Astrophysik eine wichtige Rolle, da sie für viele Emissionsmerkmale des ISM verantwortlich sind und die Infrarot- und Submillimeterspektren von Sternentstehungsgebieten und Galaxien insgesamt dominieren. Theoretische Modelle, die sich mit der Struktur von PDRs befassen, sind seit etwa 30 Jahren verfügbar und haben sich zu fortschrittlichen Computercodes entwickelt, die eine wachsende Zahl physikalischer Effekte mit zunehmender Genauigkeit berücksichtigen.

Diese Codes wurden mit unterschiedlichen Zielsetzungen entwickelt: Einige sind darauf ausgerichtet, eine bestimmte Art von Region effizient zu modellieren, z. B. HII-Regionen, protoplanetare Scheiben, planetarische Nebel, diffuse Wolken usw.; andere legen den Schwerpunkt auf eine strikte Behandlung der mikrophysikalischen Prozesse in allen Einzelheiten (z. B. wellenlängenabhängige Absorption), allerdings auf Kosten einer erhöhten Rechenzeit. Wieder andere zielen auf eine effiziente und schnelle Berechnung großer Modellgitter für den Vergleich mit Beobachtungsdaten ab, was auf Kosten pragmatischer Näherungen geht, die eher effektive Raten als eine detaillierte Behandlung verwenden. Infolgedessen haben sich die verschiedenen Modelle auf die detaillierte Simulation verschiedener Prozesse konzentriert, die die Struktur in den verschiedenen Regionen bestimmen, während für andere Prozesse nur grobe Näherungen verwendet werden. Die Modellaufbauten variieren stark zwischen den verschiedenen Modellcodes. Dazu gehören die angenommene Modellgeometrie, ihre physikalische und chemische Struktur, die Wahl der freien Parameter und andere Details. Daher ist es nicht immer einfach, die Ergebnisse verschiedener PDR-Codes direkt zu vergleichen. Berücksichtigt man, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, physikalische Effekte in numerischen Codes zu implementieren, ist es offensichtlich, dass die Modellausgabe verschiedener PDR-Codes voneinander abweichen kann. Infolgedessen kann es zu erheblichen Abweichungen in der physikalischen und chemischen PDR-Struktur kommen, die von den verschiedenen PDR-Codes vorhergesagt wird.

Diese Divergenz würde eine eindeutige Interpretation der Beobachtungsdaten in Bezug auf die Parameter der beobachteten Wolken verhindern. Mehrere neue Einrichtungen wie Herschel, SOFIA, APEX, ALMA und andere werden in den nächsten Jahren zur Verfügung stehen und viele qualitativ hochwertige Beobachtungen der Linien- und Staubkontinuumsemission im Submillimeter- und FIR-Wellenlängenbereich liefern. Viele wichtige PDR-Tracer emittieren in diesem Bereich ([CII] (158 µm), [OI] (63 und 146 µm), [CI] (370 und 610 µm), CO (650, 520, ..., 57,8 µm), H2O, usw.). Um diese qualitativ hochwertigen Daten zuverlässig analysieren zu können, benötigen wir eine Reihe von qualitativ hochwertigen Werkzeugen, einschließlich PDR-Modellen, die gut verstanden werden und einwandfrei funktionieren. Als ein wichtiger vorbereitender Schritt in Richtung dieser Missionen wurde eine internationale Zusammenarbeit zwischen vielen PDR-Modellgruppen initiiert. Die Ziele dieses PDR-Benchmarking waren:

• die Unterschiede in den verschiedenen Code-Ergebnissen zu verstehen
• mit jedem PDR-Code (so weit wie möglich) den gleichen Modell-Output zu erhalten, wenn der gleiche Input verwendet wird
• Einigung über die korrekte Behandlung wichtiger Prozesse
• die spezifischen Grenzen der Anwendbarkeit der verfügbaren Codes zu ermitteln

Zu diesem Zweck wurde 2004 am Lorentz Center in Leiden, Niederlande, ein PDR-Benchmarking-Workshop abgehalten, um gemeinsam an diesen Themen zu arbeiten

Hier stellen wir die Ergebnisse dieses Workshops und die Ergebnisse aus den Folgeaktivitäten vor.

PDR Vergleich - Archiv

Publikationen

• Röllig et al. 2007