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分析JWST/NIRSpec氢线检测于TWA 27B:约束吸积特性与几何

地球与行星天体物理 2024-08-06 v2

摘要

形成行星的氢线对于理解行星形成至关重要。然而,行星氢线检测的数量仍然有限。最近的JWST/NIRSpec观测在TWA 27 B(2M1207b)处检测到了Paschen和Brackett氢线。TWA 27 B被归类为行星质量伴侣(PMC),而非行星,因为其质量比中心天体为约5MJ5 M_\mathrm{J},而中心天体为25MJ25 M_\mathrm{J}。尽管如此,TWA 27 B的氢线发射预计与行星相同,因为其质量较小。我们旨在约束TWA 27 B的吸积特性与吸积几何,从而促进我们对PMC和行星共同氢线发射机制的理解。我们对四条明亮的氢线(Pa-α\alpha、Pa-β\beta、Pa-γ\gamma、Pa-δ\delta)进行光谱拟合,采用针对形成行星的吸积冲击发射模型。我们估算了质量吸积率为M˙3×109MJyr1\dot{M} \approx 3 \times 10^{-9}\, M_\mathrm{J}\,\mathrm{yr}^{-1},但这受到最高可达十倍不确定性的制约。我们的分析还表明,吸积流较稠密,在冲击前n1013cm3n\gtrsim 10^{13}\,\mathrm{cm^{-3}},这表明行星表面的吸积冲击填充因子较小(ff5×104f_\mathrm{f} \lesssim 5\times10^{-4})。这一发现表明TWA 27 B正在发生磁中子吸积。此外,我们进行了氢线发射颜色的比较分析以识别发射机制,但相关不确定性太大,无法得出确定性结论。这凸显了需要进一步的高精度观测研究来充分阐明这些发射机制的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.15922,
  title  = {Analyzing JWST/NIRSpec Hydrogen Line Detections at TWA 27B: Constraining Accretion Properties and Geometry},
  author = {Yuhiko Aoyama and Gabriel-Dominique Marleau and Jun Hashimoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.15922},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 6 figures, Accepted for publication in the Astronomical Journal