FUMES II：年轻活跃 M 型矮星的 Ly$\alpha$ 谱线重构

HI Ly$\alpha$（1215.67 $\unicode{xC5}$）发射线在 M 型矮星远紫外光谱中占主导地位，但星际空间中中性氢的强烈吸收使得即使对最近恒星观测 Ly$\alpha$ 也十分困难。作为远紫外 M 型矮星演化巡天（FUMES）的一部分，哈勃空间望远镜观测了 10 颗早到中 M 型矮星，年龄从约 24 Myr 到数 Gyr 不等，以评估系外行星系统生命周期中入射紫外辐射的演化。我们从 STIS G140L 和 E140M 光谱重构本征 Ly$\alpha$ 轮廓，低分辨率光谱（G140L）重构通量的 1-$\sigma$ 不确定度为 5% 到两倍，高分辨率光谱（E140M）为 3-20%。我们观测到 Ly$\alpha$ 线轮廓具有 500-1000 km s$^{-1}$ 的宽翼，并分析了线宽对恒星性质的依赖。我们发现恒星有效温度和表面引力是影响线宽的主导因素，恒星磁活动水平影响甚微，且 Ly$\alpha$ 翼的面通量密度可用于估计色球电子密度。基于 G140L 光谱的 Ly$\alpha$ 重构是首次在 $\lambda/\Delta\lambda\sim$1000 数据上尝试。我们发现重构精度与观测信噪比无关，而是取决于恒星 Ly$\alpha$ 线的本征展宽。年轻、低表面重力恒星具有最宽的谱线，因此在低光谱分辨率下可为拟合提供更多信息以打破模型参数间的简并。