利用 JWST/MIRI 中红外氢线改进年轻恒星天体的吸积诊断
摘要
我们利用 JWST/MIRI 对 79 颗邻近（d < 200 pc）年轻恒星的中红外中性氢（H I）发射线进行了全面研究。我们的目标是识别可作为年轻恒星可靠吸积诊断的中红外 H I 跃迁，并评估其在推导吸积气体物理条件方面的效用。我们在 MIRI 波长范围（5–28 μm）内识别并测量了 22 条 H I 跃迁，并对选定 H I 跃迁中的 H₂O 贡献进行了 LTE 平板建模以去除其影响。我们发现中红外 H I 线发射在空间上是致密的，即使对于具有空间延展的 [Ne II] 和 [Fe II] 喷流的源也是如此，表明来自延展喷流的污染极小。尽管 Pfund α（H I 6–5）和 Humphreys α（H I 7–6）是最强的谱线，但它们与 H₂O 跃迁发生混合。这种混合需要额外的处理来去除分子污染，从而限制了它们作为吸积诊断的用途。相反，我们识别出 H I (8–6) 7.502 μm 和 H I (10–7) 8.760 μm 跃迁作为更好的替代方案，因为它们基本不受分子污染的影响，并提供了一种从 MIRI 光谱测量吸积率的更可靠手段。我们为 MIRI 波长范围内 6 条不同 H I 线的中红外 H I 线光度转换为吸积光度提供了更新的经验关系。此外，观测线比与理论模型的比较表明，中红外 H I 线对吸积柱中的氢气体密度提供了稳健约束，大多数恒星的 n_H = 10^{10.6} 至 10^{11.2} cm⁻³，部分恒星表现出较低密度（<10^{10} cm⁻³），接近光学薄区域。
引用
@article{arxiv.2512.03456,
title = {Improving Accretion Diagnostics for Young Stellar Objects with Mid-infrared Hydrogen lines from JWST/MIRI},
author = {B Shridharan and P Manoj and Vinod Chandra Pathak and Alessio Caratti O Garatti and Bihan Banerjee and Th. Henning and I. Kamp and E. van Dishoeck and H. Tyagi and R. Arun and B. Mathew and M. Güdel and P. -O. Lagage},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03456},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in A&A. 17 pages, 9 figures, 1 Table (4 figures, 2 Tables in Appendix) The large tables will be made available in CDS and/or on request to the corresponding author