JOYS：利用JWST测量银河系盘面原恒星外流中的[D/H]丰度
星系天体物理
2025-02-12 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
宇宙中的总氘丰度[D/H]仅由两个过程决定：大爆炸核合成产生的氘丰度为[D/H]=2.58±0.13×10⁻⁵，以及恒星内部对氘的消耗。测量总[D/H]丰度可能为银河系化学演化提供探针，然而，大多数[D/H]测量仅对气相氘敏感，而碳质尘埃颗粒中封存的氘量仍存在争议。随着JWST的发射，现在可以通过观测中红外H₂和HD谱线，以前所未有的灵敏度和距离测量气相[D/H]。我们利用JWST年轻原恒星观测（JOYS）计划的数据，通过旋转图分析，对5个邻近低质量和5个遥远高质量原恒星外流测量了气相[D/H]丰度。低质量源之间的气相[D/H]变化高达约4倍，尽管这些源可能形成于银河系盘面中预期总[D/H]几乎恒定的区域。我们工作或先前研究的大多数气相[D/H]测量结果产生[D/H] ≲ 1.0×10⁻⁵，比本地紫外吸收线发现的值以及银河系化学演化模型预期的值低2-4倍。低质量源之间[D/H]的变化以及相对于银河系化学演化模型的低[D/H]表明，我们的观测对总[D/H]不敏感。氘显著消耗到碳质尘埃颗粒上是一种可能的解释，并且在HH 211外流中，在气相Fe丰度较高的激波位置，有初步证据表明[D/H]增强。需要对激波环境中的HD和H₂进行更深入的观测，并对尘埃颗粒破坏进行建模，以检验消耗效应。
引用
@article{arxiv.2501.02085,
title = {JOYS: The [D/H] abundance derived from protostellar outflows across the Galactic disk measured with JWST},
author = {L. Francis and E. F. van Dishoeck and A. Caratti o Garatti and M. L. van Gelder and C. Gieser and H. Beuther and T. P. Ray L. Tychoniec and P. Nazari S. Reyes P. J. Kavanagh and P. Klaassen and M. Güdel and T. Henning},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.02085},
year = {2025}
}
备注
30 Pages, 20 Figures. Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics