JWST 对年轻原型星的观测（JOYS）：项目概述与初步结果

嵌入阶段是年轻恒星发展的关键阶段。利用 JWST 具备前所未有的灵敏度、光谱分辨率和锐度，中红外观测对于探索亚角秒尺度上的众多物理和化学过程至关重要。JOYS 旨在回答从原型星吸积、原始喷流、风和喷发的本质，到气体和冰的化学，以及嵌入盘的特征等多个问题。我们介绍了该项目并展示了代表性结果。MIRI-MRS 对 17 个低质量和 6 个高质量原型星的数据显示出多样化的特征。原子线图在不同难以凝聚（如 Fe）、半难以凝聚（如 S）和挥发性元素（如 Ne）之间有所不同，这与其不同的凝聚水平和局部（冲击）条件有关。常见看到由内到外的、分层的喷流结构，其中以 [Fe II] 中观察到的带电核心伴随外层 H2 层。低 J H2 线中发现宽角风。[S I] 跟随年轻原型星中的喷流，但在更成熟的星体中集中于源。[Ne II] 揭示了喷流冲击和光离子发射的混合。H I 线用于测量吸积，但也与喷流相关。分子发射（CO2、C2H2、HCN、H2O 等）相对较冷，与盘不同，可能与热核心相关。深层冰吸收特征揭示了不仅包括主要冰成分，还包括离子（作为盐的一部分）和复杂有机分子，其中来自低质量和高质量源的丰度相当。首次在一颗太阳质量星体中检测到 HDO 冰，HDO/H2O ~ 0.4%，这为与盘和彗星的关联提供了线索。深层搜索固体 O2 表明它可能不是重要的氧储备。只有少数嵌入式 Class I 盘显示与 Class II 盘相同的水线林，可能由于上层大量尘埃遮蔽所致[已删略]。