Detectability of resolved hydrogen lines from the accretion shock at gas giants and their CPDs
Notice bibliographique
Résumé
Fewer gas giants have been caught in their accretion phase than mature ones are known. Extremely Large Telescope (ELT) instruments will have a higher sensitivity and a smaller inner working angle than tools up to now, which should increase search yields. We examine what METIS, the first-generation ELT spectrograph with R=1e5, can reveal about accreting gas giants. We focus on the accessible hydrogen recombination lines, mainly Brackett alpha and Pfund-series lines. Our approach is general but we take PDS70b as a fiducial case. It is similar to WISPIT2b. To calculate high-resolution line profiles, we combine a semianalytical multi-D description of the flow onto an accreting planet and its circumplanetary disc (CPD) with local non-LTE shock-emission models. We assume the limiting scenario of no extinction, appropriate for gas giants in gaps, and negligible contribution from magnetospheric accretion. We use simulated detector sensitivities to compute needed observing times. Both the planet- and the CPD-surface shocks contribute to the line, which has a Gaussian core but wider, asymmetrical wings. The line is much narrower than the free-fall velocity, and in fact has a nearly constant FWHM=30--40 km/s at low densities. For our fiducial accretion rate onto PDS70b, the Br-a line peak excess is as strong as the photospheric continuum, modulated mostly by H2O features. At Br-a, already the continuum of PDS 70 b yields a per-bin S/N=12 in 4h. With ProDiMo, we estimate the CPD not to hinder the detection of the line emission. The peak excess should require only 10 min to reach S/N=3. For pure shock emission, the line shape is barely sensitive to the planetary or system parameters. A complex profile would indicate that magnetospheric accretion contributes significantly. The high spectral resolution of METIS will help reveal line shapes even of faint accretors with great fidelity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».