Improving accretion diagnostics for young stellar objects with mid-infrared hydrogen lines from JWST/MIRI
Notice bibliographique
Résumé
Context . We present a comprehensive study of mid-infrared neutral hydrogen (H i ) emission lines in 79 nearby (d < 200 pc) young stars using the James Webb Space Telescope ( JWST ) Mid-Infrared Instrument (MIRI). This work extends accretion diagnostics to mid-infrared H i transitions, which are less affected by extinction and outflow emission compared to optical and near-infrared H i lines. Aims . We aim to identify mid-infrared H i transitions that can serve as reliable accretion diagnostics in young stars, and evaluate their utility in deriving physical conditions of the accreting gas. Methods . We identified and measured 22 H i transitions in the MIRI wavelength regime (5–28 µm) and performed LTE slab modelling to remove the H 2 O contribution from selected H i transitions. We examined the spatial extent of MIR H i emission and assessed contamination from molecular and jet-related emission. Results . We find that mid-IR H i line emission is spatially compact, even for sources with spatially extended [Ne II] and [Fe II] jets, suggesting minimal contamination from extended jet. Although Pfund α (H i 6–5) and Humphreys α (H i 7–6) are the strongest lines in the mid-infrared, they are blended with H 2 O transitions. This blending necessitates additional processing to remove molecular contamination, thereby limiting their use as accretion diagnostics. Instead, we identify the H i (8–6) at 7.502 µm and H i (10–7) at 8.760 µm transitions as better alternatives, as they are largely unaffected by molecular contamination and offer a more reliable means of measuring accretion rates from MIRI spectra. We provide updated empirical relations for converting mid-IR H i line luminosities into accretion luminosity for six different H i lines in the MIRI wavelength range. Moreover, a comparison of the observed line ratios with theoretical models shows that MIR H i lines offer robust constraints on the hydrogen gas density in accretion columns, n H = 10 10.6 to 10 11.2 cm −3 in most stars, with some stars exhibiting lower densities ( < 10 10 cm −3 ), approaching the optically thin regime.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».