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Accretion and outflow activity in proto-brown dwarfs
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1093/mnras/staa3905
B Riaz 1 , J Bally 2
Affiliation  

We present a near-infrared study of accretion and outflow activity in 6 Class 0/I proto-brown dwarfs (proto-BDs) using VLT/SINFONI spectroscopy and spectro-imaging observations. The spectra show emission in several [FeII] and H$_{2}$ lines associated with jet/outflow activity, and in the accretion diagnostics of Pa$\beta$ and Br$\gamma$ lines. The peak velocities of the [FeII] lines ($>$100 km s$^{-1}$) are higher than the H$_{2}$ lines. The Class 0 proto-BDs show strong emission in the H$_{2}$ lines but the [FeII] lines are undetected, while the Class I objects show emission in both [FeII] and H$_{2}$ lines, suggesting an evolutionary trend in the jets from a molecular to an ionic composition. Extended emission with knots is seen in the [FeII] and H$_{2}$ spectro-images for 3 proto-BDs, while the rest show compact morphologies with a peak on-source. The accretion rates for the proto-BDs span the range of (2$\times$10$^{-6}$ -- 2$\times$10$^{-8}$) Msun yr$^{-1}$, while the mass loss rates are in the range of (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$. These rates are within the range measured for low-mass protostars and higher than Class II brown dwarfs. We find a similar range in the jet efficiency for proto-BDs as measured in protostars. We have performed a study of the Brackett decrement from the Br7-Br19 lines detected in the proto-BDs. The upper Brackett lines of Br13-Br19 are only detected in the earlier stage systems. The ratios of the different Brackett lines with respect to the Br$\gamma$ line intensity are consistent with the ratios expected from Case B recombination.

中文翻译:

原棕矮星的吸积和外流活动

我们使用 VLT/SINFONI 光谱和光谱成像观测对 6 个 0/I 级原棕矮星 (proto-BDs) 的吸积和流出活动进行了近红外研究。光谱显示了与喷射/流出活动相关的几个 [FeII] 和 H$_{2}$ 线的发射,以及 Pa$\beta$ 和 Br$\gamma$ 线的吸积诊断。[FeII] 线($>$100 km s$^{-1}$)的峰值速度高于 H$_{2}$ 线。Class 0 proto-BDs 在 H$_{2}$ 线显示强发射,但 [FeII] 线未被检测到,而 Class I 天体在 [FeII] 和 H$_{2}$ 线均显示发射,表明射流从分子组成到离子组成的进化趋势。在 3 个原始 BD 的 [FeII] 和 H$_{2}$ 光谱图像中可以看到带有结的扩展发射,而其余的则表现出紧凑的形态,在源头上有一个峰值。原始 BD 的吸积率范围为 (2$\times$10$^{-6}$ -- 2$\times$10$^{-8}$) Msun yr$^{-1}$,而质量损失率在 (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$ 的范围内。这些比率在低质量原恒星的测量范围内,并且高于 II 级褐矮星。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。原始 BD 的吸积率范围为 (2$\times$10$^{-6}$ -- 2$\times$10$^{-8}$) Msun yr$^{-1}$,而质量损失率在 (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$ 的范围内。这些比率在低质量原恒星的测量范围内,并且高于 II 级褐矮星。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。原始 BD 的吸积率范围为 (2$\times$10$^{-6}$ -- 2$\times$10$^{-8}$) Msun yr$^{-1}$,而质量损失率在 (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$ 的范围内。这些比率在低质量原恒星的测量范围内,并且高于 II 级褐矮星。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。而质量损失率在 (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$ 的范围内。这些比率在低质量原恒星的测量范围内,并且高于 II 级褐矮星。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。而质量损失率在 (4$\times$10$^{-8}$ -- 5$\times$10$^{-9}$) Msun yr$^{-1}$ 的范围内。这些比率在低质量原恒星的测量范围内,并且高于 II 级褐矮星。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。我们发现原始 BD 的射流效率与在原恒星中测量的范围相似。我们对原始 BD 中检测到的 Br7-Br19 系的 Brackett 减量进行了研究。Br13-Br19 的上部 Brackett 线仅在早期系统中检测到。不同 Brackett 线相对于 Br$\gamma$ 线强度的比率与案例 B 重组预期的比率一致。
更新日期:2020-12-21
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