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201. Heavy water stratification in a low-mass protostar

Author: Charlotte Vastel, Vianney Taquet, Emmanuel Caux, Valentine Wakelam, Sandrine Bottinelli, Stéphanie Cazaux, Cecilia Ceccarelli, K. Demyk, Audrey Coutens, Astronomy, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, AMOR 2013, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, Astrophysics, DEUTERATED WATER, 7. Clean energy, 01 natural sciences, IRAS 16293-2422, MOLECULES, 0103 physical sciences, CO DEPLETION, EXCITATION, Radiative transfer, Protostar, Spectral resolution, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, SPECTROSCOPY, INTERSTELLAR-MEDIUM, Star formation, astrochemistry, O(P-3)+H-2 REACTION, Molecular cloud, ICE, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Galaxy, ISM: individual objects: IRAS 16293-2422, ISM: molecules, Interstellar medium, DEUTERIUM FRACTIONATION, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Low Mass
Abstract: Context: Despite the low elemental deuterium abundance in the Galaxy, enhanced molecular D/H ratios have been found in the environments of low-mass star-forming regions and, in particular, the Class 0 protostar IRAS 16293-2422. Aims: The key program Chemical HErschel Surveys of Star forming regions (CHESS) aims at studying the molecular complexity of the interstellar medium. The high sensitivity and spectral resolution of the Herschel/HIFI instrument provide a unique opportunity to observe the fundamental 1_{1,1}-0_{0,0} transition of ortho-D2O at 607 GHz and the higher energy 2_{1,2}-1_{0,1} transition of para-D2O at 898 GHz, both of which are inaccessible from the ground. Methods: The ortho-D2O transition at 607 GHz was previously detected. We present in this paper the first tentative detection for the para-D2O transition at 898 GHz. The spherical Monte Carlo radiative transfer code RATRAN was used to reproduce the observed line profiles of D2O with the same method that was used to reproduce the HDO and H2-18O line profiles in IRAS 16293-2422. Results: As for HDO, the absorption component seen on the D2O lines can only be reproduced by adding an external absorbing layer, possibly created by the photodesorption of the ices at the edges of the molecular cloud. The D2O column density is found to be about 2.5e12 cm^{-2} in this added layer, leading to a D2O/H2O ratio of about 0.5%. At a 3 sigma uncertainty, upper limits of 0.03% and 0.2% are obtained for this ratio in the hot corino and the colder envelope of IRAS 16293-2422, respectively. Conclusions: The deuterium fractionation derived in our study suggests that the ices present in IRAS 16293-2422 formed on warm dust grains (~15-20 K) in dense (~1e4-5e4 cm^{-3}) translucent clouds. These results allow us to address the earliest phases of star formation and the conditions in which ices form., Comment: 7 pages, 4 figures
Published: 2013
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202. The HIFI spectral survey of AFGL 2591 (CHESS). I. Highly excited linear rotor molecules in the high-mass protostellar envelope

Author: Cecilia Ceccarelli, M. H. D. van der Wiel, M. Kazmierczak, F. F. S. van der Tak, Laurent Pagani, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Kapteyn Astronomical Institute, and Astronomy
Subjects: ROTATIONAL-EXCITATION, 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, Astrophysics, CYGNUS-X, 01 natural sciences, ISM: clouds, Spectral line, Atmospheric radiative transfer codes, CHEMISTRY, 0103 physical sciences, AFGL-2591, OUTFLOW, 010303 astronomy & astrophysics, Optical depth, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Envelope (waves), Line (formation), Physics, STAR-FORMING REGIONS, [PHYS]Physics [physics], stars: formation, astrochemistry, Astronomy and Astrophysics, YOUNG STELLAR OBJECTS, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Redshift, ISM: molecules, CO, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, GL-2591, Excited state, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Outflow, ISM: individual objects: AFGL 2591, EMISSION, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: We aim to reveal the gas energetics in the circumstellar environment of the prototypical high-mass protostellar object AFGL2591 using space-based far-infrared observations of linear rotor molecules. Rotational spectral line signatures of CO, HCO+, CS, HCN and HNC from a 490-1240 GHz survey with Herschel/HIFI, complemented by ground-based JCMT and IRAM 30m spectra, cover transitions with E(up)/k between 5 and ~300 K (750K for 12C16O, using selected frequency settings up to 1850 GHz). The resolved spectral line profiles are used to separate and study various kinematic components. The line profiles show two emission components, the widest and bluest of which is attributed to an approaching outflow and the other to the envelope. We find evidence for progressively more redshifted and wider line profiles from the envelope gas with increasing energy level, qualitatively explained by residual outflow contribution picked up in the systematically decreasing beam size. Integrated line intensities for each species decrease as E(up)/k increases from 150 K for all species. This indicates that warm gas should be added to the model and that the model's geometry should provide low optical depth pathways for line emission from this warm gas to escape, for example in the form of UV heated outflow cavity walls viewed at a favorable inclination angle. Physical and chemical conditions derived for the outflow gas are similar to those in the protostellar envelope, possibly indicating that the modest velocity (, Accepted for publication in A&A; 16 pages, 8 figures, 4 tables
Published: 2013
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203. Mono-deuterated dimethyl ether: laboratory spectrum up to 1 THz: torsion-rotational spectrum within the vibrational ground-state for the symmetric and asymmetric conformers and first detection in IRAS 16293-2422

Author: Cyril Richard, Emmanuel Caux, P. Groner, Laurent Margulès, Jean-Claude Guillemin, Charlotte Vastel, Claudine Kahane, Roman A. Motiyenko, Cecilia Ceccarelli, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: molecular data, Terahertz radiation, Astrophysics, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Molecular physics, Radio spectrum, Isotopomers, law.invention, Telescope, methods: laboratory, chemistry.chemical_compound, Optics, law, 0103 physical sciences, Protostar, Dimethyl ether, 010303 astronomy & astrophysics, Physics, Spectrometer, business.industry, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Astronomy and Astrophysics, ISM: molecules, 0104 chemical sciences, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], submillimeter: ISM, Ground state, business, techniques: spectroscopic, line: identification
Abstract: International audience; Context. Dimethyl ether is one of the most abundant complex organic molecules (COMs) in star-forming regions. Like other COMs, its formation process is not yet clearly established, but the relative abundances of its deuterated isotopomers may provide crucial hints in studying its chemistry and tracing the source history. The mono-deuterated species (CHDOCH) is still a relatively light molecule compared to other COMs. Its spectrum is the most intense in the THz domain in the 100-150 K temperature regime, tracing the inner parts of the low-mass star-forming region. Therefore, it is necessary to measure and assign its transitions in this range in order to be able to compute accurate predictions required by astronomical observations, in particular with the telescope operating in the submm range, such as ALMA. Aims. We present the analysis of mono-deuterated dimethyl ether in its ground-vibrational state, based on an effective Hamiltonian for an asymmetric rotor molecules with internal rotors. The analysis covers the frequency range 150-990 GHz. Methods. The laboratory rotational spectrum of this species was measured with a submillimeter spectrometer (50-990 GHz) using solid-state sources. For the astronomical detection, we used the IRAM 30 m telescope to observe a total range of 27 GHz, in 4 frequency bands from 100 GHz to 219 GHz. Results. New sets of spectroscopic parameters have been determined by a least squares fit with the ERHAM code for both conformers. These parameters have permitted the first identification in space of both mono-deuterated DME isomers via detection of twenty transitions in the solar-type protostar IRAS 16293-2422 with the IRAM 30 m telescope. The DME deuteration ratio in this source appears as high as observed for methanol and formaldehyde, two species known to play an important role in the COMs formation history.
Published: 2013
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204. Deuterated water in the solar-type protostars NGC 1333 IRAS 4A and IRAS 4B

Author: Adwin Boogert, Umut A. Yildiz, Berengere Parise, Charlotte Vastel, C. Comito, E. F. van Dishoeck, Audrey Coutens, Emmanuel Caux, Lars E. Kristensen, Fabrice Herpin, Claudio Codella, C. McCoey, F. F. S. van der Tak, S. Cabrit, Cecilia Ceccarelli, Bertrand Lefloch, Joseph C. Mottram, Ruud Visser, K. Demyk, Sandrine Bottinelli, Alain Castets, Vianney Taquet, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Leiden Observatory [Leiden], Universiteit Leiden [Leiden], Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Max Planck Institute for Radio Astronomy, FORMATION STELLAIRE 2014, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Universiteit Leiden, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), and Astronomy
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Type (model theory), 01 natural sciences, ISM: abundances, 0103 physical sciences, Radiative transfer, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Envelope (waves), Line (formation), Physics, [SDU.ASTR.SR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], astrochemistry, Astronomy and Astrophysics, [PHYS.ASTR.SR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Outflow, ISM: individual objects: NGC 1333 IRAS 4A, ISM: individual objects: NGC 1333 IRAS 4B, Excitation, Galaxy Astrophysics
Abstract: Aims. The aim of this paper is to study deuterated water in the solar-type protostars NGC1333 IRAS4A and IRAS4B, to compare their HDO abundance distribution with other star-forming regions, and to constrain their HDO/H2O ratios. Methods. Using the Herschel/HIFI instrument as well as ground-based telescopes, we observed several HDO lines covering a large excitation range (Eup/k=22-168 K) towards these protostars and an outflow position. Non-LTE radiative transfer codes were then used to determine the HDO abundance profiles in these sources. Results. The HDO fundamental line profiles show a very broad component, tracing the molecular outflows, in addition to a narrower emission component and a narrow absorbing component. In the protostellar envelope of NGC1333 IRAS4A, the HDO inner (T>100 K) and outer (T, 16 pages, 13 figures
Published: 2013
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205. High-angular resolution observations towards OMC-2 FIR 4: Dissecting an intermediate-mass protocluster

Author: Roberto Neri, Yoshito Shimajiri, Paul T. P. Ho, Emmanuel Caux, Álvaro Sánchez-Monge, Vianney Taquet, Asunción Fuente, Francesco Fontani, Carsten Dominik, Ana López-Sepulcre, Mihkel Kama, Cecilia Ceccarelli, Low Energy Astrophysics (API, FNWI), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Very large array, Solar mass, ISM: individual objects: OMC-2 FIR 4, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], Spectrometer, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Spatially resolved, Astronomy, FOS: Physical sciences, Plateau de Bure Interferometer, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, Interferometry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, Substructure, Protostar
Abstract: OMC-2 FIR 4 is one of the closest known young intermediate-mass protoclusters, located at a distance of 420 pc in Orion. This region is one of the few where the complete 500-2000 GHz spectrum has been observed with the heterodyne spectrometer HIFI on board the Herschel satellite, and unbiased spectral surveys at 0.8, 1, 2 and 3 mm have been obtained with the JCMT and IRAM 30-m telescopes. In order to investigate the morphology of this region, we used the IRAM Plateau de Bure Interferometer to image OMC-2 FIR 4 in the 2-mm continuum emission, as well as in DCO+(2-1), DCN(2-1), C34S(3-2), and several CH3OH lines. In addition, we analysed observations of the NH3(1,1) and (2,2) inversion transitions made with the Very Large Array of the NRAO. The resulting maps have an angular resolution which allows us to resolve structures of 5", equivalent to 2000 AU. Our observations reveal three spatially resolved sources within OMC-2 FIR 4, of one or several solar masses each, with hints of further unresolved substructure within them. Two of these sources have elongated shapes and are associated with dust continuum emission peaks, thus likely containing at least one molecular core each. One of them also displays radio continuum emission, which may be attributed to a young B3-B4 star that dominates the overall luminosity output of the region. The third source identified displays a DCO+(2-1) emission peak, and weak dust continuum emission. Its higher abundance of DCO+ relative to the other two regions suggests a lower temperature and therefore its possible association with either a younger low-mass protostar or a starless core. It may alternatively be part of the colder envelope of OMC-2 FIR 4. Our interferometric observations evidence the complexity of this region, where multiple cores, chemical differentiation and an ionised region all coexist within an area of only 10000 AU., Comment: 13 pages, 11 figures, accepted by Astronomy and Astrophysics
Published: 2013
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206. Far‐Infrared Line Emission from Collapsing Protostellar Envelopes

Author: David Hollenbach, Cecilia Ceccarelli, and Alexander G. G. M. Tielens
Subjects: Physics, Infrared, Kuiper Airborne Observatory, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, law.invention, Far infrared, Space and Planetary Science, law, Radiative transfer, Protostar, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, Emission spectrum, Maser, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Line (formation)
Abstract: We present a theoretical model that computes the chemical evolution, thermal balance, and line emission from the collapsing gas of the envelopes that surround protostars. This is the First attempt to calculate self-consistently the line spectrum from the infalling gas with a model that includes dynamics, chemistry, heating and cooling, and radiative transfer. For the dynamics, we have adopted the Shu "inside-out" spherical collapse of an isothermal cloud valid for r ≥ rc, where the centrifugal radius rc ~ 1014–1015 cm. A time-dependent chemical code follows the chemical composition of the envelope during the collapse. The main chemical result is that the inner regions (r 1015 cm) have high H2O abundances caused by the evaporation of H2O ice from grains when dust temperatures exceed ~100 K and by gas-phase chemical reactions when gas temperatures exceed ~200 K. The gas is heated mainly by absorption of (dust continuum) near-infrared (NIR) photons by H2O molecules in the inner regions, by compressional heating in an intermediate zone, and by collisions of gas with warm dust grains in the outer regions (r 1017 cm). The gas is cooled by H2O rotational lines in the inner regions, by the [O I] 63 μm fine-structure line and CO rotational lines in the intermediate region, and by CO rotational lines in the outer zones. The gas temperature roughly tracks the grain temperature for 1014 cm ≤ r ≤ 1017 cm, ranging from about 300 K to 10 K. We present the computed spectrum of a 1 M☉ protostar accreting at a rate of 10−5 M☉ yr−1. The H2O lines and the [O I] 63 μm line will be easily detectable by the spectrometers on board the Infrared Space Observatory (ISO). The [O I] 63 μm line and the mid J (J ~ 7–15) CO lines can be detected by the Kuiper Airborne Observatory (KAO) or the Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA), and certain low-J CO lines can be detected by ground-based telescopes. We present also a large number of other models in which we test the sensitivity of the spectrum to the variations in the three main parameters of our model: the inner radius of spherically symmetric infall (e.g., the centrifugal radius), the amount of H2O ice evaporated into the gas, and the mass accretion rate. We show how H2O lines, CO lines, and the [O I] 63 μm line can be used to estimate these three parameters and how resolved line profiles will show the velocity signature of the collapse. Comparison between an in falling and static envelope with similar density, chemical, and dust temperature structure shows that line fluxes alone are not enough to unmistakably distinguish the two cases. Observable H2O masers may be produced in the innermost collapsing gas at r ~ 4 × 1014 cm.
Published: 1996
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207. DISCOVERY OF A HOT CORINO IN THE BOK GLOBULE B335

Author: Yoko Oya, Claudine Kahane, Charlotte Vastel, Ana López-Sepulcre, Satoshi Yamamoto, Bertrand Lefloch, Yuri Aikawa, Muneaki Imai, Takeshi Sakai, Nami Sakai, Tomoya Hirota, Yoshimasa Watanabe, Emmanuel Caux, and Cecilia Ceccarelli
Subjects: Physics, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Bok globule, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, 01 natural sciences, Organic molecules, Stars, symbols.namesake, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, symbols, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: We report the first evidence of a hot corino in a Bok globule. This is based on the ALMA observations in the 1.2 mm band toward the low-mass Class 0 protostar IRAS 19347+0727 in B335. Saturated complex organic molecules (COMs), CH$_3$CHO, HCOOCH$_3$, and NH$_2$CHO, are detected in a compact region within a few 10 au around the protostar. Additionally, CH$_3$OCH$_3$, C$_2$H$_5$OH, C$_2$H$_5$CN, and CH$_3$COCH$_3$ are tentatively detected. Carbon-chain related molecules, CCH and c-C$_3$H$_2$, are also found in this source, whose distributions are extended over a few 100 au scale. On the other hand, sulfur-bearing molecules CS, SO, and SO$_2$, have both compact and extended components. Fractional abundances of the COMs relative to H$_2$ are found to be comparable to those in known hot-corino sources. Though the COMs lines are as broad as 5-8 km s$^{-1}$, they do not show obvious rotation motion in the present observation. Thus, the COMs mainly exist in a structure whose distribution is much smaller than the synthesized beam (0."58 x 0."52).
Published: 2016
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208. SUBARCSECOND ANALYSIS OF THE INFALLING–ROTATING ENVELOPE AROUND THE CLASS I PROTOSTAR IRAS 04365+2535

Author: Nami Sakai, Takeshi Sakai, Ana López-Sepulcre, Emmanuel Caux, Charlotte Vastel, Satoshi Yamamoto, Yoko Oya, Claudine Kahane, Yuri Aikawa, Tomoya Hirota, Cecilia Ceccarelli, Bertrand Lefloch, and Yoshimasa Watanabe
Subjects: Physics, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, 01 natural sciences, Stars, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, Protostar, Emission spectrum, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), Astrophysics::Galaxy Astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Envelope (waves)
Abstract: Sub-arcsecond images of the rotational line emission of CS and SO have been obtained toward the Class I protostar IRAS 04365$+$2535 in TMC-1A with ALMA. A compact component around the protostar is clearly detected in the CS and SO emission. The velocity structure of the compact component of CS reveals infalling-rotating motion conserving the angular momentum. It is well explained by a ballistic model of an infalling-rotating envelope with the radius of the centrifugal barrier (a half of the centrifugal radius) of 50 AU, although the distribution of the infalling gas is asymmetric around the protostar. The distribution of SO is mostly concentrated around the radius of the centrifugal barrier of the simple model. Thus a drastic change in chemical composition of the gas infalling onto the protostar is found to occur at a 50 AU scale probably due to accretion shocks, demonstrating that the infalling material is significantly processed before being delivered into the disk., 15 March 2016, ApJ, accepted
Published: 2016
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209. Stratified NH and ND emission in the prestellar core 16293E in L1689N

Author: Charlotte Vastel, F. Daniel, Cecilia Ceccarelli, Aurore Bacmann, F. Dumouchel, Emmanuel Caux, Dariusz C. Lis, Paola Caselli, François Lique, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Réseau d’alerte, d’investigation et de surveillance des infections nosocomiales (ISO-RAISIN), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC), Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Le Havre Normandie (ULH), and Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Subjects: Astrochemistry, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Opacity, Thermodynamic equilibrium, Analytical chemistry, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, Astrophysics, 7. Clean energy, 01 natural sciences, ISM: abundances, 0103 physical sciences, Radiative transfer, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), 0105 earth and related environmental sciences, Physics, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], astrochemistry, Hydride, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Nitrogen, ISM: molecules, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, Deuterium, chemistry, radiative transfer, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA)
Abstract: High degrees of deuterium fractionation are commonly found in cold prestellar cores and in the envelopes around young protostars. As it brings strong constraints to chemical models, deuterium chemistry is often used to infer core history or molecule formation pathways. Whereas a large number of observations is available regarding interstellar deuterated stable molecules, relatively little is known about the deuteration of hydride radicals, as their fundamental rotational transitions are at high frequencies where the atmosphere is mostly opaque. Nitrogen hydride radicals are important species in nitrogen chemistry, as they are thought to be related to ammonia formation. Observations have shown that ammonia is strongly deuterated, with [NH2D]/[NH3] ~ 10%. Models predict similarly high [ND]/[NH] ratios, but so far only one observational determination of this ratio is available, towards the envelope of the protostar IRAS16293-2422. In order to test model predictions, we aim here at determining [ND]/[NH] in a dense, starless core. We observed NH and ND in 16293E with the HIFI spectrometer on board the Herschel Space Observatory as part of the CHESS guaranteed time key programme, and derived the abundances of these two species using a non-LTE non-local radiative transfer model. Both NH and ND are detected in the source, with ND in emission and NH in absorption against the continuum arising from the cold dust emission. Our model shows however that the ND emission and the NH absorption originate from different layers in the cloud, as further evidenced by their different velocities. In the central region of the core, we can set a lower limit to the [ND]/[NH] ratio of ~2%. This estimate is consistent with recent pure gas-phase models of nitrogen chemistry, accepted by A&A
Published: 2016
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210. Water and acetaldehyde in HH212: The first hot corino in Orion

Author: S. Cabrit, Francesco Fontani, Cecilia Ceccarelli, C. Codella, Linda Podio, Mario Tafalla, Bertrand Lefloch, Rafael Bachiller, Silvia Leurini, Frédéric Gueth, Antoine Gusdorf, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], and École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, High resolution, Astrophysics, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Central region, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Line (formation), Physics, Acetaldehyde, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Circumstellar disk, 3. Good health, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, chemistry, Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA]
Abstract: Aims: Using the unprecedented combination of high resolution and sensitivity offered by ALMA, we aim to investigate whether and how hot corinos, circumstellar disks, and ejected gas are related in young solar-mass protostars. Methods: We observed CH$_3$CHO and deuterated water (HDO) high-excitation ($E_{\rm u}$ up to 335 K) lines towards the Sun-like protostar HH212--MM1. Results: For the first time, we have obtained images of CH$_3$CHO and HDO emission in the inner $\simeq$ 100 AU of HH212. The multifrequency line analysis allows us to contrain the density ($\geq$ 10$^{7}$ cm$^{-3}$), temperature ($\simeq$ 100 K), and CH$_3$CHO abundance ($\simeq$ 0.2--2 $\times$ 10$^{-9}$) of the emitting region. The HDO profile is asymmetric at low velocities ($\leq$ 2 km s$^{-1}$ from $V_{\rm sys}$). If the HDO line is optically thick, this points to an extremely small ($\sim$ 20--40 AU) and dense ($\ge$ 10$^{9}$ cm$^{-3}$) emitting region. Conclusions: We report the first detection of a hot corino in Orion. The HDO asymmetric profile indicates a contribution of outflowing gas from the compact central region, possibly associated with a dense disk wind., Astronomy & Astrophysics Letter, in press
Published: 2016
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211. ERRATUM: 'THE HERSCHEL AND IRAM CHESS SPECTRAL SURVEYS OF THE PROTOSTELLAR SHOCK L1157-B1: FOSSIL DEUTERATION' (2012, ApJ, 757, L9)

Author: C. Codella, M. Vasta, Claudine Kahane, Paola Caselli, Gemma Busquet, Bertrand Lefloch, Laurent Wiesenfeld, Serena Viti, Cecilia Ceccarelli, Vianney Taquet, Francesco Fontani, Dariusz C. Lis, INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB), and Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], 010308 nuclear & particles physics, Space and Planetary Science, 0103 physical sciences, Astronomy, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, 01 natural sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Shock (mechanics)
Abstract: International audience
Published: 2012
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212. Water ice deuteration: a tracer of the chemical history of protostars

Author: Céline Toubin, Denis Duflot, Phillip Peters, Cecilia Ceccarelli, Claudine Kahane, Ana López-Sepulcre, Vianney Taquet, Laurent Wiesenfeld, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: FOS: Physical sciences, Context (language use), Astrophysics, 01 natural sciences, ISM: clouds, ISM: abundances, Molecular dynamics, Phase (matter), 0103 physical sciences, Protostar, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Physics, stars: formation, astrochemistry, Molecular cloud, Photodissociation, Condensation, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, molecular processes, Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Chemical physics, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Abstract: Context. Millimetric observations have measured high degrees of molecular deuteration in several species seen around low-mass protostars. The Herschel Space Telescope, launched in 2009, is now providing new measures of the deuterium fractionation of water, the main constituent of interstellar ices. Aims. We aim at theoretically studying the formation and the deuteration of water, which is believed to be formed on interstellar grain surfaces in molecular clouds. Methods. We used our gas-grain astrochemical model GRAINOBLE, which considers the multilayer formation of interstellar ices. We varied several input parameters to study their impact on water deuteration. We included the treatment of ortho- and para-states of key species, including H2, which affects the deuterium fractionation of all molecules. The model also includes relevant laboratory and theoretical works on the water formation and deuteration on grain surfaces. In particular, we computed the transmission probabilities of surface reactions using the Eckart model, and we considered ice photodissociation following molecular dynamics simulations. Results. The use of a multilayer approach allowed us to study the influence of various parameters on the abundance and the deuteration of water. Deuteration of water is found to be very sensitive to the ortho-to-para ratio of H2 and to the total density, but it also depends on the gas/grain temperatures and the visual extinction of the cloud. Since the deuteration is very sensitive to the physical conditions, the comparison with sub-millimetric observation towards the low-mass protostar IRAS 16293 allows us to suggest that water ice is formed together with CO2 in molecular clouds with limited density, whilst formaldehyde and methanol are mainly formed in a later phase, where the condensation becomes denser and colder., Accepted for publication to A&A. 24 pages, 10 figures
Published: 2012
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213. Upper limit for the D_2H^+ ortho-to-para ratio in the prestellar core 16293E (CHESS)

Author: Paola Caselli, T. Ridley, D. C. Lis, Charlotte Vastel, Emmanuel Caux, Cecilia Ceccarelli, Aurore Bacmann, J. A. Beckwith, C. Codella, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Physics and Astronomy, University of Leeds, Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dynamique des milieux interstellaires et plasmas stellaires, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Largo E. Fermi 5, 50125, Firenze, Italy, and University of Leeds
Subjects: Physics, Chemical process modeling, FOS: Physical sciences, Sigma, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Star (graph theory), Ion, Core (optical fiber), Stars, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, Space and Planetary Science, Planet, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), Line (formation)
Abstract: The H3+ ion plays a key role in the chemistry of dense interstellar gas clouds where stars and planets are forming. The low temperatures and high extinctions of such clouds make direct observations of H3+ impossible, but lead to large abundances of H2D+ and D2H+, which are very useful probes of the early stages of star and planet formation. The ground-state rotational ortho-D2H+ 111-000 transition at 1476.6 GHz in the prestellar core 16293E has been searched for with the Herschel/HIFI instrument, within the CHESS (Chemical HErschel Surveys of Star forming regions) Key Program. The line has not been detected at the 21 mK km/s level (3 sigma integrated line intensity). We used the ortho-H2D+ 110-111 transition and para-D2H+ 110-101 transition detected in this source to determine an upper limit on the ortho-to-para D2H+ ratio as well as the para-D2H+/ortho-H2D+ ratio from a non-LTE analysis. The comparison between our chemical modeling and the observations suggests that the CO depletion must be high (larger than 100), with a density between 5e5 and 1e6 cm-3. Also the upper limit on the ortho-D2H+ line is consistent with a low gas temperature (~ 11 K) with a ortho-to-para ratio of 6 to 9, i.e. 2 to 3 times higher than the value estimated from the chemical modeling, making it impossible to detect this high frequency transition with the present state of the art receivers., Accepted in A&A
Published: 2012
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214. THE CHESS SURVEY OF THE L1157-B1 SHOCK REGION: CO SPECTRAL SIGNATURES OF JET-DRIVEN BOW SHOCKS

Author: Sylvie Cabrit, José Cernicharo, Bertrand Lefloch, Gemma Busquet, M. Benedettini, Dariusz C. Lis, C. Codella, Cecilia Ceccarelli, Juan R. Pardo, Brunella Nisini, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali - INAF (IAPS), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), and École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: Shock wave, 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, Flux, Astrophysics, 01 natural sciences, 0103 physical sciences, Bow shock (aerodynamics), 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Line (formation), Physics, [PHYS]Physics [physics], Jet (fluid), Shock (fluid dynamics), Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Caltech Submillimeter Observatory, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Excitation
Abstract: The unprecedented sensitivity of Herschel coupled with the high resolution of the HIFI spectrometer permits studies of the intensity-velocity relationship I(v) in molecular outflows, over a higher excitation range than possible up to now. Over the course of the CHESS Key Program, we have observed toward the bright bow shock region L1157-B1, the CO rotational transitions between J = 5-4 and J = 16-15 with HIFI, and the J = 1-0, 2-1, and 3-2 with the IRAM 30 m and the Caltech Submillimeter Observatory telescopes. We find that all the line profiles I_(CO)(v) are well fit by a linear combination of three exponential laws ∝ exp (– |v/v_0|) with v_0 = 12.5, 4.4, and 2.5 km s^(–1). The first component dominates the CO emission at J ≥ 13, as well as the high-excitation lines of SiO and H_(2)O. The second component dominates for 3 ≤ J up ≤ 10 and the third one for J_up ≤ 2. We show that these exponentials are the signature of quasi-isothermal shocked gas components: the impact of the jet against the L1157-B1 bow shock (T_k ≃ 210 K), the walls of the outflow cavity associated with B1 (T_k ≃ 64 K), and the older cavity L1157-B2 (T_k ≃ 23 K), respectively. Analysis of the CO line flux in the large-velocity gradient approximation further shows that the emission arises from dense gas (n(H_2) ≥ 10^(5)-10^(6) cm^(–3)) close to LTE up to J = 20. We find that the CO J = 2-1 intensity-velocity relation observed in various other molecular outflows is satisfactorily fit by similar exponential laws, which may hold an important clue to their entrainment process.
Published: 2012
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215. The Herschel and IRAM CHESS Spectral Surveys of the Protostellar Shock L1157-B1: Fossil Deuteration

Author: Bertrand Lefloch, M. Vasta, Vianney Taquet, Laurent Wiesenfeld, Serena Viti, Cecilia Ceccarelli, C. Codella, Dariusz C. Lis, Gemma Busquet, Francesco Fontani, Paola Caselli, Claudine Kahane, INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB), Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Heavy water, Physics, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Hydrogen, Analytical chemistry, Formaldehyde, chemistry.chemical_element, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, 0103 physical sciences, Protostar, Isotopologue, Methanol, Bow shock (aerodynamics), Emission spectrum, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: We present the first study of deuteration toward the protostellar shock L1157-B1, based on spectral surveys performed with the Herschel-HIFI and IRAM 30 m telescopes. The L1157 outflow is driven by a low-mass Class 0 protostar and is considered the prototype of the so-called chemically active outflows. The young (2000 yr), bright blueshifted bow shock, B1, is an ideal laboratory for studying the gas chemically enriched by the release of dust mantles due to the passage of a shock. A total of 12 emission lines (up to E_u = 63 K) of CH_(2)DOH, HDCO, and DCN are detected. In addition, two lines of NH_(2)D and HDO are tentatively reported. To estimate the deuteration, we also extracted from our spectral survey emission lines of non-deuterated isotopologues (^(13)CH_(3)OH, H_2 ^(13)CO, H^(13)CN, H_2 ^(13)CO, and NH_3). We infer higher deuteration fractions for CH_(3)OH (D/H = 0.2-2 × 10^(–2)) and H_(2)CO (5-8 × 10^(–3)) than for H_(2)O (0.4-2 × 10^(–3)), HCN (~10^(–3)), and ammonia (≤3 × 10^(–2)). The measurement of deuteration of water, formaldehyde, and methanol in L1157-B1 provides a fossil record of the gas before it was shocked by the jet driven by the protostar. A comparison with gas-grain models indicates that the gas passed through a low-density (≤10^3 cm^(–3)) phase, during which the bulk of water ices formed, followed by a phase of increasing density, up to 3 × 10^4 cm^(–3), during which formaldehyde and methanol ices formed.
Published: 2012
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216. Hydrogen Fluoride in High-mass Star-forming Regions

Author: Floris van der Tak, Dariusz C. Lis, Raquel Monje, Cecilia Ceccarelli, Martin Emprechtinger, Thomas G. Phillips, Matthijs H. D. van der Wiel, David A. Neufeld, Kapteyn Astronomical Institute, Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology (CALTECH), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Johns Hopkins University (JHU), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: MASERS, chemistry.chemical_element, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, HERSCHEL/HIFI OBSERVATIONS, I(N), chemistry.chemical_compound, H-II REGIONS, Desorption, 0103 physical sciences, ABSORPTION, OUTFLOW, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Line (formation), NGC 6334 I, Physics, [PHYS]Physics [physics], stars: formation, Star formation, NGC-6334, Astronomy and Astrophysics, Hydrogen fluoride, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, 0104 chemical sciences, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Fluorine, Outflow, Absorption (chemistry), [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], EMISSION, DIFFUSE MOLECULAR CLOUDS, Order of magnitude
Abstract: Hydrogen fluoride has been established to be an excellent tracer of molecular hydrogen in diffuse clouds. In denser environments, however, the HF abundance has been shown to be approximately two orders of magnitude lower. We present Herschel/HIFI observations of HF J=1-0 toward two high-mass star formation sites, NGC6334 I and AFGL 2591. In NGC6334 I the HF line is seen in absorption in foreground clouds and the source itself, while in AFGL 2591 HF is partially in emission. We find an HF abundance with respect to H2 of 1.5e-8 in the diffuse foreground clouds, whereas in the denser parts of NGC6334 I, we derive a lower limit on the HF abundance of 5e-10. Lower HF abundances in dense clouds are most likely caused by freeze out of HF molecules onto dust grains in high-density gas. In AFGL 2591, the view of the hot core is obstructed by absorption in the massive outflow, in which HF is also very abundant 3.6e-8) due to the desorption by sputtering. These observations provide further evidence that the chemistry of interstellar fluorine is controlled by freeze out onto gas grains., Comment: accepted in ApJ
Published: 2012
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217. FIRST DETECTION OF HYDROGEN CHLORIDE TOWARD PROTOSTELLAR SHOCKS

Author: Serena Viti, Emmanuel Caux, Bertrand Lefloch, Alain Faure, Sylvie Cabrit, Claudio Codella, Cecilia Ceccarelli, Laurent Wiesenfeld, M. Salez, M. Vasta, Sandrine Bottinelli, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Opacity, Thermodynamic equilibrium, Analytical chemistry, FOS: Physical sciences, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Protostar, Hydrogen chloride, 010303 astronomy & astrophysics, Stellar evolution, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Line (formation), Physics, [PHYS]Physics [physics], Molecular cloud, Plateau de Bure Interferometer, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: We present the first detection of hydrogen chlorine in a protostellar shock, by observing the fundamental transition at 626 GHz with the Herschel HIFI spectrometer. We detected two of the three hyperfine lines, from which we derived a line opacity < 1. Using a non-LTE LVG code, we constrained the HCl column density, temperature and density of the emitting gas. The hypothesis that the emission originates in the molecular cloud is ruled out, as it would imply a too dense gas. Conversely, assuming that the emission originates in the 10"-15" size shocked gas previously observed at the IRAM PdB interferometer, we obtain: N(HCl)=0.7-2 x 10(13) cm-2, temperature > 15 K and density > 3 x 10(5) cm-3}. Combining with the Herschel HIFI CO(5-4) observations allows to further constrain the gas density and temperature, 10(5)-10(6) cm-3 and 120-250 K, as well as the HCl column density, 2 x 10(13) cm-2, and, finally, abundance: 3-6 x 10(-9). The estimated HCl abundance is consistent with that previously observed in low- and high- mass protostars. This puzzling result in the L1157-B1 shock, where species from volatile and refractory grains components are enhanced, suggests either that HCl is not the main reservoir of chlorine in the gas phase, against previous chemical models predictions, or that the elemental chlorine abundance is low in L1157-B1. Astrochemical modelling suggests that HCl is in fact formed in the gas phase, at low temperatures, prior to the occurance of the shock, and that the latter does not enhance its abundance., ApJ, in press
Published: 2012
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218. The CHESS survey of the L1157-B1 shock: the dissociative jet shock as revealed by Herschel-PACS

Author: A. Lorenzani, Chess Team, José Cernicharo, Silvie Cabrit, Anna Maria Di Giorgio, Bertrand Lefloch, Milena Benedettini, Gemma Busquet, Teresa Giannini, Cecilia Ceccarelli, Claudio Codella, Magda Vasta, Brunella Nisini, ITA, FRA, ESP, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), and École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], Jet (fluid), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Molecular cloud, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, 01 natural sciences, Spectral line, Shock (mechanics), 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, Radiative transfer, Protostar, Emission spectrum, Bow shock (aerodynamics), [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Outflows generated by protostars heavily affect the kinematics and chemistry of the hosting molecular cloud through strong shocks that enhance the abundance of some molecules. L1157 is the prototype of chemically active outflows, and a strong shock, called B1, is taking place in its blue lobe between the precessing jet and the hosting cloud. We present the Herschel-PACS 55--210 micron spectra of the L1157-B1 shock, showing emission lines from CO, H2O, OH, and [OI]. The spatial resolution of the PACS spectrometer allows us to map the warm gas traced by far-infrared (FIR) lines with unprecedented detail. The rotational diagram of the high-Jup CO lines indicates high-excitation conditions (Tex ~ 210 +/- 10 K). We used a radiative transfer code to model the hot CO gas emission observed with PACS and in the CO (13-12) and (10-9) lines measured by Herschel-HIFI. We derive 20010^5 cm-3. The CO emission comes from a region of about 7 arcsec located at the rear of the bow shock where the [OI] and OH emission also originate. Comparison with shock models shows that the bright [OI] and OH emissions trace a dissociative J-type shock, which is also supported by a previous detection of [FeII] at the same position. The inferred mass-flux is consistent with the "reverse" shock where the jet is impacting on the L1157-B1 bow shock. The same shock may contribute significantly to the high-Jup CO emission., Comment: 7 pages, 9 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics
Published: 2012
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219. A study of deuterated water in the low-mass protostar IRAS16293-2422

Author: Audrey Coutens, Sandrine Bottinelli, Yohann Scribano, Emmanuel Caux, Claudine Kahane, Charlotte Vastel, Alexandre Faure, Cecilia Ceccarelli, Laurent Wiesenfeld, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble ( LAOG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre d'étude spatiale des rayonnements ( CESR ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Absorption spectroscopy, LINE EMISSION, FOS: Physical sciences, Astrophysics, INTERSTELLAR HEAVY-WATER, 01 natural sciences, 7. Clean energy, COLOGNE DATABASE, SPECTRAL SURVEYS, SUBMILLIMETER ARRAY, 0103 physical sciences, CO DEPLETION, Radiative transfer, Protostar, HERSCHEL-HIFI, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Line (formation), Physics, STAR-FORMING REGIONS, Star formation, Molecular cloud, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, HOT CORE, Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), MOLECULAR CLOUDS, Low Mass
Abstract: The HDO/H2O ratio is a powerful diagnostic to understand the evolution of water from the first stages of star formation to the formation of planets and comets. Our aim is to determine precisely the abundance distribution of HDO towards the low-mass protostar IRAS16293-2422 and learn more about the water formation mechanisms by determining the HDO/H2O abundance ratio. A spectral survey of the source IRAS16293-2422 was carried out in the framework of the CHESS Herschel Key program with the HIFI instrument, allowing the detection of numerous HDO lines. Other transitions have been observed previously with ground-based telescopes. The spherical Monte Carlo radiative transfer code RATRAN was used to reproduce the observed line profiles of HDO by assuming an abundance jump. To determine the H2O abundance throughout the envelope, a similar study was made of the H2-18O observed lines, as the H2O main isotope lines are contaminated by the outflows. We derive an inner HDO abundance of 1.7e-7 and an outer HDO abundance of 8e-11. To reproduce the HDO absorption lines, it is necessary to add an absorbing layer in front of the envelope. It may correspond to a water-rich layer created by the photodesorption of the ices at the edges of the molecular cloud. The HDO/H2O ratio is ~1.4-5.8% in the hot corino whereas it is ~0.2-2.2% in the outer envelope. It is estimated at ~4.8% in the added absorbing layer. Although it is clearly higher than the cosmic D/H abundance, the HDO/H2O ratio remains lower than the D/H ratio derived for other deuterated molecules observed in the same source. The similarity of the ratios derived in the hot corino and in the added absorbing layer suggests that water formed before the gravitational collapse of the protostar, contrary to formaldehyde and methanol, which formed later once the CO molecules had depleted on the grains., Comment: 12 pages, 11 figures
Published: 2012
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220. Our astrochemical heritage

Author: Paola Caselli and Cecilia Ceccarelli
Subjects: Physics, Solar System, Molecular cloud, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Planetary system, Protoplanetary disk, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Galaxy, Astrobiology, Stars, Meteorite, Space and Planetary Science, Planet, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Physics::Space Physics, Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, Astrophysics::Galaxy Astrophysics
Abstract: Our Sun and planetary system were born about 4.5 billion years ago. How did this happen and what is our heritage from these early times? This review tries to address these questions from an astrochemical point of view. On the one hand, we have some crucial information from meteorites, comets and other small bodies of the Solar System. On the other hand, we have the results of studies on the formation process of Sun-like stars in our Galaxy. These results tell us that Sun-like stars form in dense regions of molecular clouds and that three major steps are involved before the planet formation period. They are represented by the pre-stellar core, protostellar envelope and protoplanetary disk phases. Simultaneously with the evolution from one phase to the other, the chemical composition gains increasing complexity. In this review, we first present the information on the chemical composition of meteorites, comets and other small bodies of the Solar System, which is potentially linked to the first phases of the Solar System's formation. Then we describe the observed chemical composition in the pre-stellar core, protostellar envelope and protoplanetary disk phases, including the processes that lead to them. Finally, we draw together pieces from the different objects and phases to understand whether and how much we inherited chemically from the time of the Sun's birth., Comment: Invited review to be published in "The Astronomy and Astrophysics Review"
Published: 2012
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221. The Abundance, Ortho/Para Ratio, and Deuteration of Water in the High-Mass Star Forming Region NGC 6334 I

Author: F. F. S. van der Tak, Dariusz C. Lis, R. Rolffs, Peter Schilke, Martin Emprechtinger, David A. Neufeld, Claudia Comito, Raquel Monje, Cecilia Ceccarelli, Astronomy, and Kapteyn Astronomical Institute
Subjects: Physics, stars: formation, INTERSTELLAR-MEDIUM, LINE SURVEY, PROTOSTARS, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, PROTOSTELLAR ENVELOPES, Astrophysics, HYDROGEN-FLUORIDE, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, RADIATIVE-TRANSFER, Space and Planetary Science, GAS, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), High mass, ABSORPTION, Molecule, Isotopologue, Outflow, HERSCHEL-HIFI, EMISSION, Order of magnitude
Abstract: We present Herschel/HIFI observations of 30 transitions of water isotopologues toward the high-mass star forming region NGC 6334 I. The line profiles of H_2^{16}O, H_2^{17}O, H_2^{18}O, and HDO show a complex pattern of emission and absorption components associated with the embedded hot cores, a lower-density envelope, two outflow components, and several foreground clouds, some associated with the NGC 6334 complex, others seen in projection against the strong continuum background of the source. Our analysis reveals an H2O ortho/para ratio of 3 +/- 0.5 in the foreground clouds, as well as the outflow. The water abundance varies from ~10^{-8} in the foreground clouds and the outer envelope to ~10^{-6} in the hot core. The hot core abundance is two orders of magnitude below the chemical model predictions for dense, warm gas, but within the range of values found in other Herschel/HIFI studies of hot cores and hot corinos. This may be related to the relatively low gas and dust temperature (~100 K), or time dependent effects, resulting in a significant fraction of water molecules still locked up in dust grain mantles. The HDO/H_2O ratio in NGC 6334 I, ~2 10^{-4}, is also relatively low, but within the range found in other high-mass star forming regions., Comment: To appear in the Astrophysical Journal; 15 pages, 10 figures, 7 tables
Published: 2012
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222. L1157-B1: Water and ammonia as diagnostics of shock temperature

Author: J. A. Yates, M. Vasta, Serena Viti, Paola Caselli, Cecilia Ceccarelli, Izaskun Jiménez-Serra, Claudio Codella, and Bertrand Lefloch
Subjects: Shock wave, Physics, Molecular cloud, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Molecular physics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Shock (mechanics), Stars, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Radiative transfer, Outflow, Bow shock (aerodynamics), Excitation
Abstract: We investigate the origin and nature of the profiles of water and ammonia observ ed toward the L1157-B1 clump as part of the HIFI CHESS survey (Ceccarelli et al. 2010) using a new code coupling a gas-grain chemical model with a parametric shock model. Fir st results from the unbiased survey (Lefloch et al. 2010, Codella et al. 2010) reveal different molecular components at different excitation conditions coexisting in the B1 bow shock structure, with NH$_3$, H$_2$CO and CH$_3$OH emitting only at relatively low outflow velocities whereas H$_2$O shows bright emission at high velocities. Our model suggests that these differences are purely chemical and can be explained by the presence of a C-type shock whose maximum temperature must be close to 4000 K along the B1 clump., Accepted by ApJ Letters
Published: 2011

223. TIMASSS: the IRAS 16293-2422 millimeter and submillimeter spectral survey. I. Observations, calibration, and analysis of the line kinematics

Author: Charlotte Vastel, Aurore Bacmann, Bertrand Lefloch, C. Comito, Berengere Parise, Emmanuel Caux, S. Bisshop, Frank Helmich, E. F. van Dishoeck, A. Coutens, Cecilia Ceccarelli, Claudine Kahane, Valentine Wakelam, Peter Schilke, Adam Walters, Alain Castets, Sandrine Bottinelli, A. G. G. M. Tielens, Astronomy, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), FORMATION STELLAIRE 2011, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides (CASSIOPEE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Leiden Observatory [Leiden], Universiteit Leiden [Leiden], aMOR 2011, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, and Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, molecular data, [SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], STAR-FORMING REGION, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, Spectral line, MASS PROTOSTAR IRAS-16293-2422, law.invention, Telescope, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], law, 0103 physical sciences, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Image resolution, 0105 earth and related environmental sciences, Line (formation), QB, Physics, stars: protostars, LABORATORY ROTATIONAL SPECTRUM, SUB-DOPPLER MEASUREMENTS, astrochemistry, Astronomy and Astrophysics, Observable, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, LAMB-DIP SPECTRUM, ORION-KL, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), GROUND-STATE, HYPERFINE-STRUCTURE, EXCITED BENDING STATES, WAVE SPECTRUM, Millimeter, Low Mass, line: identification
Abstract: While unbiased surveys observable from ground-based telescopes have previously been obtained towards several high mass protostars, very little exists on low mass protostars. To fill up this gap, we carried out a complete spectral survey of the bands at 3, 2, 1 and 0.8 mm towards the solar type protostar IRAS16293-2422. The observations covered about 200\,GHz and were obtained with the IRAM-30m and JCMT-15m telescopes. Particular attention was devoted to the inter-calibration of the obtained spectra with previous observations. All the lines detected with more than 3 sigma and free from obvious blending effects were fitted with Gaussians to estimate their basic kinematic properties. More than 4000 lines were detected (with sigma \geq 3) and identified, yielding a line density of approximatively 20 lines per GHz, comparable to previous surveys in massive hot cores. The vast majority (~2/3) of the lines are weak and due to complex organic molecules. The analysis of the profiles of more than 1000 lines belonging 70 species firmly establishes the presence of two distinct velocity components, associated with the two objects, A and B, forming the IRAS16293-2422 binary system. In the source A, the line widths of several species increase with the upper level energy of the transition, a behavior compatible with gas infalling towards a ~1 Mo object. The source B, which does not show this effect, might have a much lower central mass of ~0.1 Mo. The difference in the rest velocities of both objects is consistent with the hypothesis that the source B rotates around the source A. This spectral survey, although obtained with single-dish telescope with a low spatial resolution, allows to separate the emission from 2 different components, thanks to the large number of lines detected. The data of the survey are public and can be retrieved on the web site http://www-laog.obs.ujf-grenoble.fr/heberges/timasss., 41 pages (26 pages of online Tables), 7 Tables and 6 Figures
Published: 2011
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224. Organic molecules in the interstellar medium

Author: José Cernicharo and Cecilia Ceccarelli
Subjects: Interstellar medium, Physics, Meteorite, Molecular cloud, Protostar, Astronomy, Protoplanetary disk, Astrobiology, Organic molecules
Published: 2011
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225. Supernova enhanced cosmic ray ionization and induced chemistry in a molecular cloud of W51C

Author: Pierre Hily-Blant, Cecilia Ceccarelli, A. Fiasson, T. Montmerle, Y. Gallant, Guillaume Dubus, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules (LPTA), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Subjects: [PHYS.ASTR.HE]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE], Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, FOS: Physical sciences, Cosmic ray, Astrophysics, Electron, 01 natural sciences, Ionization, 0103 physical sciences, Supernova remnant, 010303 astronomy & astrophysics, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Physics, High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE), 010308 nuclear & particles physics, Molecular cloud, [SDU.ASTR.HE]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE], Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Galaxy, Interstellar medium, Supernova, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena
Abstract: Cosmic rays pervade the Galaxy and are thought to be accelerated in supernova shocks. The interaction of cosmic rays with dense interstellar matter has two important effects: 1) high energy (>1 GeV) protons produce {\gamma}-rays by {\pi}0-meson decay; 2) low energy (< 1 GeV) cosmic rays (protons and electrons) ionize the gas. We present here new observations towards a molecular cloud close to the W51C supernova remnant and associated with a recently discovered TeV {\gamma}-ray source. Our observations show that the cloud ionization degree is highly enhanced, implying a cosmic ray ionization rate ~ 10-15 s-1, i.e. 100 times larger than the standard value in molecular clouds. This is consistent with the idea that the cloud is irradiated by an enhanced flux of freshly accelerated low-energy cosmic rays. In addition, the observed high cosmic ray ionization rate leads to an instability in the chemistry of the cloud, which keeps the electron fraction high, ~ 10-5, in a large fraction (Av \geq 6mag) of the cloud and low, ~ 10-7, in the interior. The two states have been predicted in the literature as high- and low-ionization phases (HIP and LIP). This is the observational evidence of their simultaneous presence in a cloud., Comment: Accepted to be published in The Astrophysical Journal Letters
Published: 2011
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226. Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources (HEXOS) : Methanol as a probe of physical conditions in Orion KL

Author: Holger S. P. Müller, Thomas G. Phillips, Marie-Lise Dubernet, H. Gupta, Pierrick Martin, Cecilia Ceccarelli, J. Stutzki, S. Wang, Karl M. Menten, Patrick W. Morris, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, Peter Schilke, J. A. Murphy, Emmanuel Caux, F. F. S. van der Tak, F. Daniel, Stephan Schlemmer, J. R. Goicoechea, E. A. Bergin, H. W. Yorke, Maryvonne Gerin, Sheng-Li Qin, Charlotte Vastel, W. D. Langer, J. C. Pearson, G. A. Blake, Thomas F. Giesen, T. A. Bell, Shanshan Yu, Martin Emprechtinger, Gary J. Melnick, Sébastien Maret, C. Comito, Volker Ossenkopf, M. Perault, José Cernicharo, William B. Latter, Jonas Zmuidzinas, D. C. Lis, S. D. Lord, D. Johnstone, Neil Trappe, P. J. Encrenaz, Nathan R. Crockett, Eric Herbst, Rene Plume, C. Joblin, Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology (CALTECH), Max Planck Institute for Radio Astronomy, I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln, Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Moleculaire pour l'Atmosphere et l'Astrophysique (LPMAA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Physics and Astronomy [Columbus], Ohio State University [Columbus] (OSU), NRC Herzberg Institute of Astrophysics, National Research Council of Canada (NRC), Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), National University of Ireland Maynooth (Maynooth University), Department of Physics and Astronomy [Baltimore], Johns Hopkins University (JHU), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Smithsonian Institution-Harvard University [Cambridge], Astronomy, Universität zu Köln = University of Cologne, Harvard University-Smithsonian Institution, Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Observ Grenoble, Astrophys Lab, F-38041 Grenoble 9, France, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Univ Toronto, Canadian Inst Theoret Astrophys, Toronto, ON M5S 3H8 Canada, Univ Toronto, Canadian Inst Theoret Astrophys, Toronto, Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA)
Subjects: Experimental Physics, DATABASE, [PHYS.ASTR.EP]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], High velocity, [SDU.ASTR.EP]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], LINE, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, ISM: abundances, STAR-FORMATION, REGION, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Thermal, TOOL, 010303 astronomy & astrophysics, MILLIMETER, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), Physics, Range (particle radiation), Line-of-sight, 010304 chemical physics, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], Resolution (electron density), Astronomy and Astrophysics, Ridge (differential geometry), ISM: molecules, Stars, chemistry, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], MOLECULAR CLOUDS, Methanol, SUBMILLIMETER, EMISSION, HIFI
Abstract: We have examined methanol emission from Orion KL with of the {\em Herschel}/HIFI instrument, and detected two methanol bands centered at 524 GHz and 1061 GHz. The 524 GHz methanol band (observed in HIFI band 1a) is dominated by the isolated $\Delta$J$=$0, K$=-4\rightarrow$-3, v$_t$$=$0 Q branch, and includes 25 E-type and 2 A-type transitions. The 1061 GHz methanol band (observed in HIFI band 4b) is dominated by the $\Delta$J$=$0, K$=7\rightarrow$6, v$_t$$=$0 Q branch transitions which are mostly blended. We have used the isolated E-type v$_t$$=$0 methanol transitions to explore the physical conditions in the molecular gas. With HIFI's high velocity resolution, the methanol emission contributed by different spatial components along the line of sight toward Orion KL (hot core, low velocity flow, and compact ridge) can be distinguished and studied separately. The isolated transitions detected in these bands cover a broad energy range (upper state energy ranging from 80 K to 900 K), which provides a unique probe of the thermal structure in each spatial component. The observations further show that the compact ridge is externally heated. These observations demonstrate the power of methanol lines as probes of the physical conditions in warm regions in close proximity to young stars., Comment: 8 pages, 9 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics
Published: 2011
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227. Searching for protostars

Author: P. Cattaneo, Cecilia Ceccarelli, Sergio Molinari, Paolo Saraceno, and Fabrizio Vitali
Subjects: Physics, Young stellar object, Astronomy, Protostar, Astrophysics, Accretion (astrophysics)
Abstract: We present molecular-line observations of young stellar objects (YSOs) suspected to be protostars in the main accretion phase. The aim of this work is to define a list of the best protostellar candidates to be observed in the near future with the ISO spectrometers with the precise scope of searching for the final proof of the infall, theHoly Grail of astrophysics. The sources were mapped in the CS 3»2 and CO 3»2 lines; our data were used to investigate the presence of clumps of materials around these objects and the amount of this material, as well as to detect outflows associated with these objects that would enormously complicate the interpretation of further dynamics studies. Only one of our sources suspected to be protostars resulted to have a good chance of being in the accretion phase and to deserve further spectroscopic measurements.
Published: 1993
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228. On the nature of class-I sources in ρ ophiuchus

Author: Cecilia Ceccarelli, Matthew Joseph Griffin, S. Russell, Paolo Saraceno, P. Andre, and Sergio Molinari
Subjects: Photometry (optics), Physics, Opacity, Molecular cloud, Interstellar cloud, Ophiuchus, Astronomy, Protostar, Outflow, Astrophysics, Spectral line
Abstract: We present mm broad-band photometry of class-I sources in ρ Ophiuchus that do not show signs of outflow activity. These sources have been considered as probable protostellar candidates, since they are among the most luminous members (few tens of solar luminosties) of this star-forming region and are heavily embedded, as shown by their steeply increasing spectra toward longer wavelengths. In comparison to some famous low-luminosity outflow (OF) sources, the non-outflow (NOF) sources show lower 1.3 mm fluxes, raising doubts as to thei evolutionary stage. Our mm/submm data enabled us to derive the dust temperature and opacity power law exponent β. From these we derive strong constraints on the mass surrounding these objects and conclude that NOF class-I sources in ρ Ophiuchus have much less mass than OF sources with similar luminosities. We discuss the implications of such a finding in the evolutionary scenario of a young star.
Published: 1993
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229. The distribution of water in the high-mass star-forming region NGC 6334 I

Author: K. F. Schuster, M. H. D. van der Wiel, Laurent Pagani, Geoffrey A. Blake, A. Baudry, H. Aarts, Audrey Coutens, Bertrand Lefloch, Volker Ossenkopf, Thomas G. Phillips, Patrick Hennebelle, Christophe Risacher, Karine Demyk, E. A. Bergin, Alain Castets, John E. Pearson, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, A. Lorenzani, M. Salez, Aurore Bacmann, Peter Schilke, Paola Caselli, Sébastien Maret, C. Comito, Berengere Parise, P. Hily-Blant, P. J. Encrenaz, Emmanuel Caux, W. D. Langer, S. Pacheco, Carsten Dominik, Brunella Nisini, A. Klotz, S. D. Lord, X. Tielens, R. Rolffs, Jacob Kooi, N. Crimier, Serena Viti, Mihkel Kama, J. Stutzki, A. C. A. Boogert, Frank Helmich, Paolo Saraceno, Sandrine Bottinelli, D. C. Lis, Friedrich Wyrowski, Cecilia Ceccarelli, Th. Henning, Eric Herbst, Adam Walters, H. W. Yorke, José Cernicharo, Valentine Wakelam, S. Cabrit, Alexander Loose, Maryvonne Gerin, Claudine Kahane, M. Benedettini, F. F. S. van der Tak, A. Fuente, C. Codella, T. A. Bell, Martin Emprechtinger, E. Falgarone, T. Jacq, Gary J. Melnick, Charlotte Vastel, Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology (CALTECH), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln, Max Planck Institute for Radio Astronomy, Université de Cologne, Institut de Physique 1, Université de Cologne, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), ESO, European Southern Observatory (ESO), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), AMOR 2010, Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Universität zu Köln = University of Cologne, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Astronomy, Low Energy Astrophysics (API, FNWI), and PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astronomy, MASERS, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Excitation temperature, Star (graph theory), 01 natural sciences, I(N), ABUNDANCES, 0103 physical sciences, OUTFLOW, Isotopologue, MILLIMETER, GeneralLiterature_REFERENCE(e.g.,dictionaries,encyclopedias,glossaries), 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, QB, Physics, AMMONIA, stars: formation, INTERSTELLAR-MEDIUM, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, 010308 nuclear & particles physics, NGC-6334, PROTOSTARS, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, Core (optical fiber), Distribution (mathematics), [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Excited state, High mass, Outflow, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], HIFI
Abstract: We present observations of twelve rotational transitions of H2O-16, H2O-18, and H2O-17 toward the massive star-forming region NGC 6334 I, carried out with Herschel/HIFI as part of the guaranteed time key program Chemical HErschel Surveys of Star forming regions (CHESS). We analyze these observations to obtain insights into physical processes in this region. We identify three main gas components (hot core, cold foreground, and outflow) in NGC 6334 I and derive the physical conditions in these components. The hot core, identified by the emission in highly excited lines, shows a high excitation temperature of 200 K, whereas water in the foreground component is predominantly in the ortho- and para- ground states. The abundance of water varies between 4 10^-5 (outflow) and 10^-8 (cold foreground gas). This variation is most likely due to the freeze-out of water molecules onto dust grains. The H2O-18/H2O-17 abundance ratio is 3.2, which is consistent with the O-18/O-17 ratio determined from CO isotopologues. The ortho/para ratio in water appears to be relatively low 1.6(1) in the cold, quiescent gas, but close to the equilibrium value of three in the warmer outflow material (2.5(0.8))., Comment: 7 pages, 3 figures, accepted by A&A
Published: 2010
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230. Detection of OH+ and H2O+ towards Orion KL

Author: Maryvonne Gerin, G. A. Blake, J. Stutzki, Shanshan Yu, S. Wang, Paul Hartogh, D. Johnstone, Thomas F. Giesen, Goutam Chattopadhyay, M. Perault, José Cernicharo, Ryszard Szczerba, Rudolf Schieder, Fabien Daniel, S. D. Lord, Jonas Zmuidzinas, Rafael Bachiller, Nathan R. Crockett, Alexandre Karpov, Neal R. Erickson, William B. Latter, John Gill, N. Harada, C. Joblin, P. Zaal, Marie-Lise Dubernet, Erich Schlecht, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, J. A. Murphy, René Liseau, Eric Herbst, C. Comito, Neil Trappe, H. Gupta, E. A. Bergin, A. C. A. Boogert, D. C. Lis, J. R. Goicoechea, Michael Olberg, Jacob Kooi, Jean-Michel Krieg, Frank Maiwald, W. Baechtold, Laurent Pagani, H. W. Yorke, T. A. Bell, F. F. S. van der Tak, Peter Schilke, Martin Emprechtinger, Cecilia Ceccarelli, Volker Ossenkopf, Stephan Schlemmer, Bengt Larsson, Paul B. Rimmer, W. D. Langer, P. J. Encrenaz, R. H. Lin, S.-L. Qin, N. Honingh, J. C. Pearson, Pierrick Martin, M. Salez, S. Cabrit, Emmanuel Caux, Thomas G. Phillips, Karl M. Menten, Sébastien Maret, Rene Plume, Patrick W. Morris, M. C. Diez-Gonzalez, Jesús Martín-Pintado, L. Nordh, Lorene Samoska, R. Güsten, Holger S. P. Müller, Charlotte Vastel, E. Falgarone, Gary J. Melnick, Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Ohio State university Departement of Physic, Colombus, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State university Departement of Astronomy, Colombus, Ohio State university Departement of Chemistry, Colombus, foreign laboratories (FL), CERN [Genève], Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University Dept Chemistry, Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University-Smithsonian Institution, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Millimeter-Wave Electronics Laboratory [ETH Zürich] (MWE), Department of Information Technology and Electrical Engineering [Zürich] (D-ITET), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Max Planck Institute for Radio Astronomy, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology (CALTECH), Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles (LM2C), Service d'Etudes de Simulation du Comportement du combustibles (SESC), Département d'Etudes des Combustibles (DEC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology [Göteborg], Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université d'Artois (UA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, A.M.Obukhov Institute of Atmospheric Physics (IAP), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Universität zu Köln, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Department of Physics [Columbus], Department of Astronomy [Columbus], Department chemistry and Biochemistry [Columbus], Department of Physics and Astronomy [Baltimore], Johns Hopkins University (JHU), Smithsonian Institution-Harvard University [Cambridge], Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides (CASSIOPEE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatorio de Yebes, Instituto Geografico Nacional (IGN), Laboratoire de Physique Moleculaire pour l'Atmosphere et l'Astrophysique (LPMAA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich)-Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, and Astronomy
Subjects: [PHYS.ASTR.EP]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], HERSCHEL OBSERVATIONS, Analytical chemistry, [SDU.ASTR.EP]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], FOS: Physical sciences, LINE, Astrophysics, LASER MAGNETIC-RESONANCE, 7. Clean energy, 01 natural sciences, ISM: abundances, outflows, Ion, STAR-FORMATION, REGION, NEBULA, Ionization, 0103 physical sciences, Absorption (logic), 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics, SPECTROSCOPY, astrochemistry, Astronomy and Astrophysics, INTERSTELLAR H3O+, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, DIFFUSE CLOUDS, molecular processes, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], 13. Climate action, Space and Planetary Science, COMET-KOHOUTEK, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), stars: winds, submillimeter: ISM, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Order of magnitude, line: identification
Abstract: We report observations of the reactive molecular ions OH$^+$, H$_2$O$^+$, and H$_3$O$^+$ towards Orion KL with Herschel/HIFI. All three $N=1-0$ fine-structure transitions of OH$^+$ at 909, 971, and 1033GHz and both fine-structure components of the doublet {\it ortho}-H$_2$O$^+$ $1_{11}-0_{00}$ transition at 1115 and 1139GHz were detected; an upper limit was obtained for H$_3$O$^+$. OH$^+$ and H$_2$O$^+$ are observed purely in absorption, showing a narrow component at the source velocity of 9 kms$^{-1}$, and a broad blueshifted absorption similar to that reported recently for HF and {\it para}-H$_{2}^{18}$O, and attributed to the low velocity outflow of Orion KL. We estimate column densities of OH$^+$ and H$_2$O$^+$ for the 9 km s$^{-1}$ component of $9 \pm 3 \times 10^{12}$cm$^{-2}$ and $7 \pm 2 \times 10^{12}$cm$^{-2}$, and those in the outflow of $1.9 \pm 0.7 \times 10^{13}$cm$^{-2}$ and $1.0 \pm 0.3 \times 10^{13}$cm$^{-2}$. Upper limits of $2.4\times 10^{12}$cm$^{-2}$ and $8.7\times 10^{12}$cm$^{-2}$ were derived for the column densities of {\it ortho} and {\it para}-H$_3$O$^+$ from transitions near 985 and 1657GHz. The column densities of the three ions are up to an order of magnitude lower than those obtained from recent observations of W31C and W49N. The comparatively low column densities may be explained by a higher gas density despite the assumption of a very high ionization rate., 5 pages, 1 figure. Accepted to and to be published in the Herschel HIFI special issue of A\&A Letters
Published: 2010
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231. First detection of ND in the solar-mass protostar IRAS16293-2422

Author: O. Coeur-Joly, Dariusz C. Lis, A. Baudry, Karine Demyk, W. D. Langer, Carsten Dominik, Adam Walters, Friedrich Wyrowski, K. F. Schuster, Gary J. Melnick, A. Lorenzani, M. Salez, David A. Neufeld, Paolo Saraceno, Paola Caselli, P. F. Goldsmith, Sébastien Maret, Audrey Coutens, Geoffrey A. Blake, M. H. D. van der Wiel, Bertrand Lefloch, C. Comito, S. D. Lord, Arnold O. Benz, S. Cabrit, L. Ravera, Thomas G. Phillips, C. Codella, Berengere Parise, Emmanuel Caux, Peter Schilke, P. Hily-Blant, Laurent Pagani, Valentine Wakelam, Alain Castets, Brunella Nisini, John E. Pearson, N. Crimier, Maryvonne Gerin, Claudine Kahane, Frank Helmich, E. Falgarone, T. Jacq, Aurore Bacmann, Patrick Hennebelle, F. F. S. van der Tak, T. A. Bell, M. Benedettini, H. W. Yorke, A. Klotz, Asunción Fuente, José Cernicharo, Charlotte Vastel, Th. Henning, Mihkel Kama, Adwin Boogert, Cecilia Ceccarelli, P. J. Encrenaz, S. Pacheco, Rolf Guesten, Aggm Tielens, E. A. Bergin, Serena Viti, A. Faure, A. Cros, Sandrine Bottinelli, Eric Herbst, FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, Max Planck Institute for Radio Astronomy, AMOR 2010, INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomy, Kapteyn Astronomical Institute, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Low Energy Astrophysics (API, FNWI), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Universität zu Köln
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Radical, Astronomy, Analytical chemistry, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Fractionation, 01 natural sciences, COLOGNE DATABASE, Ion, DOUBLY DEUTERATED FORMALDEHYDE, 0103 physical sciences, Molecule, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Hyperfine structure, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, QB, Physics, STAR-FORMING REGIONS, Solar mass, AMMONIA, CDMS, stars: formation, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, CORES, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, DEUTERIUM FRACTIONATION, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), MOLECULAR-SPECTROSCOPY, ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, METHANOL, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], TRANSITION
Abstract: In the past decade, much progress has been made in characterising the processes leading to the enhanced deuterium fractionation observed in the ISM and in particular in the cold, dense parts of star forming regions such as protostellar envelopes. Very high molecular D/H ratios have been found for saturated molecules and ions. However, little is known about the deuterium fractionation in radicals, even though simple radicals often represent an intermediate stage in the formation of more complex, saturated molecules. The imidogen radical NH is such an intermediate species for the ammonia synthesis in the gas phase. Herschel/HIFI represents a unique opportunity to study the deuteration and formation mechanisms of such species, which are not observable from the ground. We searched here for the deuterated radical ND in order to determine the deuterium fractionation of imidogen and constrain the deuteration mechanism of this species. We observed the solar-mass Class 0 protostar IRAS16293-2422 with the heterodyne instrument HIFI as part of the Herschel key programme CHESS (Chemical HErschel Surveys of Star forming regions). The deuterated form of the imidogen radical ND was detected and securely identified with 2 hyperfine component groups of its fundamental transition in absorption against the continuum background emitted from the nascent protostar. The 3 groups of hyperfine components of its hydrogenated counterpart NH were also detected in absorption. We derive a very high deuterium fractionation with an [ND]/[NH] ratio of between 30 and 100%. The deuterium fractionation of imidogen is of the same order of magnitude as that in other molecules, which suggests that an efficient deuterium fractionation mechanism is at play. We discuss two possible formation pathways for ND, by means of either the reaction of N+ with HD, or deuteron/proton exchange with NH., Accepted; To appear in A&A Herschel/HIFI Special Issue
Published: 2010
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232. Herschel observations of extra-ordinary sources: Detection of Hydrogen Fluoride in absorption towards Orion~KL

Author: T. A. Bell, E. A. Bergin, J. A. Murphy, Martin Emprechtinger, A. C. A. Boogert, S. D. Lord, Alexandre Karpov, D. C. Lis, P. J. Encrenaz, Neil Trappe, Cecilia Ceccarelli, Gary J. Melnick, S.-L. Qin, Rene Plume, D. Johnstone, Marie-Lise Dubernet, N. Honingh, H. W. Yorke, M. Perault, José Cernicharo, R. Güsten, Paul Hartogh, J. R. Goicoechea, Charlotte Vastel, Jean-Michel Krieg, W. D. Latter, Pierrick Martin, J. Stutzki, Jacob Kooi, Thomas G. Phillips, Emmanuel Caux, Holger S. P. Müller, Sébastien Maret, J. C. Pearson, C. Joblin, Karl M. Menten, Maryvonne Gerin, Rudolf Schieder, Jonas Zmuidzinas, Nathan R. Crockett, Eric Herbst, Fabien Daniel, F. F. S. van der Tak, G. A. Blake, Shanshan Yu, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, Volker Ossenkopf, Patrick W. Morris, Thomas F. Giesen, C. Comito, S. Wang, Peter Schilke, Stephan Schlemmer, W. D. Langer, Astronomy, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Faure, Alexandre
Subjects: Experimental Physics, Hydrogen, FOS: Physical sciences, Rotational transition, chemistry.chemical_element, Astrophysics, 01 natural sciences, ISM: abundances, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Absorption (electromagnetic radiation), 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics, Line-of-sight, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, Hydrogen fluoride, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Redshift, ISM: molecules, 3. Good health, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Fluorine, submillimeter: ISM, Outflow
Abstract: We report a detection of the fundamental rotational transition of hydrogen fluoride in absorption towards Orion KL using Herschel/HIFI. After the removal of contaminating features associated with common molecules ("weeds"), the HF spectrum shows a P-Cygni profile, with weak redshifted emission and strong blue-shifted absorption, associated with the low-velocity molecular outflow. We derive an estimate of 2.9 x 10^13 cm^-2 for the HF column density responsible for the broad absorption component. Using our best estimate of the H2 column density within the low-velocity molecular outflow, we obtain a lower limit of ~1.6 x 10^-10 for the HF abundance relative to hydrogen nuclei, corresponding to 0.6% of the solar abundance of fluorine. This value is close to that inferred from previous ISO observations of HF J=2--1 absorption towards Sgr B2, but is in sharp contrast to the lower limit of 6 x 10^-9 derived by Neufeld et al. (2010) for cold, foreground clouds on the line of sight towards G10.6-0.4., 5 pages, 3 figures, paper to be published in the Herschel special issue of A&A letters
Published: 2010
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233. Detection of interstellar oxidaniumyl: Abundant H2O+ towards the star-forming regions DR21, Sgr B2, and NGC6334

Author: C. Joblin, A. Di Giorgio, Olivier Berné, Sylvie Cabrit, Carsten Dominik, S. Pacheco, Paul F. Goldsmith, Charlotte Vastel, H. W. Yorke, Pieter Dieleman, G. Melnick, S.-L. Quin, F. F. S. van der Tak, M. Salez, Nathan R. Crockett, Sandrine Bottinelli, Andrew I. Harris, Doug Johnstone, Patrick W. Morris, Asunción Fuente, Juergen Stutzki, Frank Helmich, Claudio Codella, Sébastien Maret, David A. Neufeld, P. Saraceno, Neil Trappe, Adam Walters, Jonas Zmuidzinas, Robert Simon, Javier R. Goicoechea, C. McCoey, Tom Bell, Pierre Encrenaz, T. Jacq, M. H. D. van der Wiel, D. C. Lis, Carsten Kramer, Simon Bruderer, Pierre Hily-Blant, R. Plume, J. A. Murphy, F. Boulanger, A. Lorenzani, Karl Jacobs, Peter Schilke, Serena Viti, Mihkel Kama, S. Wang, N. Whyborn, Arnold O. Benz, Alain Baudry, Jesús Martín-Pintado, A. C. A. Boogert, Thomas G. Phillips, Stephan Schlemmer, Peter G. Martin, Martin Emprechtinger, K. Demyk, Milena Benedettini, Rolf Güsten, Edwin A. Bergin, Volker Ossenkopf, R. Rizzo, Audrey Coutens, Paola Caselli, D. Teyssier, Valentine Wakelam, Bhaswati Mookerjea, Shanshan Yu, Thomas F. Giesen, N. Crimier, Emmanuel Caux, Karl Schuster, Brunella Nisini, A. Bacman, C. Leinz, Alain Klotz, Claudia Comito, Markus Röllig, Cecilia Ceccarelli, M. Melchior, William D. Langer, A. G. G. M. Tielens, John C. Pearson, F. Daniel, Maryvonne Gerin, José Cernicharo, Geoffrey A. Blake, Holger S. P. Müller, Bertrand Lefloch, S. D. Lord, T. Klein, Karl M. Menten, Berengere Parise, E. Herbst, Marie-Lise Dubernet, Michel Perault, L. Pagani, Edith Falgarone, Claudine Kahane, Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), California Institute of Technology (CALTECH), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Max Planck Institute for Radio Astronomy, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Institute of Astronomy [ETH Zürich], Department of Physics [ETH Zürich] (D-PHYS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich)-Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), Leiden Observatory [Leiden], Universiteit Leiden [Leiden], Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Leibniz Institute for Crystal Growth, Leibniz Institute, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles (LM2C), Service d'Etudes de Simulation du Comportement du combustibles (SESC), Département d'Etudes des Combustibles (DEC), CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, KOSMA, I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Helmholtz zentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA), AMOR 2010, Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Low Energy Astrophysics (API, FNWI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), I. Physikalisches Institut [Köln], Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Smithsonian Institution-Harvard University [Cambridge], INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität zu Köln = University of Cologne, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Universiteit Leiden, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Harvard University-Smithsonian Institution, Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Université d'Artois (UA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Astronomy, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])
Subjects: Experimental Physics, molecular data, Continuum (design consultancy), Rotational transition, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, LASER MAGNETIC-RESONANCE, 01 natural sciences, ISM: clouds, Spectral line, ISM: abundances, 0103 physical sciences, ABSORPTION, Absorption (electromagnetic radiation), 010303 astronomy & astrophysics, Hyperfine structure, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, QB, Line (formation), Physics, Range (particle radiation), SPECTROSCOPY, IDENTIFICATION, 010308 nuclear & particles physics, astrochemistry, NGC-6334, OH, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], COMET-KOHOUTEK, Space and Planetary Science, GROUND-STATE, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Outflow, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], EMISSION, ROTATIONAL SPECTRUM, line: identification
Abstract: We identify a prominent absorption feature at 1115 GHz, detected in first HIFI spectra towards high-mass star-forming regions, and interpret its astrophysical origin. The characteristic hyperfine pattern of the H2O+ ground-state rotational transition, and the lack of other known low-energy transitions in this frequency range, identifies the feature as H2O+ absorption against the dust continuum background and allows us to derive the velocity profile of the absorbing gas. By comparing this velocity profile with velocity profiles of other tracers in the DR21 star-forming region, we constrain the frequency of the transition and the conditions for its formation. In DR21, the velocity distribution of H2O+ matches that of the [CII] line at 158\mu\m and of OH cm-wave absorption, both stemming from the hot and dense clump surfaces facing the HII-region and dynamically affected by the blister outflow. Diffuse foreground gas dominates the absorption towards Sgr B2. The integrated intensity of the absorption line allows us to derive lower limits to the H2O+ column density of 7.2e12 cm^-2 in NGC 6334, 2.3e13 cm^-2 in DR21, and 1.1e15 cm^-2 in Sgr B2., Comment: Accepted for publication in A&A
Published: 2010
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234. The solar type protostar IRAS16293-2422: new constraints on the physical structure

Author: Dariusz C. Lis, Claudine Kahane, Sébastien Maret, Emmanuel Caux, N. Crimier, Cecilia Ceccarelli, Sandrine Bottinelli, Johan Olofsson, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, 010308 nuclear & particles physics, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, 01 natural sciences, Interferometry, Stars, Physical structure, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, 0103 physical sciences, Protostar, Millimeter, Low Mass, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Context: The low mass protostar IRAS16293-2422 is a prototype Class 0 source with respect to the studies of the chemical structure during the initial phases of life of Solar type stars. Aims: In order to derive an accurate chemical structure, a precise determination of the source physical structure is required. The scope of the present work is the derivation of the structure of IRAS16293-2422. Methods: We have re-analyzed all available continuum data (single dish and interferometric, from millimeter to MIR) to derive accurate density and dust temperature profiles. Using ISO observations of water, we have also reconstructed the gas temperature profile. Results: Our analysis shows that the envelope surrounding IRAS16293-2422 is well described by the Shu "inside-out" collapsing envelope model or a single power-law density profile with index equal to 1.8. In contrast to some previous studies, our analysis does not show evidence of a large (>/- 800 AU in diameter) cavity. Conclusions: Although IRAS16293-2422 is a multiple system composed by two or three objects, our reconstruction will be useful to derive the chemical structure of the large cold envelope surrounding these objects and the warm component, treated here as a single source, from single-dish observations of molecular emission.
Published: 2010

235. Herschel/HIFI measurements of the ortho/para ratio in water towards Sagittarius B2(M) and W31C

Author: Benjamin Godard, Jonas Zmuidzinas, T. A. Bell, John H. Black, Frank Maiwald, Martin Emprechtinger, Maryvonne Gerin, C. Joblin, S. Wang, M. Perault, Patrick Hennebelle, Gary J. Melnick, Shanshan Yu, Peter Schilke, S. D. Lord, Paule Sonnentrucker, P. Hily-Blant, D. Johnstone, F. Boulanger, M. R. Schmidt, D. Teyssier, Raquel Monje, Alexandre Karpov, Jacob Kooi, Stephan Schlemmer, M. Salez, Peter G. Martin, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, Neil Trappe, M. De Luca, Karl M. Menten, Robert Kołos, F. F. S. van der Tak, Javier R. Goicoechea, Emmanuel Caux, Sébastien Maret, S.-L. Qin, Thomas R. Geballe, Cecile Gry, Neal R. Erickson, Rene Plume, Harold W. Yorke, Jesús Martín-Pintado, E. Falgarone, J. A. Murphy, Sylvie Cabrit, M. Kaźmierczak, Nathan R. Crockett, Eric Herbst, Jacek Krełowski, Charlotte Vastel, José Cernicharo, Holger S. P. Müller, P. Zaal, John C. Pearson, Carina M. Persson, Patrick W. Morris, Marie-Lise Dubernet, H. Gupta, P. J. Encrenaz, Rudolf Schieder, Fabien Daniel, Audrey Coutens, Adwin Boogert, Geoffrey A. Blake, Cecilia Ceccarelli, Edwin A. Bergin, J. Stutzki, Dariusz C. Lis, Thomas F. Giesen, Emmanuel Dartois, Bhaswati Mookerjea, Thomas G. Phillips, Laurent Pagani, Volker Ossenkopf, C. Comito, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomy, and Faure, Alexandre
Subjects: Experimental Physics, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, ISM: abundances, COLOGNE DATABASE, OXYGEN, 0103 physical sciences, ABSORPTION, Sagittarius B2, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics, AMMONIA, CDMS, Line-of-sight, SPECTROSCOPY, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], astrochemistry, ASTRONOMY, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, molecular processes, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), MOLECULAR CLOUDS, VAPOR, submillimeter: ISM, SUBMILLIMETER
Abstract: We present Herschel/HIFI observations of the fundamental rotational transitions of ortho- and para-H$_2^{16}$O and H$_2^{18}$O in absorption towards Sagittarius~B2(M) and W31C. The ortho/para ratio in water in the foreground clouds on the line of sight towards these bright continuum sources is generally consistent with the statistical high-temperature ratio of 3, within the observational uncertainties. However, somewhat unexpectedly, we derive a low ortho/para ratio of $2.35 \pm 0.35$, corresponding to a spin temperature of $\sim$27~K, towards Sagittarius~B2(M) at velocities of the expanding molecular ring. Water molecules in this region appear to have formed with, or relaxed to, an ortho/para ratio close to the value corresponding to the local temperature of the gas and dust., Accepted for publication in A&A, HIFI Special Issue; 5 pages, 3 figures
Published: 2010
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236. Ortho-to-para ratio of interstellar heavy water*

Author: J. M. Krieg, Alexandre Faure, A. Klotz, S. D. Lord, Paul F. Goldsmith, E. Herbst, Alain Castets, M. Salez, Laurent Pagani, Michael Olberg, William D. Langer, Peter Schilke, J. C. Pearson, T. Jacq, Cecilia Ceccarelli, Tom Bell, A. Lorenzani, F. F. S. van der Tak, Pierre Hily-Blant, Laurent Wiesenfeld, Sébastien Maret, Claudine Kahane, Carsten Dominik, Frank Helmich, Asunción Fuente, Pierre Encrenaz, Berengere Parise, Valentine Wakelam, M. H. D. van der Wiel, Charlotte Vastel, P. Cais, S. Cabrit, Thomas G. Phillips, Harold W. Yorke, Aurore Bacmann, Milena Benedettini, Patrick Hennebelle, Edith Falgarone, Edwin A. Bergin, Claudio Codella, Yohann Scribano, Adam Walters, Adwin Boogert, L. Ravera, S. Pacheco, Thomas Henning, G. Melnick, X. Tielens, Paolo Saraceno, Friedrich Wyrowski, David A. Neufeld, Dariusz C. Lis, Audrey Coutens, Karl Schuster, N. Crimier, Emmanuel Caux, Claudia Comito, Brunella Nisini, Paola Caselli, Geoffrey A. Blake, Maryvonne Gerin, José Cernicharo, Serena Viti, Mihkel Kama, Bertrand Lefloch, Alain Baudry, K. Demyk, Sandrine Bottinelli, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln, Max Planck Institute for Radio Astronomy, AMOR 2010, INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology [Göteborg], Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität zu Köln = University of Cologne, National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Low Energy Astrophysics (API, FNWI), and Astronomy
Subjects: Opacity, Astronomy, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, ISM: abundances, PROTOSTAR IRAS 16293-2422, 0103 physical sciences, Protostar, Spectral resolution, Absorption (electromagnetic radiation), 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Line (formation), ENVELOPE, Physics, SPECTROSCOPY, 010304 chemical physics, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, astrochemistry, CONSTRAINTS, Astronomy and Astrophysics, ISM: molecules, Galaxy, Interstellar medium, molecular processes, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Deuterium, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, submillimeter: ISM, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], line: identification
Abstract: Despite the low elemental deuterium abundance in the Galaxy, enhanced molecular D/H ratios have been found in the environments of low-mass star forming regions, and in particular the Class 0 protostar IRAS 16293-2422. The CHESS (Chemical HErschel Surveys of Star forming regions) Key Program aims at studying the molecular complexity of the interstellar medium. The high sensitivity and spectral resolution of the HIFI instrument provide a unique opportunity to observe the fundamental 1,1,1 - 0,0,0 transition of the ortho-D2O molecule, inaccessible from the ground, and to determine the ortho-to-para D2O ratio. We have detected the fundamental transition of the ortho-D2O molecule at 607.35 GHz towards IRAS 16293-2422. The line is seen in absorption with a line opacity of 0.62 +/- 0.11 (1 sigma). From the previous ground-based observations of the fundamental 1,1,0 - 1,0,1 transition of para-D2O seen in absorption at 316.80 GHz we estimate a line opacity of 0.26 +/- 0.05 (1 sigma). We show that the observed absorption is caused by the cold gas in the envelope of the protostar. Using these new observations, we estimate for the first time the ortho to para D2O ratio to be lower than 2.6 at a 3 sigma level of uncertainty, to be compared with the thermal equilibrium value of 2:1., 5 pages, 5 figures, accepted the A&A HIFI Special Issue as a letter
Published: 2010
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237. Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources (HEXOS): detecting spiral arm clouds by CH absorption lines

Author: R. Bachille, T. A. Bell, H. Gupta, A. C. A. Boogert, H. W. Yorke, Martin Emprechtinger, Nathan R. Crockett, Cecilia Ceccarelli, P. J. Encrenaz, M. Perault, José Cernicharo, Laurent Pagani, Volker Ossenkopf, Eric Herbst, R. Rolffs, D. C. Lis, Pierrick Martin, Thomas F. Giesen, Emmanuel Caux, C. Joblin, E. Falgarone, Karl M. Menten, D. Johnstone, S.-L. Qin, T. Möller, Gary J. Melnick, Peter Schilke, J. R. Goicoechea, Michael Olberg, M. Salez, Sébastien Maret, Rene Plume, Jacob Kooi, Stephan Schlemmer, Patrick W. Morris, Jesús Martín-Pintado, Thomas G. Phillips, J. C. Pearson, W. Baechtold, Arnaud Belloche, Goutam Chattopadhyay, S. D. Lord, Alexandre Karpov, N. Honingh, Charlotte Vastel, C. Comito, E. A. Bergin, Neil Trappe, J. L. Gill, J. Stutzki, J.-M. Krieg, Fabien Daniel, L. H. Nordh, Jonas Zmuidzinas, S. Cabrit, M. C. Diez-Gonzalez, Maryvonne Gerin, Rudolf Schieder, F. F. S. van der Tak, Paul Hartogh, W. D. Langer, Marie-Lise Dubernet, S. Wang, G. A. Blake, Shanshan Yu, R. Güsten, Holger S. P. Müller, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, J. A. Murphy, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln, Max Planck Institute for Radio Astronomy, Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB at Deutsches Elektronen Synchrotron DESY (HASYLAB), Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] (DESY), Université de Cologne, Institut de Physique 1, Université de Cologne, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Département d'Astrophysique, de physique des Particules, de physique Nucléaire et de l'Instrumentation Associée (DAPNIA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), California Institute of Technology (CALTECH), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Université Paris sciences et lettres (PSL), Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles (LM2C), Service d'Etudes de Simulation du Comportement du combustibles (SESC), Département d'Etudes des Combustibles (DEC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, A.M.Obukhov Institute of Atmospheric Physics (IAP), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Millimeter-Wave Electronics Laboratory [ETH Zürich] (MWE), Department of Information Technology and Electrical Engineering [Zürich] (D-ITET), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology [Göteborg], Faure, Alexandre, Universität zu Köln = University of Cologne, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Harvard University-Smithsonian Institution, Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Artois (UA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich)-Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), and Astronomy
Subjects: Physics, Spiral galaxy, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Absorption spectroscopy, Experimental Physics, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, 01 natural sciences, Line width, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Galaxy, ISM: abundances, ISM: molecules, Linear relationship, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Spectral resolution, 010303 astronomy & astrophysics, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: We have observed CH absorption lines ($J=3/2, N=1 \leftarrow J=1/2, N=1$) against the continuum source Sgr~B2(M) using the \textit{Herschel}/HIFI instrument. With the high spectral resolution and wide velocity coverage provided by HIFI, 31 CH absorption features with different radial velocities and line widths are detected and identified. The narrower line width and lower column density clouds show `spiral arm' cloud characteristics, while the absorption component with the broadest line width and highest column density corresponds to the gas from the Sgr~B2 envelope. The observations show that each `spiral arm' harbors multiple velocity components, indicating that the clouds are not uniform and that they have internal structure. This line-of-sight through almost the entire Galaxy offers unique possibilities to study the basic chemistry of simple molecules in diffuse clouds, as a variety of different cloud classes are sampled simultaneously. We find that the linear relationship between CH and H$_2$ column densities found at lower $A_V$ by UV observations does not continue into the range of higher visual extinction. There, the curve flattens, which probably means that CH is depleted in the denser cores of these clouds., Comment: Accepted for publication in A&A, HIFI Special Issue
Published: 2010
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238. Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources: the present and future of spectral surveys with Herschel/HIFI

Author: Patrick W. Morris, Laurent Pagani, Volker Ossenkopf, Bruce Bumble, E. A. Bergin, H. Gupta, P. J. Encrenaz, S.-L. Qin, Maryvonne Gerin, Jonas Zmuidzinas, M. Salez, Cecilia Ceccarelli, Rene Plume, Marie-Lise Dubernet, Sébastien Maret, Charlotte Vastel, S. Cabrit, C. Joblin, Nathan R. Crockett, D. C. Lis, S. D. Lord, Thomas G. Phillips, H. W. Yorke, Frank Helmich, D. Johnstone, Neil Trappe, Peter Schilke, Th. de Graauw, Eric Herbst, M. Perault, José Cernicharo, William B. Latter, E. Falgarone, Aggm Tielens, J. R. Goicoechea, J. Stutzki, Paul Hartogh, Stephan Schlemmer, Holger S. P. Müller, J. C. Pearson, W. D. Langer, Gary J. Melnick, J. A. Murphy, J. Kawamura, F. F. S. van der Tak, Pierrick Martin, T. A. Bell, Karl M. Menten, Fabien Daniel, Martin Emprechtinger, Pieter R. Roelfsema, Emmanuel Caux, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, S. Wang, G. A. Blake, Shanshan Yu, Thomas F. Giesen, C. Comito, Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, California Institute of Technology (CALTECH), Max Planck Institute for Radio Astronomy, I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Université Paris sciences et lettres (PSL), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles (LM2C), Service d'Etudes de Simulation du Comportement du combustibles (SESC), Département d'Etudes des Combustibles (DEC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University-Smithsonian Institution, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université d'Artois (UA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], Universität zu Köln, Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Faure, Alexandre, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Kapteyn Astronomical Institute
Subjects: Experimental Physics, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Terahertz radiation, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, Spectral line, ISM: abundances, 0103 physical sciences, Isotopologue, Emission spectrum, Spectroscopy, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, Interstellar medium, Wavelength, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), submillimeter: ISM, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA]
Abstract: We present initial results from the Herschel GT key program: Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources (HEXOS) and outline the promise and potential of spectral surveys with Herschel/HIFI. The HIFI instrument offers unprecedented sensitivity, as well as continuous spectral coverage across the gaps imposed by the atmosphere, opening up a largely unexplored wavelength regime to high-resolution spectroscopy. We show the spectrum of Orion KL between 480 and 560 GHz and from 1.06 to 1.115 THz. From these data, we confirm that HIFI separately measures the dust continuum and spectrally resolves emission lines in Orion KL. Based on this capability we demonstrate that the line contribution to the broad-band continuum in this molecule-rich source is ~20-40% below 1 THz and declines to a few percent at higher frequencies. We also tentatively identify multiple transitions of HD18O in the spectra. The first detection of this rare isotopologue in the interstellar medium suggests that HDO emission is optically thick in the Orion hot core with HDO/H2O ~ 0.02. We discuss the implications of this detection for the water D/H ratio in hot cores., Comment: 6 pages, 5 figures, accepted and to be published in Herschel HIFI special issue of A&A Letters
Published: 2010
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239. Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources (HEXOS): Observations of H2O and its isotopologues towards Orion KL

Author: Pierre Encrenaz, Doug Johnstone, S. D. Lord, Volker Tolls, Edith Falgarone, John C. Pearson, Marie-Lise Dubernet, Michel Perault, D. C. Lis, Javier R. Goicoechea, Geoffrey A. Blake, William D. Langer, Laurent Pagani, Shanshan Yu, Edwin Bergin, S.-L. Qin, Gary J. Melnick, C. Joblin, Volker Ossenkopf, David A. Neufeld, Thomas F. Giesen, Peter G. Martin, Charlotte Vastel, Patrick W. Morris, J. A. Murphy, Martin Emprechtinger, Neil Trappe, W. D. Latter, Nathan R. Crockett, Paul F. Goldsmith, Harold W. Yorke, M. Salez, Sébastien Maret, Peter Schilke, Stephan Schlemmer, S. Wang, Jonas Zmuidzinas, Maryvonne Gerin, F. F. S. van der Tak, José Cernicharo, Holger S. P. Müller, R. Plume, F. Daniel, Juergen Stutzki, Tom Bell, Emmanuel Caux, Karl M. Menten, Cecilia Ceccarelli, Thomas G. Phillips, E. Herbst, Sylvie Cabrit, Claudia Comito, Astronomy, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, California Institute of Technology (CALTECH), Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Max Planck Institute for Radio Astronomy, Université Paris sciences et lettres (PSL), Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, BC V9E 2E7 Canada, Natl Res Council Canada, Herzberg Inst Astrophys, Victoria, Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles (LM2C), Service d'Etudes de Simulation du Comportement du combustibles (SESC), Département d'Etudes des Combustibles (DEC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), foreign laboratories (FL), CERN [Genève], Department of Physics and Astronomy [Calgary], University of Calgary, I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR (EA_4434)), Université d'Artois (UA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Harvard University-Smithsonian Institution, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Universität zu Köln, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Artois (UA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, and Univ Cologne, Inst Phys 1
Subjects: Opacity, Experimental Physics, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, ISM: abundances, Abundance (ecology), 0103 physical sciences, Isotopologue, Absorption (electromagnetic radiation), 010303 astronomy & astrophysics, Line (formation), Physics, geography, Line-of-sight, Plateau, geography.geographical_feature_category, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Sublimation (phase transition), [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA]
Abstract: We report the detection of more than 48 velocity-resolved ground rotational state transitions of H2(16)O, H2(18)O, and H2(17)O - most for the first time - in both emission and absorption toward Orion KL using Herschel/HIFI. We show that a simple fit, constrained to match the known emission and absorption components along the line of sight, is in excellent agreement with the spectral profiles of all the water lines. Using the measured H2(18)O line fluxes, which are less affected by line opacity than their H2(16)O counterparts, and an escape probability method, the column densities of H2(18)O associated with each emission component are derived. We infer total water abundances of 7.4E-5, 1.0E-5, and 1.6E-5 for the plateau, hot core, and extended warm gas, respectively. In the case of the plateau, this value is consistent with previous measures of the Orion-KL water abundance as well as those of other molecular outflows. In the case of the hot core and extended warm gas, these values are somewhat higher than water abundances derived for other quiescent clouds, suggesting that these regions are likely experiencing enhanced water-ice sublimation from (and reduced freeze-out onto) grain surfaces due to the warmer dust in these sources., Comment: 5 pages, 2 figures
Published: 2010
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240. Physical structure of the envelopes of intermediate-mass protostars

Author: J. R. Rizzo, N. Crimier, Paola Caselli, Claudine Kahane, Cecilia Ceccarelli, E. F. van Dishoeck, R. Plume, Bertrand Lefloch, T. Alonso-Albi, Doug Johnstone, Sébastien Maret, M. Tafalla, Asunción Fuente, Friedrich Wyrowski, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Mass star, 010308 nuclear & particles physics, Radiation field, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, 01 natural sciences, Power law, Physical structure, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, 0103 physical sciences, Radiative transfer, Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, Protostar, 010303 astronomy & astrophysics, Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR), Astrophysics::Galaxy Astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Context: Intermediate mass protostars provide a bridge between low- and high-mass protostars. Furthermore, they are an important component of the UV interstellar radiation field. Despite their relevance, little is known about their formation process. Aims: We present a systematic study of the physical structure of five intermediate mass, candidate Class 0 protostars. Our two goals are to shed light on the first phase of intermediate mass star formation and to compare these protostars with low- and high-mass sources. Methods: We derived the dust and gas temperature and density profiles of the sample. We analysed all existing continuum data on each source and modelled the resulting SED with the 1D radiative transfer code DUSTY. The gas temperature was then predicted by means of a modified version of the code CHT96. Results: We found that the density profiles of five out of six studied intermediate mass envelopes are consistent with the predictions of the "inside-out" collapse theory.We compared several physical parameters, like the power law index of the density profile, the size, the mass, the average density, the density at 1000 AU and the density at 10 K of the envelopes of low-, intermediate, and high-mass protostars. When considering these various physical parameters, the transition between the three groups appears smooth, suggesting that the formation processes and triggers do not substantially differ.
Published: 2010

241. Herschel/HIFI observations of spectrally resolved methylidyne signatures toward the high-mass star-forming core NGC 6334I

Author: José Cernicharo, Peter Schilke, W. D. Langer, P. Hily-Blant, Paola Caselli, Carsten Dominik, A. Fuente, Lorene Samoska, T. A. Bell, Friedrich Wyrowski, Mihkel Kama, M. Salez, A. Klotz, Martin Emprechtinger, D. Teyssier, H. W. Yorke, K. Edwards, Valentine Wakelam, Th. Henning, Sébastien Maret, A. C. A. Boogert, Adam Walters, Patrick Hennebelle, S. Cabrit, Bertrand Lefloch, Cecilia Ceccarelli, S. D. Lord, Serena Viti, M. Benedettini, T. Philips, M. H. D. van der Wiel, Patrick W. Morris, A. Baudry, Karine Demyk, F. F. S. van der Tak, Berengere Parise, Emmanuel Caux, Frank Helmich, Audrey Coutens, Brunella Nisini, Laurent Pagani, A. Lorenzani, N. Crimier, K. F. Schuster, Sandrine Bottinelli, Eric Herbst, R. Rolffs, D. C. Lis, David A. Neufeld, P. F. Goldsmith, Maryvonne Gerin, Claudine Kahane, C. Comito, G. A. Blake, C. Codella, P. J. Encrenaz, S. Pacheco, Alain Castets, John E. Pearson, Aurore Bacmann, E. Falgarone, T. Jacq, Gary J. Melnick, Charlotte Vastel, P. Saraceno, E. A. Bergin, Aggm Tielens, Jonas Zmuidzinas, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Kapteyn Astronomical Institute [Groningen], University of Groningen [Groningen], SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), California Institute of Technology (CALTECH), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Max Planck Institute for Radio Astronomy, Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Université de Cologne, Institut de Physique 1, Université de Cologne, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), AMOR 2010, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, CA 91125 USA, CALTECH, Ctr Infrared Proc & Anal, Pasadena, I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Low Energy Astrophysics (API, FNWI), Universität zu Köln = University of Cologne, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), and Astronomy
Subjects: Astronomy, MODELS, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, I(N), ABUNDANCES, INTERSTELLAR CLOUDS, 0103 physical sciences, Absorption (electromagnetic radiation), 010303 astronomy & astrophysics, Hyperfine structure, Chemical composition, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, QB, Physics, SPECTROSCOPY, stars: formation, Turbulence, NGC-6334, ISM: individual objects: NGC 6334I, Astronomy and Astrophysics, CH, REGIONS, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, ISM: molecules, 0104 chemical sciences, Trace gas, Full width at half maximum, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Orders of magnitude (time), 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), GROUND-STATE, ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, MOLECULAR CLOUDS, Outflow, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA]
Abstract: In contrast to extensively studied dense star-forming cores, little is known about diffuse gas surrounding star-forming regions. We study molecular gas in the high-mass star-forming region NGC6334I, which contains diffuse, quiescent components that are inconspicuous in widely used molecular tracers such as CO. We present Herschel/HIFI observations of CH toward NGC6334I observed as part of the CHESS key program. HIFI resolves the hyperfine components of its J=3/2-1/2 transition, observed in both emission and absorption. The CH emission appears close to the systemic velocity of NGC6334I, while its measured linewidth of 3 km/s is smaller than previously observed in dense gas tracers such as NH3 and SiO. The CH abundance in the hot core is 7 10^-11, two to three orders of magnitude lower than in diffuse clouds. While other studies find distinct outflows in, e.g., CO and H2O toward NGC6334I, we do not detect outflow signatures in CH. To explain the absorption signatures, at least two absorbing components are needed at -3.0 and +6.5 km/s with N(CH)=7 10^13 and 3 10^13 cm^-2. Two additional absorbing clouds are found at +8.0 and 0.0 km/s, both with N(CH)=2 10^13 cm^-2. Turbulent linewidths for the four absorption components vary between 1.5 and 5.0 km/s in FWHM. We constrain physical properties of our CH clouds by matching our CH absorbers with other absorption signatures. In the hot core, molecules such as H2O and CO trace gas that is heated and dynamically influenced by outflow activity, whereas CH traces more quiescent material. The four CH absorbers have column densities and turbulent properties consistent with diffuse clouds: two are located near NGC6334, and two are unrelated foreground clouds. Local density and dynamical effects influence the chemical composition of physical components of NGC6334, causing some components to be seen in CH but not in other tracers, and vice versa., Comment: Accepted by A&A Letters; 5 pages, 1 figure; v2: minor textual and typographical changes
Published: 2010
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242. Herschel observations of deuterated water towards Sgr B2(M)

Author: René Liseau, Peter Schilke, C. Joblin, R. Rolffs, S. D. Lord, T. A. Bell, Stephan Schlemmer, J. A. Murphy, H. S. P. Mueller, Martin Emprechtinger, David A. Neufeld, S. Wang, P. F. Goldsmith, D. Johnstone, Nathan R. Crockett, Erich Schlecht, Charlotte Vastel, Karl M. Menten, Eric Herbst, Emmanuel Caux, Michael Olberg, F. F. S. van der Tak, R. H. Lin, J. C. Pearson, Claudia Comito, Neil Trappe, Shanshan Yu, Javier R. Goicoechea, S.-L. Qin, Sébastien Maret, Ryszard Szczerba, Gary J. Melnick, Rene Plume, Peter G. Martin, Maryvonne Gerin, H. W. Yorke, M. Perault, José Cernicharo, H. Gupta, Cecilia Ceccarelli, Thomas G. Phillips, Lorene Samoska, W. D. Latter, W. D. Langer, Marie-Lise Dubernet, J. Stutzki, Patrick W. Morris, Dariusz C. Lis, Thomas F. Giesen, Geoffrey A. Blake, P. J. Encrenaz, Volker Ossenkopf, Arnaud Belloche, Edwin A. Bergin, Bengt Larsson, Fabien Daniel, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomy, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Experimental Physics, Monte Carlo method, FOS: Physical sciences, Astrophysics, 01 natural sciences, Outer core, BAND, Gas phase, HOT CORES, 0103 physical sciences, EXCITATION, Inner envelope, Radiative transfer, SAGITTARIUS-B2, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], ASTRONOMY, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, LINE OBSERVATIONS, 6. Clean water, ISM: molecules, molecular processes, Deuterium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), VAPOR, line: formation, SUBMILLIMETER
Abstract: Observations of HDO are an important complement for studies of water, because they give strong constraints on the formation processes -- grain surfaces versus energetic process in the gas phase, e.g. in shocks. The HIFI observations of multiple transitions of HDO in Sgr~B2(M) presented here allow the determination of the HDO abundance throughout the envelope, which has not been possible before with ground-based observations only. The abundance structure has been modeled with the spherical Monte Carlo radiative transfer code RATRAN, which also takes radiative pumping by continuum emission from dust into account. The modeling reveals that the abundance of HDO rises steeply with temperature from a low abundance ($2.5\times 10^{-11}$) in the outer envelope at temperatures below 100~K through a medium abundance ($1.5\times 10^{-9}$) in the inner envelope/outer core, at temperatures between 100 and 200~K, and finally a high abundance ($3.5\times 10^{-9}$) at temperatures above 200~K in the hot core., Comment: A&A HIFI special issue, accepted
Published: 2010
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243. The CHESS spectral survey of star forming regions: Peering into the protostellar shock L1157-B1 I. Shock chemical complexity

Author: A. Klotz, A. C. A. Boogert, Dariusz C. Lis, T. A. Bell, Cecilia Ceccarelli, J. Stutzki, H. W. Yorke, E. A. Bergin, F. F. S. van der Tak, José Cernicharo, P. Saraceno, Karine Demyk, Laurent Pagani, Volker Ossenkopf, A. Lorenzani, Bengt Larsson, Peter Schilke, Bertrand Lefloch, C. Codella, Sandrine Bottinelli, Pierre Hily-Blant, Paola Caselli, P. J. Encrenaz, S. Cabrit, Adam Walters, Charlotte Vastel, Thomas G. Phillips, Geoffrey A. Blake, S. Pacheco, Frédéric Gueth, M. H. D. van der Wiel, Imran Mehdi, Alain Baudry, W. D. Langer, K. F. Schuster, Colin Borys, Carsten Dominik, Serena Viti, X. Tielens, S. D. Lord, Yan Delorme, Eric Herbst, Th. Henning, M. Salez, Claudia Comito, J. C. Pearson, Patrick Hennebelle, Audrey Coutens, Aurore Bacmann, A. Fuente, Sébastien Maret, David A. Neufeld, C. Kramer, P. F. Goldsmith, Alain Castets, Frank Helmich, M. Benedettini, Mihkel Kama, Berengere Parise, Emmanuel Caux, Brunella Nisini, N. Crimier, E. Falgarone, T. Jacq, Gary J. Melnick, Maryvonne Gerin, Claudine Kahane, Valentine Wakelam, Friedrich Wyrowski, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), FORMATION STELLAIRE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Department of Astronomy [Ann Arbor], University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Radio Astronomy, Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA, Ohio State University [Columbus] (OSU), Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA, Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, AMOR 2010, Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Universität zu Köln, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain, Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Low Energy Astrophysics (API, FNWI), Faure, Alexandre, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), and PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astronomy, Astrophysics, Star (graph theory), 7. Clean energy, 01 natural sciences, ISM: individual objects: L1157, 0103 physical sciences, Protostar, Bow shock (aerodynamics), 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, QB, Physics, stars: formation, 010308 nuclear & particles physics, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Astronomy and Astrophysics, Space observatory, ISM: molecules, Shock (mechanics), [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Volume (thermodynamics), 13. Climate action, Space and Planetary Science, ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, Outflow, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Excitation
Abstract: International audience; We present the first results of the unbiased survey of the L1157-B1 bow shock, obtained with HIFI in the framework of the key program Chemical HErschel Survey of Star forming regions (CHESS). The L1157 outflow is driven by a low-mass Class 0 protostar and is considered the prototype of the so-called chemically active outflows. The bright blue-shifted bow shock B1 is the ideal laboratory for studying the link between the hot (~1000-2000 K) component traced by H2 IR-emission and the cold (~10-20 K) swept-up material. The main aim is to trace the warm gas chemically enriched by the passage of a shock and to infer the excitation conditions in L1157-B1. A total of 27 lines are identified in the 555-636 GHz region, down to an average 3σ level of 30 mK. The emission is dominated by CO(5-4) and H2O(110-101) transitions, as discussed by Lefloch et al. in this volume. Here we report on the identification of lines from NH3, H2CO, CH3OH, CS, HCN, and HCO+. The comparison between the profiles produced by molecules released from dust mantles (NH3, H2CO, CH3OH) and that of H2O is consistent with a scenario in which water is also formed in the gas-phase in high-temperature regions where sputtering or grain-grain collisions are not efficient. The high excitation range of the observed tracers allows us to infer, for the first time for these species, the existence of a warm (≥200 K) gas component coexisting in the B1 bow structure with the cold and hot gas detected from ground. Herschel is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led principal Investigator consortia and with important participation from NASA.Table 1 is only available in electronic form at http://www.aanda.org
Published: 2010
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244. Heavy water around the L1448-mm protostar

Author: Rafael Bachiller, José Cernicharo, Frederic Gueth, Bertrand Lefloch, Cecilia Ceccarelli, Claudio Codella, Brunella Nisini, Asunción Fuente, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Heavy water, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Star formation, FOS: Physical sciences, Plateau de Bure Interferometer, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Spectral line, chemistry.chemical_compound, Free molecular flow, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, Protostar, Outflow, Basso continuo, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Context: L1448-mm is the prototype of a low-mass Class 0 protostar driving a high-velocity jet. Given its bright H2O spectra observed with ISO, L1448-mm is an ideal laboratory to observe heavy water (HDO) emission. Aims: Our aim is to image the HDO emission in the protostar surroundings, the possible occurrence of HDO emission also investigating off L1448-mm, towards the molecular outflow. Methods: We carried out observations of L1448-mm in the HDO(1_10-1_11) line at 80.6 GHz, an excellent tracer of HDO column density, with the IRAM Plateau de Bure Interferometer. Results: We image for the first time HDO emission around L1448-mm. The HDO structure reveals a main clump at velocities close to the ambient one towards the the continuum peak that is caused by the dust heated by the protostar. In addition, the HDO map shows tentative weaker emission at about 2000 AU from the protostar towards the south, which is possibly associated with the walls of the outflow cavity opened by the protostellar wind. Conclusions: Using an LVG code, modelling the density and temperature profile of the hot-corino, and adopting a gas temperature of 100 K and a density of 1.5 10^8 cm^-3, we derive a beam diluted HDO column density of about 7 10^13 cm^-2, corresponding to a HDO abundance of about 4 10^-7. In addition, the present map supports the scenario where HDO can be efficiently produced in shocked regions and not uniquely in hot corinos heated by the newly born star., Comment: Accepted by A&A as Letter; 5 pages, 3 figures
Published: 2010

245. A new weapon for the interstellar complex organic molecule hunt: the minimum energy principle

Author: Y. Ellinger, F. Pauzat, M. Lattelais, Cecilia Ceccarelli, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Formamide, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, 01 natural sciences, Chemical formula, Stationary point, chemistry.chemical_compound, Theoretical physics, chemistry, Space and Planetary Science, Computational chemistry, 0103 physical sciences, Molecule, Peptide bond, Density functional theory, Chemical stability, 010303 astronomy & astrophysics, Quantum, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Context. The hunt for the interstellar complex organic molecules (COMs) supposed to be the building blocks of the molecules at the origin of life is a challenging but very expensive task. It starts with laboratory experiments, associated with theoretical calculations, that give the line frequencies and strengths of the relevant molecules to be identified and finishes with observations at the telescopes.Aims. The present study aims to suggest possible guidelines to optimize this hunt. Levering on the minimum energy principle (MEP) presented in a previous study, we discuss the link between thermodynamic stability and detectability of a number of structures in the important families of amides, sugars and aminonitriles. Methods. The question of the relative stability of these different species is addressed by means of quantum density functional theory simulations. The hybrid B3LYP formalism was used throughout. All 72 molecules part of this survey were treated on an equal footing. Each structure, fully optimized, was verified to be a stationary point by vibrational analysis. Results. A comprehensive screening of 72 isomers of CH3 NO, C2 H5 NO, C3 H7 NO, C2 H4 O2 , C3 H6 O3 and C2 H4 N2 chemical formula has been carried out. We found that formamide, acetamide and propanamide (the first two identified in the Inter-Stellar Medium) are the most stable compounds in their families demonstrating at the same time that the peptide bond > N-C=O at the origin of life is the most stable bond that can be formed. Dihydroxyacetone, whose detection awaits for confirmation, is far from being the most stable isomer of its family while aminoacetonitrile, that has been recently identified, is effectively the most stable species.Conclusions. The MEP appears to be a useful tool for optimizing the hunt for new species by identifying the potentially more abundant isomers of a given chemical formula.
Published: 2010

246. Herschel spectral surveys of star-forming regions : overview of the 555-636 GHz range

Author: Alain Castets, M. Benedettini, Peter Schilke, Ryszard Szczerba, Geoffrey A. Blake, Alain Baudry, S. D. Lord, Laurent Pagani, Paola Caselli, Berengere Parise, Emmanuel Caux, Friedrich Wyrowski, Audrey Coutens, C. Codella, Brunella Nisini, Mihkel Kama, Th. Henning, N. Crimier, M. H. D. van der Wiel, Karine Demyk, A. Klotz, K. F. Schuster, T. A. Bell, Gary J. Melnick, Aurore Bacmann, Dariusz C. Lis, A. Lorenzani, Serena Viti, Adwin Boogert, Cecilia Ceccarelli, H. W. Yorke, Adam Walters, David A. Neufeld, Maryvonne Gerin, Pierre Hily-Blant, Valentine Wakelam, Claudine Kahane, S. Cabrit, René Liseau, W. D. Langer, C. Comito, Arnold O. Benz, P. J. Encrenaz, Thomas G. Phillips, Carsten Dominik, S. Pacheco, P. Saraceno, Patrick Hennebelle, Charlotte Vastel, Edwin A. Bergin, M. Melchior, E. Falgarone, T. Jacq, Frank Helmich, Michael Olberg, J. C. Pearson, X. Tielens, José Cernicharo, Bertrand Lefloch, Sandrine Bottinelli, Eric Herbst, Paul F. Goldsmith, M. Salez, Sébastien Maret, F. F. S. van der Tak, Asunción Fuente, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR), INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides (CASSIOPEE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Civilisations atlantiques & Archéosciences (C2A), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR Histoire, Histoire de l'Art et Archéologie (UFR HHAA), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Harvard University [Cambridge]-Smithsonian Institution, Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Ohio State University [Columbus] (OSU), Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology [Göteborg], Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR Histoire, Histoire de l'Art et Archéologie (UFR HHAA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), Harvard University-Smithsonian Institution, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Université de Nantes - UFR Histoire, Histoire de l'Art et Archéologie (UFR HHAA), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC), Smithsonian Institution-Harvard University [Cambridge], Low Energy Astrophysics (API, FNWI), and Astronomy
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Stellar mass, Astronomy, Astrophysics, 01 natural sciences, Spectral line, Luminosity, I(N), 0103 physical sciences, Protostar, WATER, MASSIVE YOUNG STARS, Spectral resolution, 010303 astronomy & astrophysics, GeneralLiterature_REFERENCE(e.g.,dictionaries,encyclopedias,glossaries), MILLIMETER, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, QB, NGC 6334 I, Physics, stars: formation, Spectrometer, Star formation, [SDU.ASTR.SR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], astrochemistry, Research Programm of Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, PROTOSTARS, Astronomy and Astrophysics, [PHYS.ASTR.SR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], DEUTERATED FORMALDEHYDE, HOT CORE, Space and Planetary Science, Satellite, PROTOSTELLAR SHOCK L1157-B1, SUBMILLIMETER
Abstract: International audience; High resolution line spectra of star-forming regions are mines of information: they provide unique clues to reconstruct the chemical, dynamical, and physical structure of the observed source. We present the first results from the Herschel key project “Chemical HErschel Surveys of Star forming regions”, CHESS. We report and discuss observations towards five CHESS targets, one outflow shock spot and four protostars with luminosities bewteen 20 and 2 × 105 L_ȯ: L1157-B1, IRAS 16293-2422, OMC2-FIR4, AFGL 2591, and NGC 6334I. The observations were obtained with the heterodyne spectrometer HIFI on board Herschel, with a spectral resolution of 1 MHz. They cover the frequency range 555-636 GHz, a range largely unexplored before the launch of the Herschel satellite. A comparison of the five spectra highlights spectacular differences in the five sources, for example in the density of methanol lines, or the presence/absence of lines from S-bearing molecules or deuterated species. We discuss how these differences can be attributed to the different star-forming mass or evolutionary status. Herschel is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led principal Investigator consortia and with important participation from NASA.Figures [see full textsee full text]-[see full textsee full text] and Tables 3, 4 (pages 6 to 8) are only available in electronic form at http://www.aanda.org
Published: 2010
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247. TIMASSS : The IRAS16293-2422 Millimeter And Submillimeter Spectral Survey: Tentative Detection of Deuterated Methyl Formate (DCOOCH3)

Author: Sandrine Bottinelli, Alain Castets, Charlotte Vastel, Emmanuel Caux, K. Demyk, Claudine Kahane, Cecilia Ceccarelli, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, 010304 chemical physics, Methyl formate, Analytical chemistry, Rotational transition, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Excitation temperature, Astrophysics, 01 natural sciences, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, chemistry.chemical_compound, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Deuterium, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, Protostar, Isotopologue, Methanol, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], 010303 astronomy & astrophysics, Line (formation)
Abstract: International audience; High deuterium fractionation is observed in various types of environment such as prestellar cores, hot cores and hot corinos. It has proven to be an efficient probe to study the physical and chemical conditions of these environments. The study of the deuteration of different molecules helps us to understand their formation. This is especially interesting for complex molecules such as methanol and bigger molecules for which it may allow to differentiate between gas-phase and solid-state formation pathways. Methanol exhibits a high deuterium fractionation in hot corinos. Since CH3OH is thought to be a precursor of methyl formate we expect that deuterated methyl formate is produced in such environments. We have searched for the singly-deuterated isotopologue of methyl formate, DCOOCH3, in IRAS 16293-2422, a hot corino well-known for its high degree of methanol deuteration. We have used the IRAM/JCMT unbiased spectral survey of IRAS 16293-2422 which allows us to search for the DCOOCH3 rotational transitions within the survey spectral range (80-280 GHz, 328-366 GHz). The expected emission of deuterated methyl formate is modelled at LTE and compared with the observations.} We have tentatively detected DCOOCH3 in the protostar IRAS 16293-2422. We assign eight lines detected in the IRAM survey to DCOOCH3. Three of these lines are affected by blending problems and one line is affected by calibration uncertainties, nevertheless the LTE emission model is compatible with the observations. A simple LTE modelling of the two cores in IRAS 16293-2422, based on a previous interferometric study of HCOOCH3, allows us to estimate the amount of DCOOCH3 in IRAS 16293-2422. Adopting an excitation temperature of 100 K and a source size of 2\arcsec and 1\farcs5 for the A and B cores, respectively, we find that N(A,DCOOCH3) = N(B,DCOOCH3) ~ 6.10^14 /cm2. The derived deuterium fractionation is ~ 15%, consistent with values for other deuterated species in this source and much greater than that expected from the deuterium cosmic abundance. DCOOCH3, if its tentative detection is confirmed, should now be considered in theoretical models that study complex molecule formation and their deuteration mechanisms. Experimental work is also needed to investigate the different chemical routes leading to the formation of deuterated methyl formate.
Published: 2010
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248. ISO spectroscopy: the study of low-mass star formation

Author: Cecilia Ceccarelli, Brunella Nisini, René Liseau, R. Orfei, Luigi Spinoglio, P. Cerulli, Paolo Saraceno, and Dario Lorenzetti
Subjects: On board, Physics, Stellar wind, Star formation, Astronomy, Protostar, Astrophysics, Spectroscopy, Low Mass, Stellar evolution, Astronomical spectroscopy
Abstract: The current observational scenario pertaining to the study of low-mass star formation is discussed together with the evolutionary sequence that such a scenario seems to suggest. The opportunities offered by the spectrometers on board of the ISO satellite for improving our understanding of the involved physical processes are then discussed.
Published: 1992
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249. The Foggy Disks Surrounding Herbig Ae Stars: a Theoretical Study of the H2O Line Spectra

Author: Cecilia Ceccarelli, François Ménard, Asunción Fuente, José Cernicharo, Christophe Pinte, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, 010308 nuclear & particles physics, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Observable, Astrophysics, Protoplanetary disk, 01 natural sciences, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Spectral line, law.invention, Stars, Space and Planetary Science, law, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), 0103 physical sciences, Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, Maser, Protoplanet, 010303 astronomy & astrophysics, Collisional excitation, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Line (formation)
Abstract: Water is a key species in many astrophysical environments, but it is particularly important in proto-planetary disks. So far,observations of water in these objects have been scarce, but the situation should soon change thanks to the Herschel satellite. We report here a theoretical study of the water line spectrum of a proto-planetary disk surrounding Ae stars. We show that several lines will be observable with the HIFI instrument onboard the Herschel Space Observatory. We predict that some maser lines could also be observable with ground telescopes and we discuss how the predictions depend not only on the adopted physical and chemical model but also on the set of collisional coefficients used and on the H2 ortho to para ratio through its effect on collisional excitation. This makes the water lines observations a powerful, but dangerous -if misused- diagnostic tool., Accepted for publication in ApJ Letters
Published: 2009
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250. Chemical modeling of L183 (L134N): an estimate of the ortho/para H_2 ratio

Author: Chris H. Greene, S. Schlemmer, E. Bayet, Cecilia Ceccarelli, Charlotte Vastel, Aurore Bacmann, Laurent Pagani, Viatcheslav Kokoouline, Edouard Hugo, Renshui Peng, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France, UMR 5187 Toulouse, Technologies et systèmes d'information pour les agrosystèmes (UR TSCF), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Laboratoire Aimé Cotton (LAC), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Physics, University of Central Florida (UCF), University of Central Florida [Orlando], Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire de Radioastronomie (LRA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany, Univ Cologne, Inst Phys 1, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), I. Physikalisches Institut [Köln], Universität zu Köln = University of Cologne, Department of Physics [Orlando] (UCF | Physics), University of Central Florida [Orlando] (UCF), Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA), National Institute of Standards and Technology [Gaithersburg] (NIST)-University of Colorado [Boulder], Dept of physics and astrophysics, University College of London [London] (UCL), Caltech Submillimeter Observatory, California Institute of Technology (CALTECH), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre national du machinisme agricole, du génie rural, des eaux et forêts (CEMAGREF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Universität zu Köln, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Abundance (chemistry), Chemical process modeling, ISM: structure, FOS: Physical sciences, Context (language use), Astrophysics, ISM: individual objects: L183, 01 natural sciences, Molecular physics, ISM: clouds, ISM: abundances, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], Reaction rate, Trihydrogen cation, 0103 physical sciences, Isotopologue, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Dissociative recombination, Physics, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], astrochemistry, Astrophysics (astro-ph), Astronomy and Astrophysics, molecular processes, [PHYS.ASTR.GA]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], Space and Planetary Science, [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA], ISM: individual objects : L183, Order of magnitude
Abstract: International audience; Context: The high degree of deuteration observed in some prestellar cores depends on the ortho-to-para H2 ratio through the H3+ fractionation. Aims: We want to constrain the ortho/para H2 ratio across the L183 prestellar core. This is required to correctly describe the deuteration amplification phenomenon in depleted cores such as L183 and to relate the total (ortho+para) H2D+ abundance to the sole ortho-H2D+ column density measurement. Methods: To constrain this ortho/para H2 ratio and derive its profile, we make use of the N2D^+/N2H+ ratio and of the ortho-H2D+ observations performed across the prestellar core. We use two simple chemical models limited to an almost totally depleted core description. New dissociative recombination and trihydrogen cation-dihydrogen reaction rates (including all isotopologues) are presented in this paper and included in our models. Results: We estimate the H2D+ ortho/para ratio in the L183 cloud, and constrain the H2 ortho/para ratio: we show that it varies across the prestellar core by at least an order of magnitude, being still very high (≈0.1) in most of the cloud. Our time-dependent model indicates that the prestellar core is presumably older than 1.5-2 × 105 years but that it may not be much older. We also show that it has reached its present density only recently and that its contraction from a uniform density cloud can be constrained. Conclusions: A proper understanding of deuteration chemistry cannot be attained without taking into account the whole ortho/para family of molecular hydrogen and trihydrogen cation isotopologues as their relations are of utmost importance in the global scheme. Tracing the ortho/para H2 ratio should also place useful constraints on the dynamical evolution of prestellar cores. Appendices A and B are only available in electronic form at http://www.aanda.org
Published: 2009
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