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The chemistry of ions in the Orion Bar I. – CH + , SH + , and CF +. The effect of high electron density and vibrationally excited H2 in a warm PDR surface

Authors :
E. A. Bergin
F. F. S. van der Tak
Z. Nagy
Volker Ossenkopf
Maryvonne Gerin
F. Le Petit
C. Joblin
J. R. Goicoechea
John H. Black
J. Le Bourlot
M. Roellig
Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I
SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON)
DAM Île-de-France (DAM/DIF)
Direction des Applications Militaires (DAM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
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 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)
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
Physikalisches Institut [Köln]
Universität zu Köln
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University of Michigan System-University of Michigan System
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École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
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Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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Universität zu Köln = University of Cologne
bibliotheque, la.
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Astronomy
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2013, 550, pp.A96. ⟨10.1051/0004-6361/201220519⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2013, 550, pp.A96. ⟨10.1051/0004-6361/201220519⟩, Astronomy & astrophysics, 550:A96. EDP Sciences
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

The abundances of interstellar CH+ and SH+ are not well understood as their most likely formation channels are highly endothermic. Using data from Herschel, we study the formation of CH+ and SH+ in a typical high UV-illumination photon-dominated region (PDR), the Orion Bar. Herschel/HIFI provides velocity-resolved data of CH+ 1-0 and 2-1 and three hyperfine transitions of SH+. Herschel/PACS provides information on the excitation and spatial distribution of CH+ (up to J=6-5). The widths of the CH+ 2-1 and 1-0 transitions are of ~5 km/s, significantly broader than the typical width of dense gas tracers in the Orion Bar (2-3 km/s) and are comparable to the width of tracers of the interclump medium such as C+ and HF. The detected SH+ transitions are narrower compared to CH+ and have line widths of 3 km/s, indicating that SH+ emission mainly originates in denser condensations. Non-LTE radiative transfer models show that electron collisions affect the excitation of CH+ and SH+, and that reactive collisions need to be taken into account to calculate the excitation of CH+. Comparison to PDR models shows that CH+ and SH+ are tracers of the warm surface region (AV<br />Accepted for publication in A&A, 12 pages, 11 figures, abstract shortened

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2013, 550, pp.A96. ⟨10.1051/0004-6361/201220519⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2013, 550, pp.A96. ⟨10.1051/0004-6361/201220519⟩, Astronomy & astrophysics, 550:A96. EDP Sciences
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2b6a0def030c68884993ff5e5f76ea4d