Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica

1. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Perdita di massa nelle stelle di presequenza Milena Benedettini Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

2. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica GLI OUTFLOWS BIPOLARI Nelle primissime fase della formazione stellare l’interazione dei venti supersonici con la nube molecolare circostante da vita agli outflows. • Gli outflows sono uno dei meccanismi attraverso il quale la protostella in accrescimento: • perde il momento angolare in eccesso • ferma il collasso gravitazionale • fissa la sua massa finale Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

3. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica • Il materiale riscaldato dallo shock si raffredda attraverso l’emissione del gas eccitato a varie temperature: • Righe atomiche nell’ottico e UV dagli oggetti Herbig-Haro Tex=104 K • Righe di H2 nel vicino infrarossoTex=2000 K • Righe atomiche e molecolari nel lontano infrarossoTex=200-2000 K • Righe molecolari nel submillimetroTex=100 K • Righe molecolari nel millimetroTex=10-20 K Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

4. Informazioni non solo sugli outflows ma anche indirettamente sulla protostella eccitatrice Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica • Il materiale riscaldato dallo shock si raffredda attraverso l’emissione del gas eccitato a varie temperature: • Righe atomiche nell’ottico e UV dagli oggetti Herbig-Haro Tex=104 K • Righe di H2 nel vicino infrarosso Tex=2000 K • Righe atomiche e molecolari nel lontano infrarosso Tex=200-2000 K • Righe molecolari nel submillimetro Tex=100 K • Righe molecolari nel millimetro Tex=10-20 K Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

5. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica • Alcune problematiche attuali ... • Come evolvono gli outflows? Come le loro proprietà sono legate all’evoluzione della protostella eccitatrice? • Quale è l’origine dei clumps chimicamente attivi che si osservano all’interno degli outflows? • C’è differenza tra outflows generati da protostelle di massa bassa, intermedia e alta? Il meccanismo che li genera è lo stesso? Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

6. IRS3 mm Red lobe Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Spettri FIR ISO-LWS di outflows protostellari ISO-LWS ha mostrato la presenza di gas molecolare (CO, H2O, OH) con T 200-2000 K, densità  104 -107 cm-3 e dimensioni angolari ~10”. Le condizioni fisiche variano lungo l’outflow. La luminosità nel FIR e l’abbondanza dell’acqua diminuiscono con l’aumentare dell’età della sorgente. Spettri ISO-LWS dell’outflow L1448 (Nisini et al. 2000) Il cooling totale nel FIR ~ luminosità cinetica misurata nel mm  LFIR è una misura diretta dell’energia depositata nell’outflow non affetta da problemi di estinzione e di geometria. Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

7. CH3OH(3k-2k) SiO (3-2) Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Interazione tra outflow e mezzo interstellare Osservazioni submillimetriche singledish hanno evidenziato l’esistenza di clumps chimicamente attivi (SO, SiO, CS, CH3OH, H2CO, … ) e a bassa velocità all’interno di alcuni outflows. origine & struttura ? Modello chimico Bachiller et al. 2001 Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

8. X(x) n(H) cm-3 / 105 Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Origine dei clumps chimicamente attivi: il caso di CB3 un outflow di massa intermedia Viti et al. 2003 I clumps sono zone di alta densità pre-esistenti che diventano chimicamente attive interagendo con l’outflow. Hanno una struttura interna a scala minore della risoluzione delle osservazioni. Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

9. Spettri delle righe CO(1-0) 13CO(1-0) C18O(1-0) x3 (Benedettini et al. 2003) Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica IRAS 18162-2048: un esempio di ouflow di massa intermedia Mappa delle ali della riga del CO (1-0) osservata al SEST (Benedettini et al. 2003) Uno degli outflow più estesi (5pc), massicci (570 M°) ed energetici (~1048 ergs) Associato ad un jet radio estremamente collimato e veloce. Il jet ha spaccato la nube molecolare in due parti che rappresentano i due lobi di questo outflow molecolare gigante. Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

10. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica PROGETTI FUTURI • Studio degli outflows protostellari • Osservazioni dallo spazio con il satellite Herschel • Osservazioni da terra con interferometri Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

11. CepE-MM ISO-LWS PACS Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Studio degli outflows protostellari con Herschel PACS (60-210m) permetterà di individuare le differenti componenti di gas su dimensioni di 10” con una sensibilità ~50 volte migliore di quella di LWS. Si potranno derivare i gradienti di temperatura e densità e distingure i contributi dei vari tipi di shocks. Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

12. SWAS HIFI LWS Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Studio degli outflows protostellari con Herschel HIFI (157-625 m) ha una sensibilità ~10 volte migliore di quella di SWAS e una risoluzione angolare di12”- 46”. La risoluzione spettrale di 0.06 km/s permetterà di risolvere le righe e studiare la dinamica. Osservazione di molecole la cui abbondanza è prevista aumentare a causa degli shocks (H2O) e individuazione di orologi chimici. Spettro SWAS della riga o-H2O 538 m in L1448-mm (Benedettini et al. 2002) Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

13. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Origine dei clumps chimicamente attivi • Derivare le condizioni fisiche dei clumps attraverso l’accoppiamento di un modello di trasporto radiativo con il modello chimico per modellare i profili di riga osservati. • Indagare la strutturainterna dei clumps attraverso osservazioni interferometriche. Relatore: Milena Benedettini - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003