Water in low-mass star-forming regions with Herschel: HIFI spectroscopy of NGC1333
L. E. Kristensen
,
R. Visser
,
E. F. van Dishoeck
,
U. A. Yildiz
,
S. D. Doty
,
G. J. Herczeg
,
F. -C. Liu
,
B. Parise
(1)
,
J. K. Jørgensen
,
T. A. van Kempen
,
C. Brinch
,
S. F. Wampfler
,
S. Bruderer
,
A. O. Benz
,
M. R. Hogerheijde
,
E. Deul
,
R. Bachiller
(2)
,
Alain Baudry
(3, 4, 5, 6)
,
M. Benedettini
(2)
,
E. A. Bergin
(7)
,
P. Bjerkeli
,
G. A. Blake
(8)
,
Sylvain Bontemps
(3, 4, 5, 6)
,
J. Braine
(3, 4, 5, 6)
,
P. Caselli
(9)
,
J. Cernicharo
(10)
,
C. Codella
(2)
,
F. Daniel
,
Th. de Graauw
,
A. M. Di Giorgio
,
C. Dominik
(11)
,
P. Encrenaz
(12)
,
M. Fich
,
A. Fuente
(2)
,
T. Giannini
,
J. R. Goicoechea
(12)
,
F. Helmich
(2)
,
Fabrice Herpin
(3, 4, 5, 6)
,
T. Jacq
(3, 4, 5, 6)
,
D. Johnstone
,
M. J. Kaufman
,
B. Larsson
(2)
,
D. Lis
(2)
,
R. Liseau
,
M. Marseille
(3, 4, 5, 6, 13)
,
C. Mccoey
,
G. Melnick
(2)
,
D. Neufeld
(2)
,
B. Nisini
(14)
,
M. Olberg
(15)
,
J. C. Pearson
,
R. Plume
,
C. Risacher
(16)
,
J. Santiago-Garcia
,
P. Saraceno
(17)
,
R. Shipman
,
M. Tafalla
,
A. G. G. M. Tielens
(13)
,
F. van Der Tak
(2)
,
F. Wyrowski
(18)
,
D. Beintema
,
A. de Jonge
,
P. Dieleman
,
V. Ossenkopf
(2)
,
P. Roelfsema
,
J. Stutzki
(2)
,
N. Whyborn
1
CESR -
Centre d'étude spatiale des rayonnements
2 LAOG - Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble
3 LAB - Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac]
4 OASU - Observatoire aquitain des sciences de l'univers
5 UB - Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1
6 L3AB - Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux
7 CfA - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
8 LOCIE - LabOratoire proCédés énergIe bâtimEnt
9 OAA - INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
10 CSIC - Centro de Investigaciones Biológicas
11 AI PANNEKOEK - Astronomical Institute Anton Pannekoek
12 LERMA - Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique
13 SRON - SRON Netherlands Institute for Space Research
14 OAR - INAF - Osservatorio Astronomico di Roma
15 Onsala Space Observatory
16 ESO
17 IFSI - Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
18 MPIFR - Max-Planck-Institut für Radioastronomie
2 LAOG - Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble
3 LAB - Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac]
4 OASU - Observatoire aquitain des sciences de l'univers
5 UB - Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1
6 L3AB - Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux
7 CfA - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
8 LOCIE - LabOratoire proCédés énergIe bâtimEnt
9 OAA - INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
10 CSIC - Centro de Investigaciones Biológicas
11 AI PANNEKOEK - Astronomical Institute Anton Pannekoek
12 LERMA - Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique
13 SRON - SRON Netherlands Institute for Space Research
14 OAR - INAF - Osservatorio Astronomico di Roma
15 Onsala Space Observatory
16 ESO
17 IFSI - Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
18 MPIFR - Max-Planck-Institut für Radioastronomie
L. E. Kristensen
- Fonction : Auteur
R. Visser
- Fonction : Auteur
E. F. van Dishoeck
- Fonction : Auteur
U. A. Yildiz
- Fonction : Auteur
S. D. Doty
- Fonction : Auteur
G. J. Herczeg
- Fonction : Auteur
F. -C. Liu
- Fonction : Auteur
J. K. Jørgensen
- Fonction : Auteur
T. A. van Kempen
- Fonction : Auteur
C. Brinch
- Fonction : Auteur
S. F. Wampfler
- Fonction : Auteur
S. Bruderer
- Fonction : Auteur
A. O. Benz
- Fonction : Auteur
M. R. Hogerheijde
- Fonction : Auteur
E. Deul
- Fonction : Auteur
P. Bjerkeli
- Fonction : Auteur
Sylvain Bontemps
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739941
- IdHAL : sylvain-bontemps
- ORCID : 0000-0002-4093-7178
- IdRef : 15234621X
P. Caselli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755659
- ORCID : 0000-0003-1481-7911
- IdRef : 094785007
J. Cernicharo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755513
- ORCID : 0000-0002-3518-2524
- IdRef : 033601550
F. Daniel
- Fonction : Auteur
Th. de Graauw
- Fonction : Auteur
A. M. Di Giorgio
- Fonction : Auteur
C. Dominik
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755731
- ORCID : 0000-0002-3393-2459
M. Fich
- Fonction : Auteur
A. Fuente
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761414
- ORCID : 0000-0001-6317-6343
T. Giannini
- Fonction : Auteur
Fabrice Herpin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1241198
- ORCID : 0000-0003-2977-5072
- IdRef : 074634739
D. Johnstone
- Fonction : Auteur
M. J. Kaufman
- Fonction : Auteur
R. Liseau
- Fonction : Auteur
C. Mccoey
- Fonction : Auteur
B. Nisini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759251
- ORCID : 0000-0002-9190-0113
J. C. Pearson
- Fonction : Auteur
R. Plume
- Fonction : Auteur
J. Santiago-Garcia
- Fonction : Auteur
R. Shipman
- Fonction : Auteur
M. Tafalla
- Fonction : Auteur
D. Beintema
- Fonction : Auteur
A. de Jonge
- Fonction : Auteur
P. Dieleman
- Fonction : Auteur
P. Roelfsema
- Fonction : Auteur
N. Whyborn
- Fonction : Auteur
Résumé
'Water In Star-forming regions with Herschel' (WISH) is a key programme dedicated to studying the role of water and related species during the star-formation process and constraining the physical and chemical properties of young stellar objects. The Heterodyne Instrument for the Far-Infrared (HIFI) on the Herschel Space Observatory observed three deeply embedded protostars in the low-mass star-forming region NGC1333 in several H2-16O, H2-18O, and CO transitions. Line profiles are resolved for five H16O transitions in each source, revealing them to be surprisingly complex. The line profiles are decomposed into broad (>20 km/s), medium-broad (~5-10 km/s), and narrow (<5 km/s) components. The H2-18O emission is only detected in broad 1_10-1_01 lines (>20 km/s), indicating that its physical origin is the same as for the broad H2-16O component. In one of the sources, IRAS4A, an inverse P Cygni profile is observed, a clear sign of infall in the envelope. From the line profiles alone, it is clear that the bulk of emission arises from shocks, both on small (<1000 AU) and large scales along the outflow cavity walls (~10 000 AU). The H2O line profiles are compared to CO line profiles to constrain the H2O abundance as a function of velocity within these shocked regions. The H2O/CO abundance ratios are measured to be in the range of ~0.1-1, corresponding to H2O abundances of ~10-5-10-4 with respect to H2. Approximately 5-10% of the gas is hot enough for all oxygen to be driven into water in warm post-shock gas, mostly at high velocities.