the quest for massive protostars sergio molinari ifsi-cnr, roma s. pezzuto, l. montinaro @ ifsi-cnr,...

The Quest for Massive Protostars

Sergio MolinariIFSI-CNR, Roma

• S. Pezzuto, L. Montinaro @ IFSI-CNR, Roma• L. Testi, R. Cesaroni, F. Palla, F. Fontani, M.T. Beltran, L. Olmi @ INAF Arcetri• J. Brand @ IRA – CNR, Bologna• L.F. Rodriguez @ UNAM, Mexico• Q. Zhang @ CfA Harvard, USA

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Roma, 15-16 novembre 2003Relatore: Sergio Molinari

The Project

• Motivation– Is a pre-H-burning phase observable

during the formation of a High-Mass star ?

• Approach– Source Selection from IRAS-PSC2

• Candidate UCHII presursors sample• Control sample

– Observational properties

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

Database

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

• Data for the “best candidates” sample• OVRO - HCO+(1-0), H13CO+(1-0), 3.4mm continuum• Palomar Observatory (60 and 200”) - 1-20m images • SCUBA@JCMT - 850 and 450 m continuum maps• SEST – 850m maps• VLA – NH3(1,1) and (2,2) maps, 3.6cm continuum• IRAM-30m - HCO+(1-0), CS(3-2), and many more• NRAO-12m – CO(2-1)• FCRAO-14m – CS(3-2), C34S(3-2), HCO+(1-0)• ISO-CAM – 6.75 and 15m images• Arnica@TNG - J, H, Ks, images• SOFI-NTT@ESO - J, H, Ks, images• TIMMI2-3.6m@ESO – 10m images

• Data for the “greater” sample• MPIfR-100m – NH3 (1,1) & (2,2)• VLA – 2 and 6 cm snapshots• UKT14@JCMT - (sub)millimeter photometry

Molinari et al. 1996, 1998a, 2000

Molinari et al. 1998b, 2002Brand et al. 2001Zhang et al. 2001Fontani et al. 2003, 2004Molinari et al. In preparation

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari

ISO

OVRO - HCO+

Warm Dust & Dense Gas

UKIRT

IRAM - HCO+

Roma, 15-16 novembre 2003

Warm Dust , Cold Dust & Free-free

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

Mol160 Mol119

Near IR – JHK composite

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

The Current Picture

• An Evolutionary sequence is observed in High-Mass Star Formation, from Warm Cores to Hot Cores to UCHII• More Massive stars form in clusters, and appear to be the last ones to form• Accretion plays a dominant role• Coalescence is important in the very early stages (pre-warm core), if ever.

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

We are just at the beginning

Key Open Problems

• Timeline of the Star Formation Process– Influence of metallicity, proximity to spiral

arms, etc.

• Star Formation Modes– Fast vs Slow

• Star Formation Triggers– Spontaneous/Induced

Herschel

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

MSX 8-20m composite

From IRAS to Herschel

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

Herschel Infrared Galactic Plane Survey

• 60-600m photometric imaging

• 4”-36” FWHM spatial resolution

• Sensitivity ~100mJy @5

• Spatial coverage ~2000 square degrees

100 days

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

Saraceno et al. 1996

MS

X

PA

CS

SP

IRE

Science Themes

Star Formation Timeline

Main Sequence and Post-MS High-Energy Phenomena

Dust Life-Cycle

InterStellar Medium

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

Star Formation Modes and Triggers

The Consortium

• IFSI-CNR• S. Molinari• P. Saraceno• A.M. DiGiorgio• S. Pezzuto• S. Viti• M. Benedettini• L. Montinaro• L. Spinoglio

• Arcetri Obs. • L. Testi• R. Cesaroni• P. Caselli• M. Felli• F. Palla• M. Walmsley

• Univ. Roma 1• S. Masi

• Univ. of Cardiff • M. Griffin• D. Ward-Thompson

• RAL• B. Swinyard

• Univ. of Kent• G. White

• ATC• G. Wright

• CESR• J.P. Bernard• M. Giard

• IAS• A. Abergel• F. Boulanger• P. Cox

• LAM• J.P. Baluteau• A. Zavagno

• CEA• P. Andre`• F. Motte

• IAP• A. Omont

• IPAC/Caltech• A. Noriega-Crespo• G. Helou• B. Ali• B. Schulz• K. Ganga

• UC Berkeley• M. Cohen

• JPL• H. Yorke

• Stockholm Obs.

• G. Olofsson

• HERSCHEL Science Center• G. Pilbratt

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003

2003 2004 2005

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Relatore: Sergio Molinari Roma, 15-16 novembre 2003