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Water in Star-Forming Regions with the Herschel Space Observatory (WISH): Overview of key program and first results

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English Summary

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Summary: The Herschel WISH program aims to explore young stellar objects using water and related molecules, following the abundance of water from collapsing clouds to planet-forming disks. This paper discusses an overview of scientific motivation and observational strategy along with modeling approaches and analysis tools developed for initial science results. Water is found not dominant in cold gas at abundances lower than most predictions; strong water emission occurs in shocks in protostellar environments, UV radiation heats gas along outflows walls across the range of luminosities, hydrides OH+ and H2O+ are widespread in outflows and foreground gas. Water cools clouds up to higher temperatures and acts like a ‘switch’ that turns on whenever energy is deposited in molecular clouds during stellar birth processes. Water contributes to fundamental processes such as freeze-out, grain surface chemistry, evaporation, ice acting as a natural filter for warm gas probing cold gas. Water can trap various molecules inside its matrix including complex organic ones which are relevant to the wealth of organic molecules observed.

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Key Technical Terms

Below are key technical terms and their explanations to help understand the core concepts of this paper. You can explore related external resources via the links next to each term.

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Herschel WISH program Water in Star-Forming Regions with the Herschel Space Observatory (WISH): Overview of key program and first results2010 Dec J. Cernicharo7,E.F. van Dishoeck1,2,F. Herpin8, L.E.M.R.Kristensen1,Hogerheijde1,A.O.D. Benz3,Johnstone9,10,E.A. Bergin4,R. Liseau11,P. Caselli5,6,B. Nisini12, R. Shipman13, M. Tafalla14, F. van der Tak13,15, F. Wyrowski16, Y. Aikawa17, 21 R. Bachiller14, A. Baudry8, M. Benedettini18, P. Bjerkeli11, G.A. Blake19, S. Bontemps8, J. Braine8, C. Brinch1, S. Bruderer3, L. Chavarr´ıa8, C. Codella6, F. Daniel7, Th. de Graauw13, E. Deul1, A.M. di Giorgio18, C. Dominik20,21, S.D. Doty22, M.L. Dubernet23,24, P. Encrenaz25, H. Feuchtgruber2, M. Fich26, W. Frieswijk13, A. Fuente27, T. Giannini12, J.R. Goicoechea7, F.P. Helmich13, T. Jacq8, J.K. Jørgensen28, A. Karska2, M.J. Kaufman29, E. Keto30, B. Larsson31, B. Lefloch32, D. Lis33, M. Marseille13, C. McCoey26,34, G. Melnick30, D. Neufeld35, M. Olberg11, L. Pagani25, O. Pani´c36, B. Parise16, J.C. Pearson37, R. Plume38, C. Risacher13, D. Salter1,[astro-ph.GA] J. Santiago-Garc´ıa39, P. Saraceno18, P. St¨auber3, T.A. van Kempen1, R. Visser1, S. Viti40, M. Walmsley6, S.F. Wampfler3, U.A. Yıldız1 arXiv:1012.4570v1 – 2 – 1Leiden Observatory, Leiden University, PO Box 9513, 2300 RA Leiden, The Netherlands 2Max Planck Institut f¨ur Extraterrestrische Physik, Giessenbachstrasse 1, 85748 Garching, Germany 3Institute of Astronomy, ETH Zurich, 8093 Zurich, Switzerland 4Department of Astronomy, University of Michigan, 500 Church Street, Ann Arbor, MI 48109-1042, USA 5School of Physics and Astronomy, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK 6INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Largo E. Fermi 5, 50125 Firenze, Italy 7Centro de Astrobiolog´ıa, Departamento de Astrof´ısica, CSIC-INTA, Carretera de Ajalvir, Km 4, Torrej´on de Ardoz. 28850, Madrid, Spain 8Universit´e de Bordeaux, Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, France; CNRS/INSU, UMR 5804, Floirac, France 9National Research Council Canada, Herzberg Institute of Astrophysics, 5071 West Saanich Road, Vic- toria, BC V9E 2E7, Canada 10Department of Physics and Astronomy, University of Victoria, Victoria, BC V8P 1A1, Canada 11Department of Radio and Space Science,…

🇰🇷 한국어 보기 (View in Korean)

한글 요약 (Korean Summary)

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요약 : Herschel Wish Program은 붕괴 구름에서 행성 형성 디스크에 이르기까지 물의 풍부한 물에 따라 물과 관련 분자를 사용하여 젊은 별을 탐색하는 것을 목표로합니다. 이 논문은 과학적 동기 부여 및 관찰 전략에 대한 개요와 초기 과학 결과를 위해 개발 된 모델링 접근법 및 분석 도구에 대해 논의합니다. 물은 대부분의 예측보다 낮은 풍부에서 차가운 가스에서 지배적이지 않은 것으로 밝혀졌다. 강한 물 방출은 프로토 스텔라 환경에서 충격에서 발생하며, UV 방사선은 광 범위의 발광 벽을 따라 가스가 가스를 가열하며, Hydrides OH+ 및 H2O+는 유출 및 전경 가스에서 널리 퍼져 있습니다. 물은 구름을 더 높은 온도까지 냉각시키고 항성 출생 과정에서 에너지가 분자 구름에 퇴적 될 때마다 켜지는 ‘스위치’처럼 작용합니다. 물은 동결 아웃, 곡물 표면 화학, 증발, 따뜻한 가스 프로브 콜드 가스를위한 천연 필터 역할을하는 얼음과 같은 기본 과정에 기여합니다. 물은 관찰 된 유기 분자와 관련된 복잡한 유기를 포함하여 매트릭스 내부의 다양한 분자를 포획 할 수 있습니다.

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주요 기술 용어 (한글 설명)

  • Water in Star-Forming Regions with Herschel (WISH)
    설명 (Korean): 붕괴 구름에서 행성 형성 디스크로의 물 풍부도를 분석하여 물과 관련 분자를 사용하여 젊은 별을 탐색합니다.
    (Original English: Analyzes water abundance from collapsing clouds to planet-forming disks, exploring young stellar objects using water and related molecules.)
  • UV radiation
    설명 (Korean): 광도 범위의 유출 벽을 따라 가스를 가열합니다. 동결 아웃, 곡물 표면 화학, 증발과 같은 기본 과정에 영향을 미칩니다.
    (Original English: Heats gas along outflows walls across the range of luminosities; impacts fundamental processes such as freeze-out, grain surface chemistry, evaporation.)
  • Hydrides OH+ and H2O+
    설명 (Korean): 유출 및 전경 가스의 광범위한 감지; 따뜻한 가스 프로브 콜드 가스를위한 천연 필터 역할을하는 얼음에 기여합니다.
    (Original English: Widespread detection in outflows and foreground gas; contribute to ice acting as a natural filter for warm gas probing cold gas.)

발췌문 한글 번역 (Korean Translation of Excerpt)

Herschel Space Observatory (Wish)가있는 별 형성 지역의 Herschel Wish Program Water : 주요 프로그램 및 첫 번째 결과 개요 2010 Dec J. Cernicharo7, E.F. VAN DISHOECK1,2, f. HERPIN8, L.E.M.R. KRISTENSEN1, HOGERHEIJDE1, A.O.D. Benz3, Johnstone9,10, E.A. Bergin4, r. liseau11, p. Caselli5,6, b. Nisini12, R. Shipman13, M. Tafalla14, F. van der Tak13,15, F. Wyrowski16, Y. Aikawa17, 21 R. Bachiller14, A. Baudry8, M. Benedettini18, P. Bjerkeli11, G.A. Blake19, S. Bontemps8, J. Braine8, C. Brinch1, S. Bruderer3, L. Chavarr´ıa8, C. Codella6, F. Daniel7, Th. De Graauw13, E. Deul1, A.M. Di Giorgio18, C. Dominik20,21, S.D. DOTY22, M.L. Dubernet23,24, P. Encrenaz25, H. Feuchtgruber2, M. Fich26, W. Frieswijk13, A. Fuente27, T. Giannini12, J.R. Goicoechea7, F.P. Helmich13, T. Jacq8, J.K. Jørgensen28, A. Karska2, M.J. Kaufman29, E. Keto30, B. Larsson31, B. Lefloch32, D. Lis33, M. Marseille13, C. McCoey26,34, G. Melnick30, D. Neufeld35, M. Olberg11, L. Pagani Pearson37, R. Plume38, C. Risacher13, D. Salter1, [Astro-Ph.ga] J. Santiago-Garc´ıa39, P. Saraceno18, P. St¨auber3, T.A. Van Kempen1, R. Visser1, S. Viti40, M. Walmsley6, S.F. wampfler3, U.A. yıldız1 arxiv : 1012.4570v1 – 2 – 1leiden 전망대, Leiden University, PO Box 9513, 2300 Ra Leiden, 네덜란드 2max Planck Institut f¨ur Extraterrestrische Physik, Giessenbachstrasse 1, 85748 Garching, Germany 3 인스티 션 취리히, 스위스 40 미시간 대학교 천문학, 500 Church Street, 앤아버, MI 48109-1042, 미국 5S의 물리학 및 천문학, 리즈 대학교, 리즈 LS2 9JT, UK 6Inaf -Orosservatorio Astro Astro Flico die Arcetri, Largo E. Fermi 5, 50125 Fermi 5, 50125 Fermi 50125 Fermi. Astrobiolog´ıa, Departamento de Astrof´ısica, Csic-Inta, Carretera de Ajalvir, KM 4, Torrej´on de Ardoz. 28850, 마드리드, 스페인 8Universit´e de Bordeaux, Laboratoire d ‘Astrophysique de Bordeaux, 프랑스; CNRS/INSU, UMR 5804, FLOIRAC, FLOIRAC, 프랑스 9NATIONAL RESEAGE COUNCIL 캐나다, HERZBERG ASTROPHYSICS, 5071 WEST SAANICH ROAD, VIC-TORIA, BC V9E 2E7, CANADICS 및 천문학, 빅토리아 대학, BC V8P 1A1, 11, 라디오 및 우주 과학, …

Source: arXiv.org (or the original source of the paper)

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