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First detection of ND in the solar-mass protostar IRAS16293-2422

Authors :
O. Coeur-Joly
Dariusz C. Lis
A. Baudry
Karine Demyk
W. D. Langer
Carsten Dominik
Adam Walters
Friedrich Wyrowski
K. F. Schuster
Gary J. Melnick
A. Lorenzani
M. Salez
David A. Neufeld
Paolo Saraceno
Paola Caselli
P. F. Goldsmith
Sébastien Maret
Audrey Coutens
Geoffrey A. Blake
M. H. D. van der Wiel
Bertrand Lefloch
C. Comito
S. D. Lord
Arnold O. Benz
S. Cabrit
L. Ravera
Thomas G. Phillips
C. Codella
Berengere Parise
Emmanuel Caux
Peter Schilke
P. Hily-Blant
Laurent Pagani
Valentine Wakelam
Alain Castets
Brunella Nisini
John E. Pearson
N. Crimier
Maryvonne Gerin
Claudine Kahane
Frank Helmich
E. Falgarone
T. Jacq
Aurore Bacmann
Patrick Hennebelle
F. F. S. van der Tak
T. A. Bell
M. Benedettini
H. W. Yorke
A. Klotz
Asunción Fuente
José Cernicharo
Charlotte Vastel
Th. Henning
Mihkel Kama
Adwin Boogert
Cecilia Ceccarelli
P. J. Encrenaz
S. Pacheco
Rolf Guesten
Aggm Tielens
E. A. Bergin
Serena Viti
A. Faure
A. Cros
Sandrine Bottinelli
Eric Herbst
FORMATION STELLAIRE 2010
Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)
Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)
Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CNRS INSU, UMR 5187, F-31028 Toulouse 4, France
UMR 5187 Toulouse
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
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)
Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB)
Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)
Max-Planck-Gesellschaft
Department of Astronomy [Ann Arbor]
University of Michigan [Ann Arbor]
University of Michigan System-University of Michigan System
Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK)
University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA)
Laboratoire de Radioastronomie (LRA)
Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire de Haute-Provence (OHP)
Institut Pythéas (OSU PYTHEAS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
I. Physikalisches Institut [Köln]
Universität zu Köln = University of Cologne
Max Planck Institute for Radio Astronomy
AMOR 2010
INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA
Ohio State University [Columbus] (OSU)
Ohio State Univ, Dept Astron & Chem, Columbus, OH 43210 USA
INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR)
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI)
National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
Kapteyn Astronomical Institute [Groningen]
University of Groningen [Groningen]
SRON Netherlands Institute for Space Research (SRON)
Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR)
Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astronomy
Kapteyn Astronomical Institute
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)
Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France
Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid 28850, Spain
Ctr Astrobiol CSIC INTA, Lab Astrofis Mol, Madrid
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Univ Cologne, Inst Phys 1, D-50937 Cologne, Germany
Univ Cologne, Inst Phys 1
Osservatorio di Astrofisica di Roma (OAR)
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
Low Energy Astrophysics (API, FNWI)
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
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Universität zu Köln
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2010, 521, pp.L42. ⟨10.1051/0004-6361/201015102⟩, Astronomy & astrophysics, 521:L42. EDP Sciences, Astronomy & Astrophysics, 521, L42, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 521, pp.L42. ⟨10.1051/0004-6361/201015102⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 521, pp.L42, Astronomy & Astrophysics, 521, pp. L42, Astronomy & Astrophysics, 521. EDP Sciences
Publication Year :
2010
Publisher :
HAL CCSD, 2010.

Abstract

In the past decade, much progress has been made in characterising the processes leading to the enhanced deuterium fractionation observed in the ISM and in particular in the cold, dense parts of star forming regions such as protostellar envelopes. Very high molecular D/H ratios have been found for saturated molecules and ions. However, little is known about the deuterium fractionation in radicals, even though simple radicals often represent an intermediate stage in the formation of more complex, saturated molecules. The imidogen radical NH is such an intermediate species for the ammonia synthesis in the gas phase. Herschel/HIFI represents a unique opportunity to study the deuteration and formation mechanisms of such species, which are not observable from the ground. We searched here for the deuterated radical ND in order to determine the deuterium fractionation of imidogen and constrain the deuteration mechanism of this species. We observed the solar-mass Class 0 protostar IRAS16293-2422 with the heterodyne instrument HIFI as part of the Herschel key programme CHESS (Chemical HErschel Surveys of Star forming regions). The deuterated form of the imidogen radical ND was detected and securely identified with 2 hyperfine component groups of its fundamental transition in absorption against the continuum background emitted from the nascent protostar. The 3 groups of hyperfine components of its hydrogenated counterpart NH were also detected in absorption. We derive a very high deuterium fractionation with an [ND]/[NH] ratio of between 30 and 100%. The deuterium fractionation of imidogen is of the same order of magnitude as that in other molecules, which suggests that an efficient deuterium fractionation mechanism is at play. We discuss two possible formation pathways for ND, by means of either the reaction of N+ with HD, or deuteron/proton exchange with NH.<br />Accepted; To appear in A&A Herschel/HIFI Special Issue

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2010, 521, pp.L42. ⟨10.1051/0004-6361/201015102⟩, Astronomy & astrophysics, 521:L42. EDP Sciences, Astronomy & Astrophysics, 521, L42, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 521, pp.L42. ⟨10.1051/0004-6361/201015102⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 521, pp.L42, Astronomy & Astrophysics, 521, pp. L42, Astronomy & Astrophysics, 521. EDP Sciences
Accession number :
edsair.doi.dedup.....002d5f751981d0bcc9f0c9e5e852bd7e
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201015102⟩