Variations in H2O+/H2O ratios toward massive star-forming regions
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 SRON - SRON Netherlands Institute for Space Research
8 OAA - INAF- Osservatorio Astrofisico di Arcetri
9 CALTECH - California Institute of Technology
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 OAR - INAF - Osservatorio Astronomico di Roma
14 Onsala Space Observatory
15 CESR - Centre d'étude spatiale des rayonnements
16 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
17 IFSI - Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario
18 LRA - Laboratoire de Radioastronomie
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Résumé
Early results from the Herschel Space Observatory revealed the water cation H2O+ to be an abundant ingredient of the interstellar medium. Here we present new observations of the H2O and H2O+ lines at 1113.3 and 1115.2 GHz using the Herschel Space Observatory toward a sample of high-mass star-forming regions to observationally study the relation between H2O and H2O+ . Nine out of ten sources show absorption from H2O+ in a range of environments: the molecular clumps surrounding the forming and newly formed massive stars, bright high-velocity outflows associated with the massive protostars, and unrelated low-density clouds along the line of sight. Column densities per velocity component of H2 O+ are found in the range of 10^12 to a few 10^13 cm-2 . The highest N(H2O+) column densities are found in the outflows of the sources. The ratios of H2O+/H2O are determined in a range from 0.01 to a few and are found to differ strongly between the observed environments with much lower ratios in the massive (proto)cluster envelopes (0.01-0.1) than in outflows and diffuse clouds. Remarkably, even for source components detected in H2O in emission, H2O+ is still seen in absorption.
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