Scheda CASTOR FINAL




Informazioni generali

Cosmic rAys and STar fORmation

CASTOR

Programma

Infrastruttura Internazionale

RSN2

Attività: In Itinere; Data inizio: 2016; Data fine: 2033

marco.padovani marco.padovani@inaf.it

I raggi cosmici (RC) di bassa energia (<1 TeV) sono un elemento chiave in numerosi processi fisici e chimici del mezzo interstellare (ISM), dalle grandi scale delle nubi molecolari alle piccole scale dei sistemi protostellari. Durante l'ultimo decennio sono stati fatti progressi significativi nella comprensione dei loro regimi di trasporto nelle nubi e della loro interazione coi campi magnetici. Una nuova e promettente linea di ricerca astrofisica esplora anche l'impatto dei RC sulle atmosfere esoplanetarie e sull'abitabilità. Il programma si propone di indagare gli effetti dei RC (ad es. chimica e dinamica dei dischi circumstellari, emissione non-termica e gamma in protostelle e regioni HII) e di fare previsioni per future osservazioni con strumenti quali SKA, CTA, E-LOFAR, JWST e ngVLA.

Low-energy (<1 TeV) cosmic rays (CRs) are a key element in several physical and chemical processes of the interstellar medium (ISM), from the large scales of molecular clouds to the small scales of protostellar systems. During the last decade, significant progress has been made in understanding their transport regimes at different depths of a cloud and their interaction with magnetic fields. A new and growing frontier of astrophysics research also explores the impact of CRs on exoplanetary atmospheres and habitability. The program aims to investigate the effects of CRs (e.g., on chemistry and dynamics of circumstellar discs, non-thermal and gamma-ray emission in protostars and HII regions) and to make predictions for future observations with SKA, CTA, E-LOFAR, JWST, and ngVLA.

Mezzo interstellare, formazione di stelle e sistemi planetari

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 7
Struttura Nfte N0 TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Nex Extra
O.A. ARCETRI 3 0 0.80 0.80 0.80 0.00 0.00 0.00 2 0.20
Totali 3 0 0.80 0.80 0.80 0.00 0.00 0.00 2 0.20

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2024 Certi 2025 Certi 2026 Presunti 2024 Presunti 2025 Presunti 2026
100.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1051/0004-6361/200911794 Titolo: Cosmic-ray ionization of molecular clouds Autori:M. Padovani and D. Galli and A. E. Glassgold Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2009
2 10.1051/0004-6361/201322407 Titolo: Cosmic-ray ionisation in collapsing clouds Autori:M. Padovani and P. Hennebelle and D. Galli Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2013
3 10.1051/0004-6361/201424035 Titolo: The role of cosmic rays on magnetic field diffusion and the formation of protostellar discs Autori:M. Padovani and D. Galli and P. Hennebelle and B. Commer\ccon and M. Joos Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2014
4 10.1051/0004-6361/201732202 Titolo: Cosmic-ray ionisation in circumstellar discs Autori:Marco Padovani and Alexei V. Ivlev and Daniele Galli and Paola Caselli Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2018
5 10.1051/0004-6361/201834222 Titolo: Synchrotron emission in molecular cloud cores: the SKA view Autori:Marco Padovani and Daniele Galli Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2018
6 10.1007/s11214-020-00654-1 Titolo: Impact of Low-Energy Cosmic Rays on Star Formation Autori: M. Padovani and A.V. Ivlev and D. Galli and S.S.R. Offner and N. Indriolo... Publisher: Springer Rivista: Space Science Reviews Anno pubblicazione:2020
7 10.1051/0004-6361/202142560 Titolo: Cosmic rays in molecular clouds probed by H2 rovibrational lines Autori:Marco Padovani and Shmuel Bialy and Daniele Galli and Alexei V. Ivlev and Tommaso Grassi and Liam H .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2022
8 10.1016/B978-0-32-391746-9.00016-X Titolo: Cosmic rays: physics, chemistry, and computational challenges Autori:Padovani, Marco and Gaches, Brandt Publisher:Elsevier Rivista: Elsevier
9 10.1051/0004-6361/202348168 Titolo: Ultraviolet H2 luminescence in molecular clouds induced by cosmic rays Autori:Padovani, Marco and Galli, Daniele and Scarlett, Liam H. and Grassi, Tommaso and Rehill, Una S. and .... Publisher:EDP Sciences Rivista: EDP Sciences
10 10.1051/0004-6361/201628221 Titolo: Protostars: Forges of cosmic rays? Autori:Padovani, M. and Marcowith, A. and Hennebelle, P. and Ferrière, K. Publisher:EDP Sciences Rivista: EDP Sciences



Informazioni Pubbliche

<p>Interstellar medium; Intercloud medium; Interstellar clouds; Interstellar magnetic fields; Interstellar molecules; Protostars; Radio astronomy; Galactic cosmic rays; Magnetohydrodynamics; Astrochemistry; SKA_science</p>

<p><br></p>

<p>SKA; CTA; E-LOFAR; ALMA; MeerKAT+; ASKAP; GMRT; (ng)VLA; JWST; NOEMA; IRAM-30m; ASKAP; HERA; MWA; Fermi; H.E.S.S.</p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra
1 marco.padovani marco.padovani@inaf.it O.A. ARCETRI Y PRIMO RICERCATORE expert in cosmic rays in star-forming regions, non-thermal processes, polarisation X X X X X X X OK
2 daniele.galli daniele.galli@inaf.it O.A. ARCETRI Y ASTRONOMO ASSOCIATO expert in magnetic fields, molecular cloud physics, protostellar discs, MHD X X X X X X X OK
3 maria.beltran maria.beltran@inaf.it O.A. ARCETRI Y PRIMO RICERCATORE expert in star formation, fragmentation, polarisation, ALMA X X X X X X X OK
4 francesca.bacciotti francesca.bacciotti@inaf.it O.A. ARCETRI Y PRIMO RICERCATORE expert in protostellar jets, magnetocentrifugal winds, polarisation, ALMA X X X X X X X OK
5 francesco.fontani francesco.fontani@inaf.it O.A. ARCETRI Y PRIMO RICERCATORE origin of complex chemistry in molecular clouds at different scales X X X X X X X OK
6 giovanni.sabatini giovanni.sabatini@inaf.it O.A. ARCETRI N RICERCATORE expert in star formation, chemistry of the ISM, ALMA X X X X X X X OK
7 andrea.bracco andrea.bracco@inaf.it O.A. ARCETRI N ASSEGNISTA expert in interstellar magnetic fields, properties of interstellar dust, early phases of star formation X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Fellowship AstroFit, assegno di ricerca (Frontiera,SKA), Fondi per l'organizzazione di congressi (Astronet), missioni (ricerca di base), Theory Grant MERCATOR


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Certi 2026 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Presun. 2026 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 Theory Grant MERCATOR 50 0 0 0 0 0 50 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€) Fondi 2026 (€)
1 INAF - Theory Grant 50000.0