The Vela molecular ridge young population: from pre-stellar condensations to young clusters

The aim of this thesis is the characterization of the proto-stellar population of a star forming region (about one square degree) of the Vela Giant Molecular Cloud Complex, paying particular attention on the correlation between young objects and physical and morphological characteristics of the cloud interstellar medium. As a by-product, observational targets for new generation instrumentation have been also identified. Giant Molecular Clouds contain over 80% of the molecular hydrogen content of the Galaxy and are now considered responsible for most of the star birth. They thus represent the most promising sites for the research activity on star formation. By analysing the large-scale cloud structure we describe the gas-dust condensations inside which collapse into new stars begins. It follows a detailed inspection of both the infrared emission arising from such condensations and of the mass-loss phenomena (jets and outflows) associated with the youngest objects. This allows us to draw interesting conclusions regarding the star-forming modalities, both within each condensation and, more in general, within the cloud, enabling a comparison with other Galactic clouds. The large analysed database covers the range from Near-Infrared to millimeter wavelengths and has been obtained by means of both ground based and space-born facilities (we present also the first results of the on-going study of maps acquired by the Spitzer Space Telescope). The contribution given by this study to the present-day research activity on star formation mostly concerns the debates regarding: (i) the spatial relation between sites of star birth and interstellar material distribution, (ii) the link between the mass distribution of the cloud condensations and the Initial Mass Function, (iii) the statistics of different evolutionary stages of young objects within dust and molecular cores, (iv) the identification of interesting sources for a future investigation by means of more powerful instrumentation (e.g. ALMA and Herschel). This work has been carried out within the Infrared group of the Astronomical Observatory of Rome (INAF-OAR) under the supervision of Dr. Teresa Giannini, Prof. Dario Lorenzetti (INAF-OAR), and on the behalf of the University "Tor Vergata" of Rome (supervisor Prof. Roberto Buonanno).

Scopo di questa tesi e' la caratterizzazione della popolazione proto-stellare di una regione di formazione stellare (circa un grado quadro) nel complesso di nubi molecolari giganti denominato Vela Molecular Ridge, con particolare riguardo per la correlazione tra oggetti giovani e caratteristiche fisiche e morfologiche del mezzo interstellare. Le nubi molecolari giganti contengono piu' dell'80% del contenuto di idrogeno della Galassia e sono considerate responsabili della maggior parte della formazione stellare. Esse rappresentano quindi i siti maggiormente promettenti nell'ambito della ricerca sulla nascita delle stelle. Analizzando la strutura su larga scala della nube, vengono descritte le condensazioni di gas e polvere dentro le quali si originano le stelle. Segue uno studio dettagliato, sia dell'emissione infrarossa proveniente da tali condensazioni, che dei fenomeni di perdita di massa (jet e outflow) associati agli oggetti piu' giovani. Cio' permette di trarre interessanti conclusioni riguardo le modalita' della formazione stellare, tanto all'interno di ciascuna condensazione, quanto, piu' in generale, nella nube, consentendo altresi' un raffronto con altre nubi Galattiche. I dati analizzati spaziano dal vicino infrarosso alle lunghezze d'onda millimetriche e sono stati ottenuti per mezzo di osservazioni da Terra e dallo spazio (vengono presentati anche i primi risultati dello studio tutt'ora in corso di mappe acquisite dal telescopio spaziale Spitzer). Il contributo fornito dal presente lavoro all'attuale attivita' di ricerca in formazione stellare riguarda principalmente: (i) la relazione spaziale tra siti dove le stelle hanno origine e distribuzione del mezzo interstellare, (ii) il legame tra distribuzione in massa delle condensazioni e funzione iniziale di massa, (iii) la statistica dei differenti stadi evolutivi delle proto-stelle in connessione con dette condensazioni, (iv) l'identificazione di sorgenti che meritano di essere osservate mediante strumentazione di nuova generazione in via di completamento (e.g. ALMA ed Herschel). Questo lavoro e' stato svolto nell'ambito del gruppo di astronomia infrarossa presso l'Osservatorio Astronomico di Roma, sotto la guida della Dott. Teresa Giannini, del Prof. Dario Lorenzetti, e presso l'Universita' di Roma "Tor Vergata", sotto la supervisione del prof. Roberto Buonanno.