• Interstellar Medium
• Dynamics and Turbulence
• Astrochemistry
• Molecular Clouds

The Interstellar Medium (ISM) is structurally and thermodynamically complex, and the variety of governing processes makes the investigation challenging. High-Latitude Molecular Clouds (HLMCs) represent a subclass of the Cold Neutral Medium (CNM), with no evidence of internal star formation and a generally clear line of sight. HLMCs are therefore excellent sites for the study of the chemistry and dynamics of the CNM and helps to characterize and better understand the chemical and dynamical evolution of the Galaxy, the birth of the stars and the formation of molecules in cold gas. Furthermore, HLMCs are the ideal testbeds against which the numerical models can be compared.
In this work we focused on a particular HLMC, MBM 40. We analyzed new and archival molecular data from various radio facilities combined with the archival GALFA-HI data set, to study the chemistry and dynamics (turbulence and coherent flows) of MBM 40. We also used archival space survey data to study the dust-tracing infrared environment of the cloud.
We perform an analysis on MBM 40 using high-fidelity multi-tracer line profiles employing standard statistical tools, such as Probability Distribution Functions (PDFs), and Structure Functions (SFs), and new dynamical method that treats each line profile as a line-of-sight PDF. The transition from atomic to molecular gas is also studied. Lastly, a new topological explanation is proposed for the large velocity gradients and shear flows within the clouds.

-- IT --
Il Mezzo Interstellare (ISM) è strutturalmente e termodinamicamente complesso, e l'insieme dei processi che lo regolano ne rendono lo studio complesso. Le Nubi Molecolari ad Alta Latitudine (HLMC) sono una sottoclasse dell'ISM neutro freddo (CNM), non presentano formazione stellare interna e hanno una linea di vista generalmente libera. Le HLMC sono quindi eccellenti siti per lo studio della chimica e della dinamica del CNM e permettono di caratterizzare meglio l'evoluzione chimica e dinamica della Galassia, la nascita delle stelle e la formazione di molecole nel gas freddo. Inoltre, le HLMC sono i banchi di prova ideali per testare le simulazioni numeriche.
In questa tesi ci concentriamo su una particolare HLMC, MBM 40. Analizziamo dati molecolari sia nuovi che di archivio, ottenuti da vari radiotelescopi, combinati con il dataset GALFA-HI, per studiare la chimica e la dinamica (turbolenza e flussi coerenti) di MBM 40. Usiamo inoltre immagini di survey spaziali per studiare le polveri della nube. Svolgeremo una analisi su MBM 40 usando profili di riga multimolecolari di alta qualità e metodi statistici standard, come le Funzioni di Distribuzione di Probabilità (PDF) e le Funzioni di Struttura (SF); applicheremo inoltre un nuovo metodo dinamico che tratta ogni profilo di riga come una PDF della linea di vista. Studiamo anche la transizione fra gas atomico e molecolare. Infine, proponiamo una nuovo modello topologico per spiegare i gradienti di velocità e shear osservati.