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Measuring Turbulence with Young Stars in the Orion Complex
The Astrophysical Journal Letters ( IF 7.9 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.3847/2041-8213/abd8c9
Trung Ha 1 , Yuan Li 1, 2 , Siyao Xu 3 , Marina Kounkel 4 , Hui Li 5, 6
Affiliation  

Stars form in molecular clouds in the interstellar medium (ISM) with a turbulent kinematic state. Newborn stars therefore should retain the turbulent kinematics of their natal clouds. Gaia DR2 and APOGEE-2 surveys in combination provide three-dimensional (3D) positions and 3D velocities of young stars in the Orion Molecular Cloud Complex. Using the full 6D measurements, we compute the velocity structure functions (VSFs) of the stars in six different groups within the Orion Complex. We find that the motions of stars in all diffuse groups exhibit strong characteristics of turbulence. Their first-order VSFs have a power-law exponent ranging from ∼0.2–0.5 on scales of a few to a few tens of parsecs, generally consistent with Larson’s relation. On the other hand, dense star clusters, such as the Orion Nebula Cluster (ONC), have experienced rapid dynamical relaxation, and have lost the memory of the initial turbulent kinematics. The VSFs of several individual groups and the whole Complex all show features supporting local energy injection from supernovae. The measured strength of turbulence depends on the location relative to the supernova epicenters and the formation history of the groups. Our detection of turbulence traced by young stars introduces a new method of probing the turbulent kinematics of the ISM. Unlike previous gas-based studies with only projected measurements accessible to observations, we utilize the full 6D information of stars, presenting a more complete picture of the 3D interstellar turbulence.



中文翻译:

在猎户座综合体中用年轻恒星测量湍流

恒星在星际介质(ISM)的分子云中形成动荡的运动状态。因此,新生恒星应保持其出生云的湍流运动学。Gaia DR2和APOGEE-2的组合测量提供了Orion分子云复合体中年轻恒星的三维(3D)位置和3D速度。使用完整的6D测量,我们计算了猎户星座复杂系统中六个不同组中恒星的速度结构函数(VSF)。我们发现,所有弥散群中恒星的运动都表现出强烈的湍流特征。他们的一阶VSF的幂律指数范围从〜0.2-0.5,范围为几至几十个视差,通常与拉森关系一致。另一方面,密集的星团,例如猎户星云团(ONC),经历了快速的动力学松弛,并失去了最初的湍流运动学记忆。几个独立小组的VSF和整个复合体都显示出支持超新星局部能量注入的功能。测得的湍流强度取决于相对于超新星震中的位置以及各组的形成历史。我们对年轻恒星跟踪的湍流的探测引入了一种探测ISM湍流运动学的新方法。与以前的基于气体的研究只有观测到的预计测量结果不同,我们利用了恒星的全部6D信息,从而提供了3D星际湍流的更完整图片。几个独立小组的VSF和整个复合体的所有功能都显示出支持超新星局部能量注入的功能。测得的湍流强度取决于相对于超新星震中的位置以及各组的形成历史。我们对年轻恒星跟踪的湍流的探测引入了一种探测ISM湍流运动学的新方法。与以前的基于气体的研究只有观测到的预计测量结果不同,我们利用了恒星的全部6D信息,从而提供了3D星际湍流的更完整图片。几个独立小组的VSF和整个复合体的所有功能都显示出支持超新星局部能量注入的功能。测得的湍流强度取决于相对于超新星震中的位置以及各组的形成历史。我们对年轻恒星跟踪的湍流的探测引入了一种探测ISM湍流运动学的新方法。与以前的基于气体的研究只有观测到的预计测量结果不同,我们利用了恒星的全部6D信息,从而提供了3D星际湍流的更完整图片。我们对年轻恒星跟踪的湍流的探测引入了一种探测ISM湍流运动学的新方法。与以前的基于气体的研究不同,只有基于观测的预测测量值可以使用,我们利用了恒星的全部6D信息,可以更完整地呈现3D星际湍流。我们对年轻恒星跟踪的湍流的探测引入了一种探测ISM湍流运动学的新方法。与以前的基于气体的研究只有观测到的预计测量结果不同,我们利用了恒星的全部6D信息,从而提供了3D星际湍流的更完整图片。

更新日期:2021-02-01
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