We investigate the dynamical evolution of the Orion Nebula Cluster (ONC) by means of direct N-body integrations. A large fraction of residual gas was probably expelled when the ONC formed, so we assume that the ONC was much more compact when it formed compared to its current size, in agreement with the embedded cluster radius-mass relation from Marks & Kroupa (2012). Hence, we assume that few-body relaxation played an important role during the initial phase of evolution of the ONC. In particular, three body interactions among OB stars likely led to their ejection from the cluster and, at the same time, to the formation of a massive object via runaway physical stellar collisions. The resulting depletion of the high mass end of the stellar mass function in the cluster is one of the important points where our models fit the observational data. We speculate that the runaway-mass star may have collapsed directly into a massive black hole (Mbh > 100Msun). Such a dark object could explain the large velocity dispersion of the four Trapezium stars observed in the ONC core. We further show that the putative massive black hole is likely to be a member of a binary system with appr. 70 per cent probability. In such a case, it could be detected either due to short periods of enhanced accretion of stellar winds from the secondary star during pericentre passages, or through a measurement of the motion of the secondary whose velocity would exceed 10 km/s along the whole orbit.
HST astrometry in the Orion Nebula Cluster: census of low-mass runaways
我们提出了一个目录的猎户座星云团(ONC)的高精度自行,根据财政部计划的观测与哈勃太空望远镜(HST)的ACS/WFC相机。我们的星表包含2,454个在$14.2<m_{\rm F775W}<24.7$星等范围内的天体,因此探测了ONC的恒星质量,从$\sim$ 0.4 $M_\odot$到$\sim$ 0.02 $M_\odot$,面积为$\sim$ 550弧分$^2$。我们提供了一些内部的速度色散估计的ONC表明一个弱的恒星位置和质量的依赖。尽管几乎所有的速度色散估计(包括我们在$σ_{v,x}=0.94$和$σ_{v,y}=1.25$ mas yr $^{-1}$上的估计)都可能受到猎户座A年轻恒星星族重叠的影响,但它们与已发表的速度色散估计非常一致。我们根据HST和Gaia DR 2数据确定了4个新的ONC候选逃逸体,它们的质量都小于$\sim$ 1 $M_\odot$。已知的候选逃逸源的总数是10个-这是在银河系任何疏散星团中发现的最大样本之一。令人惊讶的是,它们中没有一个的切向速度超过20 km s $^{-1}$。如果它们中的大多数确实起源于ONC,那么可能会迫使重新检查非常年轻的星团中的动力学过程。看起来ONC的质量功能并不受丢失的失控物的显著影响。
Gaia Stellar Kinematics in the Head of the Orion A Cloud: Runaway Stellar Groups and Gravitational Infall
这项工作扩展了以前对猎户座A云头部年轻恒星的运动学研究(OMC-1/2/3/4/5)。它是基于大量的红外线,光学和X射线选择前主序星与可靠的径向速度和盖亚派生的恒星松弛和自行样本。恒星运动群被确定为假设他们模仿他们的父母气体的运动。有几个星系群被发现具有特殊的运动学:NGC 1977星团和扩展猎户座星云(EON)腔中的两个恒星群在离开它们的出生地时被捕获。NGC 1977的异常运动可能是由全球等级云坍缩、大质量Ori OB 1ab星的反馈、超音速湍流、云-云碰撞和/或弹弓效应引起的,前两种模型是我们所倾向的。由于附近OB星的小规模“火箭效应”,EON群可能继承了其母云的异常运动。我们还确定了猎户座A以东和以西的稀疏恒星群,这些恒星群正在从中心区域漂移,可能是猎户座星云团的一个缓慢膨胀的光环。我们证实了先前报道的结果,不同的视线距离的云的头部与相关的气体速度的差异的不同部分。恒星运动学的三维电影显示了OMC-1中恒星群的收缩和OMC-123恒星的整体收缩。总的来说,猎户座A区的头部表现出复杂的运动与理论模型相一致,涉及层次引力坍缩(可能是湍流)与OB恒星反馈的云。
Runaway and walkaway stars from the ONC with Gaia DR2
理论预测,我们应该在致密的年轻恒星形成区域周围找到所有质量的快速喷射(逃逸)恒星。$N$体模拟表明,这些喷出的恒星的数量和分布可以用来约束初始空间和运动学的子结构的区域。我们使用$Gaia$ DR 2天体测量和光度测量在猎户座星云团(ONC)100 pc范围内寻找逃逸和缓慢逃逸的恒星。我们比较我们的研究结果预测的数量和速度分布的失控的恒星从模拟,我们运行4百万年的初始条件定制的ONC。在$Gaia$ DR 2中,我们发现31个失控和54个步行的候选人的基础上适当的运动,但不是所有这些都是可行的候选人在三维。大约40%的径向速度缺失,但我们可以追溯到9个3D失控和24个3D步行到ONC,所有这些都是低/中等质量(<8 M $_{\odot}$)。我们的模拟表明,100 pc内的离家出走的数量减少了一个地区的年龄越大(因为他们迅速旅行超过这个边界),而步行的数量增加到3百万年。我们发现在$Gaia$ DR 2中的步行比我们模拟中建议的最大值要少,这可能是由于观测的不完整性。然而,$Gaia$ DR 2逃逸星的数量与我们在$\sim$ 130万~ 240万年的模拟结果一致,这使得我们能够利用逃逸星来确认现有的ONC(以及其他潜在的恒星形成区)的年龄估计。
G5.89: An Explosive Outflow Powered by a Proto-Stellar Merger?
爆炸性外流是一个新发现的与高质量恒星形成区相关的分子外流家族。这种高能事件可能是由与(原)恒星合并或近距离双星形成有关的引力能释放提供动力。在这里,我们提出了敏感和高角分辨率的意见(0.85 $''$)档案CO(J=3-2)的观测进行的亚毫米阵列(SMA)的高质量恒星形成区G5.89 $-$ 0.39,揭示了可能存在的爆炸性外流。我们发现六个定义明确的和狭窄的直直的类抛物的喷射,大约指向位于该区域中心的膨胀分子和电离壳层的中心。这些高速($-$ 120到$+$ 100 km s $^{-1}$)细丝遵循哈勃式速度定律,径向速度随投影距离增加。估计的运动学年龄的灯丝是约1000年,一个类似的动态年龄的值为扩大电离壳。因此,G5.89是银河系中第三个被报道的爆炸性外流(与猎户座BN-KL和DR 21一起),并认为这是一种常见的现象。特别是,爆炸性的外流,与失控的恒星,表明在这样的群体中的动力学相互作用是一个非常重要的成分在恒星形成。