为 MACER 星系演化代码增添一套化学丰度以模拟巨椭圆星系

我们通过求解分别针对 H、He、C、N、O、Ne、Mg、Si、S、Ca、Fe 和 Ni 的 12 个附加连续性方程，将一套化学丰度加入 MACER（Massive AGN Controlled Ellipticals Resolved，大质量 AGN 控制型高分辨率椭圆星系）二维代码，其源项来自 AGB 星以及 Ia 型和 II 型超新星，金属产额基于标准恒星物理。在 Toomre 不稳定的环核盘（尺度 $\lesssim150$ 秒差距）中形成的新恒星，被假定具有幂指数 1.65 的偏重初始质量函数。由宇宙吸积导致的金属稀释效应亦被纳入。凭借中心区域几秒差距的高分辨率、可分辨的黑洞吸积与 AGN 反馈，我们得以追踪速度弥散度 $\sim280$ km/s 的所建模大质量椭圆星系中金属的增丰、输运与稀释。我们提取了中心 AGN 发出的 BAL 风的化学成分，综合了热星际介质（ISM）的 X 射线特征，并发现：(1) 模拟的 BAL 风金属度可达 $\sim 8 Z_\odot$，而宿主星系内热 ISM 的金属度为 $\sim 2.3 Z_\odot$，与 SDSS 对 BLR 气体的观测吻合良好；(2) 发射 X 射线的热气体金属增丰，典型值 $\sim2.5 Z_\odot$；(3) 金属凝结、进一步增丰并再循环的环核冷气体盘在金属增丰中起着关键作用；(4) 黑洞吸积率 $\dot{M}_{\rm BH}$ 与环核盘中的恒星形成率 $\dot{M}_\star^+$ 线性相关，即 $\dot{M}_\star^+ \sim 7.7 \dot{M}_{\rm BH}$，但时间上滞后约 $10^6$ 年。