星系群中的活动星系核反馈：自调控外流的精妙触感

活动星系核加热，通过大质量亚相对论性外流，可能是解决宇宙学系统中长期存在的“冷却流问题”的关键。在先前的一篇论文中，我们展示了冷吸积反馈以及（在较小程度上）Bondi自调控模型实际上能够在数十亿年内抑制冷却速率，同时保持主冷核的特征，如观测到的密度和温度分布。对于更轻的系统，例如星系群，情况是否也是如此？总体答案是肯定的，尽管存在显著差异。采用AMR代码FLASH 3.2的修改版本，我们发现，在星系群环境中，采用冷模型和Bondi模型的成功三维模拟几乎收敛，其机械效率分别在5×10⁻⁴至1×10⁻³和5×10⁻²至1×10⁻¹范围内。星系群的演化故事以准连续的温和注入和亚爱丁顿外流（机械功率和速度分别约为1×10⁴⁴ erg/s和1×10⁴ km/s）为主导。冷吸积模型和混合吸积模型此外还表现出非常短暂的静止期，随后是中等规模的爆发（功率为前一阶段的10倍），产生一系列大小为10-20千秒差距、具有高密度对比度、温度与周围介质相似且带有冷边缘的空腔。在激波加热之后，湍流阶段促进了气体混合和金属扩散，在活跃阶段金属沿喷流轴方向（延伸至40千秒差距）达到峰值。在此阶段，由持续外流产生的通道（在模拟的SBx图中难以探测）容易碎裂，产生通常大小为几千秒差距的微小浮升气泡。与星系团相比，活动星系核的自调控反馈必须是持久的，具有“精妙的触感”，而非罕见且爆炸性的冲击。这种演化差异最终决定了星系团并非星系群的按比例缩小的版本。