AGN 反馈、静止星系与早型星系的 CGM 金属丰度

我们展示了三维流体动力学模拟，显示了动力学和辐射 AGN 反馈对一个模型星系的影响，该模型星系代表一个质量为 $M_* = 8.41\times 10^{10} M_\odot$ 的大质量低红移静止早型星系，其中包含一个 $M_\mathrm{BH} = 4\times 10^8 M_\odot$ 的黑洞，周围环绕着一个冷却的气体晕。我们表明，对于总重子分数约为宇宙学值的 $\sim 20\%$，AGN 反馈可以使星系保持静止约 4.35 Gyr，且其性质与黑洞质量和 X 射光度标度关系一致。然而，只有当 AGN 反馈模型同时包含动力学和辐射反馈模式时，才能实现这一点。仅包含动力学反馈的模拟无法使模型星系完全保持静止，而仅包含辐射反馈的模拟会导致黑洞过度增长。对于更高的重子分数（例如宇宙学值的 50%），X 射光度超过观测值至少一个数量级，快速冷却导致形成恒星形成星系。AGN 通过排出富含残余恒星形成活动金属的核气体，在使星系际气体在中心 $\sim 30$ kpc 内保持观测到的金属丰度 $Z/Z_\odot \gtrsim 0.3$ 方面发挥了主要作用。正如先前的宇宙学模拟所示，我们的结果与一种模型一致：即黑洞质量和总重子分数在更高红移 $z > 1$ 时设定，且仅靠 AGN 就能使模型星系保持在观测到的标度关系上。没有 AGN 反馈的模型同时违反了静止标准和 CGM 金属丰度约束。