活性星系核 (AGN) torus 中尘埃团块的形成
星系天体物理
2026-03-09 v2 高能天体物理现象
摘要
被认为是活性星系核 (AGN) 统一方案关键要素的尘埃 torus 仍是其起源的之谜。我们提出了新的物理模型，以解释大量小型尘埃气体团块如何形成并集体表现为几何厚的动态尘埃 torus。中心超大质量黑洞 (BH) 周围的热气体流向中心形成亚 pc 比例尺的旋转盘。当吸积率足够高时，部分吸积热气体因热力学不稳定性凝结形成小型冷团块。这些冷型尘埃气体团块被中心吸积盘的辐射照亮并重新辐射为尘埃辐射，主要以红外方式呈现。我们提出，AGN 的尘埃 torus 由此类冷团块通过辐射力对抗重力的垂直支撑组成。对于具有合适列密的团块，BH 重力的垂直分量与红外辐射力以及围绕 BH 的盘辐射力的垂直分量处于准静力平衡。我们的模型稳健：对于任何合理的关于团块垂直动力学平衡的参数范围，都存在 torus。我们进一步表明，只有当吸积率高于约 1% 埃金顿率时，旋转流中的热气体才会凝结为冷团块。当围绕 BH 的盘辐射功率低于 0.1% 埃金顿亮度时，辐射力无法将冷气体团块抬升到平面之外。上述两个特征可能为尘埃 torus 在低亮度 AGN 中缺乏证据提供了物理解释。
引用
@article{arxiv.2602.20484,
title = {Formation of dust clumps in the torus of active galactic nuclei},
author = {Xinwu Cao and Renyue Cen and Qingwen Wu and Jiancheng Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.20484},
year = {2026}
}
备注
16 pages, accepted by PRD, typos fixed