被 AGN 宇宙线加热的巨椭圆星系中的混沌冷吸积
星系天体物理
2020-03-04 v1
摘要
黑洞反馈在塑造椭圆星系的环星系介质（CGM）中起着核心作用。我们通过进行活动星系核（AGN）喷流与 CGM 相互作用的三维非理想磁流体动力学模拟，系统性地研究了等离子体物理对椭圆星系演化的影响，模拟包含了磁场、宇宙线（CRs）及其输运过程。我们发现，在大星系尺度上运行的反馈物理对在小尺度上运行的等离子体物理非常敏感。具体而言，我们证明：(i) 在纯流体力学情形下，AGN 喷流最初使大气维持全局热平衡。然而，局部热不稳定性通常会于中心黑洞附近形成大质量冷盘，与观测不符；(ii) 包含弱磁场可阻止盘的形成，因为沉降冷气中的局部 B 场放大导致强磁制动，迅速从吸积云中提取角动量。磁场将冷云转变为不弹道下落的窄细丝；(iii) 当 AGN 喷流中的等离子体成分以 CRs 为主且忽略 CR 输运时，尽管存在库仑/强子 CR 损失，但由于 AGN 向 CGM 传热效率低下，大气表现出冷却灾变；(iv) 包含 CR 流与加热恢复了与观测的一致，即防止了冷却灾变且未形成大质量冷中心盘。AGN 功率因其能量被高效利用而降低。
引用
@article{arxiv.1910.03608,
title = {Chaotic cold accretion in giant elliptical galaxies heated by AGN cosmic rays},
author = {Chaoran Wang and Mateusz Ruszkowski and H. -Y. Karen Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.03608},
year = {2020}
}
备注
submitted to MNRAS