冷核循环：星系团核心中的冷气体与AGN喷流反馈

我们使用球坐标系下高分辨率的3-D和2-D（轴对称）流体动力学模拟，研究了受反馈驱动的双极活动星系核（AGN）喷流加热的冷却星系团核心的演化。冷气体的凝聚及其随之增强的吸积，是AGN反馈以合理效率平衡辐射冷却并符合观测到的冷核性质所必需的。一个低至 $5 \times 10^{-5}$ 的反馈效率（机械光度 $\approx \epsilon \dot{M}_{\rm acc} c^2$；其中 $\dot{M}_{\rm acc}$ 为1 kpc处的质量吸积率）即足以将纯冷却流相比的冷却/吸积率降低 $\sim 10$。该值小于先前考虑的值，并且与喷流效率以及1 kpc处仅有小部分气体吸积到超大质量黑洞（SMBH）的事实一致。我们在所有冷模式反馈的模拟中发现了滞后循环：当冷却时间与自由落体时间之比（$t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$） $\lesssim 10$ 时冷气体凝聚导致吸积率突然增强；大吸积率引起强喷流和热ICM过热使得 $t_{\rm cool}/t_{\rm ff} > 10$；冷气体的进一步凝聚被抑制且吸积率下降，导致核心缓慢冷却和冷气体凝聚，重启循环。因此，对于相同的核心熵或 $t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$ 值，核心性质（如喷流功率、吸积率）存在分布。对于更高效率和更低质量晕，观察到更少循环次数，因为核心被过热到更长的冷却时间。3-D模拟显示了几kpc尺度、旋转支撑的、大质量（$\sim 10^{11} M_\odot$）冷气体环的形成。（摘要删节）