AGN反馈所致恒星猝灭的宇宙演化：来自Horizon-AGN模拟的线索

在标准$\Lambda$CDM范式下，观测到的星系恒星质量函数的质量高端比其预言的暗物质晕对应部分更陡。在本文中，我们研究活动星系核（AGN）反馈对大质量星系中恒星形成的影响。我们通过比较HORIZON套件中的两个模拟来隔离AGN的影响，这两个模拟除一个还包含超大质量黑洞（SMBH）及相关反馈模型外完全相同。这使我们能够交叉辨认模拟间的单个星系，并量化AGN反馈对其性质（包括恒星质量和气体外流）的效应。我们发现，大质量星系（$\rm M_{*} \geq 10^{11} M_\odot$）被AGN反馈猝灭，以至于在$z=0$时其恒星质量减少了高达80%。SMBH通过其外流（减少了重子质量，特别是对于质量范围$\rm 10^9 M_\odot \leq M_{*} \leq 10^{11} M_\odot$内的星系）和破坏中心气体内流（限制了原位恒星形成）的组合影响其宿主晕。结果，落向大质量星系$\rm M_{*} \geq 10^{11} M_\odot$的净气体内流下降了高达70%。我们测量了有和没有AGN反馈的孪生星系的恒星质量比的红移演化，给定恒星质量的星系更早显示出更强的猝灭迹象。这种演化由$\rm M_{\rm SMBH}-M_*$关系随红移的逐渐平坦化驱动，特别是对于$\rm M_{*} \leq 10^{10} M_\odot$的星系。$\rm M_{\rm SMBH}/M_*$比值随时间降低，因为星系中平均气体密度的下降抑制了SMBH增长。