理想孤立晕中气体与超大质量黑洞的宇宙学演化

我们研究宇宙学增长暗物质晕中重子气体的演化。为准确刻画晕的内外区域，我们采用在维里半径内由 NFW 轮廓平滑过渡到晕外更真实的平坦轮廓的暗物质密度轮廓。我们构造了与该密度轮廓自洽的暗物质引力势，并采用在大半径处与 Hubble 膨胀自洽的“宇宙学”势来描述气体演化。气体初始化密度为暗物质密度的约 0.2 倍，与宇宙重子分数 $\rho_{\rm g}/(\rho_{\rm g}+\rho_{\rm DM}) \approx 0.17$ 一致。我们研究维里激波的形成与重子分数的演化，包括辐射冷却与 AGN 喷流反馈的效应。该反馈由冷气体吸积到中心超大质量黑洞(SMBH)所驱动。晕核表现出加热与冷却循环，其强度与持续时间依赖于反馈效率与晕质量。中心 SMBH 在早期类星体阶段初始随时间指数增长，但在后期增长放缓。核区重子分数随反馈效率增大与晕质量减小而降低。尽管晕外围自相似演化，核密度不演化，与星系团观测一致。我们分析了气体与中心 SMBH 性质间的相关性，并探讨了基本平面的存在。