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具有自旋驱动黑洞反馈的类英仙座星系团模拟中的致密气体形成与破坏

星系天体物理 2019-10-23 v2 高能天体物理现象

摘要

延展的丝状 Hα\alpha 发射星云是邻近星系团的显著特征,但丝状结构的形成机制以及塑造其形态的过程仍不清楚。我们研究了在自旋驱动喷流影响下,一个模拟的类英仙座星系团中心致密气体的形成、演化和破坏。我们特别研究了从弥漫星系团内介质中致密气体的凝聚作用,以及喷流对已有致密气体的直接抬升作用,在决定致密气体空间分布与运动学中所扮演的角色。我们使用自适应网格加密代码 {\sc ramses} 对理想化类英仙座星系团进行了流体动力学模拟。我们的模拟包含一个超大质量黑洞(SMBH),其通过局地吸积自洽地追踪自身自旋演化,并依次驱动一个基于黑洞自旋演化方向的大尺度喷流。我们表明致密气体的形成与破坏同 SMBH 的反馈循环紧密关联,且其形态在模拟过程中高度可变。虽然延展丝状结构容易从炽热星系团内介质中凝聚而出,但它们在与喷流驱动外流相互作用时易被粉碎为过度团块化的气体分布。凝聚主要发生在中心 5-15 kpc 处下落气体上,发生于中心 AGN 宁静阶段,此时冷却时间与自由下落时间之比降至 20 以下,即 tcool/tff<20t_{\rm cool}/t_{\rm ff} < 20。我们发现致密气体同时存在凝聚与抬升的证据,但提醒道,纯流体动力学模拟难以有效调节星系团冷却循环,并产生相较观测过度团块化的致密气体形态分布。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.01329,
  title  = {Dense gas formation and destruction in a simulated Perseus-like galaxy cluster with spin-driven black hole feedback},
  author = {R. S. Beckmann and Y. Dubois and P. Guillard and P. Salome and V. Olivares and F. Polles and C. Cadiou and F. Combes and S. Hamer and M. D. Lehnert and G. Pineau des Forets},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.01329},
  year   = {2019}
}

备注

18 pages, 17 Figures. Accepted for publication in A&A