辐射-流体动力学模拟中利用尘埃辐射压驱动气体壳层

我们展示了孤立暗物质晕中由明亮活动星系核（AGN）辐射驱动气体壳层的辐射-流体动力学模拟。我们的目标是（1）研究 AGN 尘埃辐射压驱动星系外流的能力，以及（2）约束红外（IR）多次散射在增强外流加速方面的效率。模拟使用辐射-流体动力学代码 RAMSES-RT 执行，包含来自 AGN 的单次和多次散射辐射压、辐射冷却和自引力。由于外流壳层最终总会对入射辐射场变得透明，扫清所有介入气体的外流即使在 AGN 光度很高时也可能仍受其晕引力束缚。只要壳层对 IR 辐射处于中等光学厚度，外流壳层的膨胀可由简单解析模型很好地描述。在此情况下，如预测的那样，通过 IR 多次散射实现了壳层加速的增强，即气体上施加的力 dP/dt = tau_IR L/c。然而，对于高光学深度 tau_IR > 50，即使辐射被有效约束，外流光学厚气体与 IR 辐射之间的动量传递也会迅速被抑制。在高 tau_IR 下，特征流动时间变得短于所需的 IR 辐射俘获时间，使得动量通量 dP/dt << tau_IR L/c。我们认为，虽然不太可能解绑大质量星系气晕，但 AGN 尘埃辐射压可能在调节高红移大质量致密星系核区的恒星形成和黑洞吸积方面发挥重要作用。