大质量星系中自调节黑洞反馈的环境依赖性

在宇宙中质量最大的星系里，来自中心超大质量黑洞的动能反馈似乎限制了恒星形成。大量间接证据表明，中心黑洞附近冷气体的积聚会强烈提升反馈输出，使周围环境维持在对凝聚和冷气体云形成边际不稳定的状态。然而，该机制的自调节能力可能依赖于众多环境因素，包括势阱深度和周围环星系介质（CGM）的压力。在此我们展示了一系列数值模拟，探讨冷燃料双极动能反馈对这些环境因素的依赖性。该模拟套件的晕质量范围为 $2 \times 10^{12} \, M_\odot$ 到 $8 \times 10^{14} \, M_\odot$。我们包含了来自该大质量星系年老恒星族的空间扩展质量与能量输入，若约束性 CGM 压力足够低，其能够将气体扫出星系并远离中心黑洞。我们的模拟显示，在具有深中心势阱和低 CGM 压力的大质量星系中，该反馈机制紧密自调节，仅允许少量多相气体积聚并几乎不允许恒星形成。在质量相似但中心势阱较浅且 CGM 压力更大的大质量星系中，同一反馈机制更具间歇性，产生延展的多相气体并偶尔允许小速率恒星形成（$\sim 0.1 \, M_\odot \, {\rm yr}^{-1}$）。在所探索范围的低质量端，该机制变得难以置信地爆发式，或许因为环境气体初始无角动量，而角动量本可减少能够燃料化反馈的凝聚气体量。