椭圆星系中心黑洞的反馈作用 III：包含辐射与机械反馈的模型
宇宙学与河外天体物理
2015-05-18 v2 高能天体物理现象
摘要
通过高分辨率流体动力学模拟，我们发现，来自活动星系核（AGN）的风能有效加热椭圆星系的内部区域（约100秒差距），减少流向中心超大质量黑洞（SMBH）的物质；而辐射加热（光电离和X射线）则能抑制千秒差距尺度上的冷却流。同时包含两种反馈机制，其（峰值）效率分别为3×10^{-4} < ε_mech < 10^{-3} 和 ε_rad ~ 10^{-1.3}，所产生的系统在占空比、中心SMBH质量、X射线光度、光学光轮廓以及E+A光谱等方面，与对大质量椭圆星系系统的广泛现代观测结果一致。我们的主要结论是，机械反馈（包括能量、动量和质量三者）是必要的，但基于多个独立论据，其效率必须比通常假设的低一个数量级。爆发在红移z>1时频繁发生，并随着富含能量和金属的气体从星系被驱逐到周围介质中，其频率向当前纪元逐渐降低。对于一个最终恒星质量约为3×10^{11}太阳质量的代表性星系，自红移z~2以来，大约有3×10^{10}太阳质量的循环气体被添加到星际介质中，其中约63%被驱逐出星系，约19%在中心几百秒差距内转化为富含金属的新恒星，约2%被添加到中心SMBH，剩余约16%以热X射线发射星际介质的形式存在。爆发总持续时间约为1.7亿年，约占可用时间的1.4%。在这段时间内，中心SMBH分别约有45%和71%的时间表现为紫外或光学源。仅考虑最近85亿年，爆发持续时间约为4400万年，对应的基准占空比约为5×10^{-3}。
引用
@article{arxiv.1003.0578,
title = {Feedback from central black holes in elliptical galaxies. III: models with both radiative and mechanical feedback},
author = {L. Ciotti and J. P. Ostriker and D. Proga},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.0578},
year = {2015}
}
备注
41 pages, 11 figures (bitmapped, low-quality), ApJ accepted