超大质量黑洞的反馈通过排出星系周气体将中心星系转化为被动星系
星系天体物理
2020-01-08 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
Davies 等人 (2019) 在 EAGLE 流体动力学模拟中确立，对于 L^* 星系，星系周介质 (CGM) 中的重子分数与其中心超大质量黑洞 (BH) 的质量呈负相关。其解释是，随着时间推移，质量更大的黑洞提供了更多能量将重子输运至位力半径之外，这进一步减少了气体吸积与恒星形成。我们通过关注银河系质量系统中 1) 黑洞质量、2) CGM 的物理与观测性质以及 3) 星系颜色之间的关系来继续这项研究。黑洞累积反馈能量与气体晕束缚能的比值是 CGM 气体含量的强预测指标，当黑洞注入的能量大于约 10 倍束缚能时会导致气体贫乏的晕。我们发现 CGM 的可观测量示踪物，包括 CIV、OVI 和 HI 吸收线测量，是 z~0 处总 CGM 晕质量的有效示踪物。我们利用高频次模拟输出证明，黑洞反馈在 100 Myr 的时间尺度内将重子推至位力半径之外，但 CGM 金属示踪物需要更长时间 (0.5-2.5 Gyr) 才能响应。星系的长期演化导致蓝色、恒星形成或红色、被动星系群，这取决于黑洞的累积反馈。M_*=10^{10.2-10.7} M_solar 星系中最红的四分位数 (中位数 u-r = 2.28) 的 CGM 质量比最蓝的四分位数 (u-r=1.59) 低 2.5 倍。我们提出了利用哈勃宇宙起源光谱仪观测所预测的、在寄宿更大质量黑洞的星系周围具有更低 CGM 柱密度与覆盖分数的策略。
引用
@article{arxiv.1904.05904,
title = {Feedback from supermassive black holes transforms centrals into passive galaxies by ejecting circumgalactic gas},
author = {Benjamin D. Oppenheimer and Jonathan J. Davies and Robert A. Crain and Nastasha A. Wijers and Joop Schaye and Jessica K. Werk and Joseph N. Burchett and James W. Trayford and Ryan Horton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.05904},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 10 figures, 1 table, submitted to MNRAS