星系尺度外流：高速下的冷气体与恒星形成

几个活动星系显示出存在快速（$v_{\rm out} \sim 1000~{\rm km\,s}^{-1}$）且大质量（$\dot{M} =$ 数 $\times 1000~\msun\,{\rm yr}^{-1}$）气体外流的强有力证据。一旦中心超大质量黑洞达到由 $M - \sigma$ 关系设定的质量，理论上就预期会出现此类外流，这也可能是导致星系变得“红且死”（red and dead）的原因。尽管其高速意味着温度远高于分子解离所需的温度，但外流中仍含有大量分子气体。为了理解这一令人惊讶的结果，我们研究了气体冷却过程，并表明外流无法稳定地维持在高温状态。相反，外流气体形成了一个两相介质，其中冷而致密的分子团块与热而稀薄的气体混合，正如观测所见。我们还表明，高效的冷却会导致恒星形成，从而提供可观测的外流特征。只要中心黑洞仍在强烈吸积，外流的中心部分本质上可以是明亮的伽马射线源。我们还指出，这些外流可以在中心活动星系核（AGN）关闭后持续约 $\sim 10^8$~yr，因此许多被观测到的外流（特别是高速外流），原本被认为由星暴驱动，也可能属于此类。