AGN喷流如何加热星系团内介质——来自流体动力学模拟的见解

活动星系核（AGN）的反馈被认为能阻止星系团中的灾难性冷却。然而，反馈能量如何转化为热，以及AGN喷流如何各向同性地加热星系团内介质（ICM），仍不清楚。本工作中，我们利用包含冷气体吸积和动量驱动喷流反馈的三维流体动力学模拟，洞察不同加热机制的相对重要性；这些模拟是迄今在重现冷核性质方面最成功的模型。我们发现，在两个“喷流锥”（距喷流进动轴约30度以内）内部存在净加热，其中ICM通过激波加热以及与泡内热气体混合获得熵。喷流锥外部，环境气体被弱激波加热，但不足以克服辐射冷却，从而形成“减弱的”冷却流。因此，星系团核心在数十亿年间处于“温和环流”过程。在喷流锥内，由于气体被浮力上升的泡卷起，存在显著的绝热冷却；锥外，能量由来自喷流锥的已加热气体流入以及气体向中心运动时的绝热压缩提供。换言之，流体动力学自行调整，补偿并输运AGN提供的热，因此无需对任何过程的加热轮廓进行精细调节。在星系团演化全程中，湍流能量仅占气体热能的百分之一量级，因而湍流加热在我们的模拟中并非主要加热来源。