使用 JWST/NIRSpec 绘制高红移射电星系中喷流-气体耦合与高能离子外流

我们展示了对 $z=3.5\text{-}4$ 范围内六个强大射电星系中温和离子气体形态、动力学和能量的空间分辨图，这些星系使用 JWST/NIRSpec IFU 来量化早期宇宙中的喷流驱动反馈。所有源都表现出宽 [OIII] 辐射线轮廓，其 W80（线宽）值在 $\sim$ $10$s kpc 范围内为 $950\text{-}2500$ km/s，标志着大尺度外流。喷流 nebulae 优先地与射电喷流轴方向重合，暗示喷流驱动的来源。在平均情况下，具有最宽线条和最高速度的区域与射电 lobe 或 core 共位，并表现出最强的动力输出。喷流相关的离子气体质量范围为 $1\text{-}8 \times 10^{9} \ M_\odot$，总质量流失率为 $80\text{-}950$ $M_\odot/\mathrm{yr}$，动力输出范围为 $10^{43.2}\text{-}10^{45.0}$ erg/s。喷流动力输出相当于 AGN 净辐射功率的 $0.15\text{-}2\%$，足以影响星系演化。然而，只有 $\lesssim 1\%$ 的喷流机械能通过外流与温和离子气体耦合，这与流体动力学模拟的预测一致。大部分喷流能可能驻留在冲击加热的热气体中，得到 X 射线检测的支持，或者用于加热气体并产生观察到的辐射线 nebulae。我们的结果表明，射电喷流在大质量、气体丰富的系统中在星系形成的高峰时期可以将显著的动力和热能注入周围环境，为喷流驱动的反馈在星系形成的高峰时期提供直接证据。