星系团中由AGN气泡抬升的金属丰度富集拖尾外流

钱德拉X射线望远镜对许多星系团的近期观测发现了热金属丰度富集外流的证据，这些外流优先与X射线空腔的大尺度轴对齐，典型外流质量约为 $10^{9}$ - $10^{10} M_{\odot}$。在此，我们执行一组三维流体动力学模拟，以研究在代表性星系团中AGN喷流能否驱动这些金属丰度富集外流。通过使用示踪变量与虚拟粒子方法，并额外追踪气体金属丰度演化，我们表明最初位于中心区域的富金属气体确实可被AGN气泡抬升至大距离，这一现象在流体力学中称为达尔文漂移，并形成延伸至气泡后方超过 $100$ kpc的丝状拖尾外流。拖尾外流中夹带的气体完全处于外流状态，在前 $100$ Myr期间平均外流率接近 $100M_{\odot}$/yr，而在更晚时期，因引力作用不断增大的下部流回星系团中心。外流质量升至约 $10^{10} M_{\odot}$，夹带铁质量约 $10^{6} - 10^{7}M_{\odot}$，与观测及漂移模型的预测一致。到模拟结束时（AGN事件后约 $800$ Myr），仍有若干 $10^{9}M_{\odot}$ 被抬升的高金属丰度气体存留于大高度处，可能有助于冷核星系团中整体ICM的富集及中心金属丰度峰的展宽。