星系金属的物理：由于产生、分布、反馈及与黑洞相互作用引起的演化效应

我们探讨了气体金属含量引起的各种物理加热过程如何影响大质量星系的演化，并计算了一系列追踪这些系统及其超大质量黑洞的宇宙学流体动力学模拟。我们使用了一个具有压力 - 熵公式的光滑粒子流体动力学代码，以及基于单个元素丰度的更准确的金属产生、湍流扩散和冷却率处理方法。反馈模型包括：(1) 通过高速 BAL 风和康普顿/光电离加热实现的 AGN 反馈；(2) 来自多种过程的显式恒星反馈，包括超新星事件产生的强风、年轻大质量恒星和 AGB 星的恒星风，以及大质量恒星周围 Stromgren 球内的辐射加热；(3) 由于金属存在而产生的额外加热效应，包括晶粒光电加热、依赖金属丰度的附近吸积黑洞 X 射线加热以及宇宙 X 射线背景加热，这是我们反馈模型的主要改进之处。通过对 30 个晕 ($M_{vir} \sim 10^{12-13.4}$) 的一系列放大模拟，我们展示了所有反馈效应的能量和动量预算产生了真实的星系属性。我们通过三组具有不同输入物理的额外模拟，探索了每个反馈模型的详细作用。我们表明，金属诱导的加热机制主要通过抑制高红移处弥散小恒星系统的生长，减少了吸积恒星物质的比例，但总体上对大质量星系的最终恒星和气体属性影响相对较小。包含 AGN 反馈显著提高了我们的宇宙学模拟产生大质量星系真实气体和恒星属性的能力，并使从其他星系吸积的最终恒星质量比例处于合理范围。