$z \geq 6$ 处的类星体外流：对宿主星系的影响

我们通过执行 zoom-in 宇宙学流体动力学模拟来研究 $z \geq 6$ 处的类星体外流。利用 SPH 代码 GADGET-3，我们在 $(500 ~ {\rm Mpc})^3$ 共动体积内，对 $z = 6$ 处一个 $2 \times 10^{12} M_{\odot}$ 晕周围 $2 R_{200}$ 区域进行 zoom-in 模拟。我们将 AGN 模拟结果与仅考虑恒星/超新星反馈的控制模拟进行了比较。通过在 $10^{9} M_{\odot}$ 晕中心播撒 $10^5 M_{\odot}$ 的黑洞，我们得到以下结果：黑洞在 $z = 9 - 6$ 期间以 Eddington 速率吸积气体。在 $z = 6$ 时，我们质量最大的黑洞已增长至 $M_{\rm BH} = 4 \times 10^9 M_{\odot}$。快速 ($v_{r} > 1000$ km/s)、强劲 ($\dot{M}_{\rm out} \sim 2000 M_{\odot}$/yr) 的激波加热低密度气体外流形成于 $z \sim 7$，并传播至数百 kpc。恒星形成在 $z = 8 - 6$ 期间被抑制，总恒星形成率（星系中心附近的恒星形成率面密度）降低了 $5$ ($1000$) 倍。我们分析了多种物理过程的相对贡献：(i) 破坏宇宙 filamentary 冷气体流入，(ii) 降低中心气体密度，(iii) 将气体抛出星系；并发现 AGN 反馈在 $z = 6$ 时产生以下效应：流入气体质量分数减少了约 $12 \%$，高密度气体分数降低了约 $13 \%$，且约 $20 \%$ 的气体以大于逃逸速度 ($500$ km/s) 的速度外流。我们得出结论，$z \geq 6$ 处的类星体宿主星系正在吸积不可忽略量的宇宙气体，尽管如此，AGN 反馈主要通过将气体抛出宿主星系晕的强劲外流来主导抑制其恒星形成。