由捕获红外辐射驱动的类星体外流对恒星形成的抑制

我们使用 Ramses-RT 代码，对 $z = 6$ 处大质量类星体宿主晕中辐射驱动的星系外流进行了宇宙学辐射流体力学模拟。我们的模拟包含了来自类星体的单次和多次散射辐射压对尘埃的作用，并与采用热反馈的模拟进行了对比。对于辐射压驱动，我们表明存在一个临界类星体光度，高于该光度时便会发射星系外流，其由引力与辐射力的平衡决定。在单次散射极限下，对于合理的黑洞质量，该临界光度高得不切实际；但如果包含红外 (IR) 多次散射辐射压，则与一个以 Eddington 极限吸积的 $\approx 3 \times 10^9 \, \rm M_\odot$ 黑洞相符。这些外流速度极快（$v \, \gtrsim \, 1000 \, \rm km \, s^{-1}$）且具有强质量负载，峰值质量外流率约为 $10^3 - 10^4 \, \rm M_\odot \, yr^{-1}$，但持续时间短（$< 10 \, \rm Myr$）。外流物质具有多相性质，尽管主要由冷气体组成，这些冷气体是在激波扫积成分中通过热不稳定性形成的。辐射压驱动和热驱动的外流都显著影响其宿主星系，但方式不同且互为补充。热驱动的外流更有效地耦合到弥散晕气体，产生更强大、更热且体积填充率更高的外流。红外辐射凭借其通过扩散穿透致密气体的能力，在将气体从核球中喷射出去方面更为高效。通过外流喷射气体与捕获的红外辐射产生的内部加压相结合，导致核球中恒星形成的完全停止。因此我们认为，辐射压驱动反馈可能是调节致密星暴中恒星形成的重要机制，特别是在类星体的“遮蔽”阶段。