重新审视星系、星系群与星系团中的冷却流问题

我们呈现了一项涵盖 107 个星系、星系群和星系团的研究，其质量跨度约 3 个数量级，中心星系恒星形成率（SFR）跨度约 5 个数量级，星系团介质（ICM）的经典冷却率（dM/dt）跨度约 4 个数量级，中心黑洞吸积率跨度约 5 个数量级。对于该样本中的每个系统，我们利用档案 Chandra X 射线数据测量 dM/dt，并通过综合来自数十篇文献的超过 330 项估计来获取 SFR 及其系统不确定性。利用这些数据，我们估算了 ICM 冷却并形成恒星的效率，发现对于 dM/dt > 30 Msun/yr 的系统，e_cool = SFR/(dM/dt) = 1.4 ± 0.4%。对于这些系统，我们测得 SFR-dM/dt 关系的斜率大于 1，表明具有最强冷却核的系统也冷却得更高效。我们提出这可能与最强冷却核中平均更高的黑洞吸积率有关，这会影响反馈的总量（在 Eddington 率附近饱和）与主导模式（机械反馈 vs 辐射反馈）。对于 dM/dt < 30 Msun/yr 的系统，我们发现 SFR 与 dM/dt 不相关，并表明这与这些系统中恒星形成由再循环 ISM 气体以低（但主导）水平供给相一致。我们发现固定 dM/dt 下 SFR 的内禀对数正态散度为 0.52 ± 0.06 dex，表明冷却在极长时间尺度上紧密自调节，但在短时间尺度上可剧烈变化。有微弱证据表明该散度可能与反馈机制相关，当机械反馈功率在冷却光度的两倍以内时散度最小（约 0.4 dex）。