理想化星系群与星系团模拟中自旋驱动的喷流反馈

我们将一个黑洞自旋演化与喷流反馈模型实现到平滑粒子流体力学代码 SWIFT 中。喷流功率在假设 Bondi 吸积的框架下自洽确定，采用真实的、依赖于自旋的效率。喷流沿黑洞自旋轴发射，从而产生自然的重定向和进动。我们将该模型应用于星系群与星系团的理想化模拟，发现喷流反馈在所有系统中都成功抑制了气体冷却与恒星形成。我们的群尺度暗物质晕（$M_\mathrm{200}=10^{13}$ $\mathrm{M}_\odot$）被由冷却流触发的强喷流事件淬灭，并由来自热晕吸积的弱功率喷流维持淬灭状态。在质量更大的系统中（$M_\mathrm{200}\geq 10^{14}$ $\mathrm{M}_\odot$），热晕吸积不足以淬灭星系，或在首次冷却事件后使其保持淬灭。这些星系经历多次气体冷却、恒星形成与喷流反馈事件。在我们模拟的质量最大星系团（$M_\mathrm{200}=10^{15}$ $\mathrm{M}_\odot$）中，我们发现冷气体质量峰值达 $10^{10}$ $\mathrm{M}_\odot$，恒星形成率峰值达几百 $\mathrm{M}_\odot\mathrm{yr}^{-1}$。这些数值出现在强冷却流期间，其也触发了峰值功率为 $10^{47}$ $\mathrm{erg}\hspace{0.3mm}\mathrm{s}^{-1}$ 的最强喷流。这些喷流随后关闭了冷却流及任何相关的恒星形成。喷流膨胀的气泡抽引出低熵气体，随后在其尾迹中形成致密的冷却细丝，正如观测中所见。