气体冷却与湍流对活动星系核驱动外流特性的复杂影响
星系天体物理
2024-09-30 v1
摘要
(删节版)以接近爱丁顿吸积率的速率吸积到超大质量黑洞(SMBHs)上,可以通过强大的风影响宿主星系。此类风的理论模型可以解释SMBHs与其宿主星系之间的观测相关性,以及在许多活动星系中观测到的强大多相外流。解析模型通常假设球对称性和具有绝热状态方程的平滑气体分布。然而,真实星系中的星际介质是团块状的,并且冷却过程很重要,这使得分析复杂化。我们使用一套理想化的流体动力学模拟,来分离湍流和冷却对千秒差距尺度上AGN风驱动外流的发展和整体特性的影响。我们测量了系统在1.2百万年演化过程中的外流速度、质量外流率以及动量和能量加载因子,并估算了基于观测的合理值。我们发现,绝热模拟大致再现了外流特性的解析估计,与湍流或团块性无关。然而,冷却使平滑模拟中的外流能量率降低了1-2个数量级,在湍流模拟中则降低了最多一个数量级。冷却与湍流之间的相互作用取决于AGN光度:在受爱丁顿极限限制的AGN中,湍流增强了AGN风与气体之间的耦合,而在较低光度的模拟中则相反。这是因为稠密的气体团块能够抵抗低光度AGN的反馈,但会被高光度AGN的反馈驱离。我们模拟中多相外流气体的整体特性与多相外流的观测结果定性一致。我们还发现,使用“可观测的”外流特性会导致其参数被低估,与真实值相比相差数倍。
引用
@article{arxiv.2409.18271,
title = {The complex effect of gas cooling and turbulence on AGN-driven outflow properties},
author = {K. Zubovas and M. Tartėnas and M. A. Bourne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18271},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 18 figures; accepted for publication in Astronomy & Astrophysics