反馈对宇宙学气体吸积的影响

我们研究了在宇宙学流体动力学模拟中，包含重子反馈过程的综合物理模型如何改变星系跨越宇宙时间获取气体的方式。为此，我们比较了两次模拟——有反馈和无反馈——两者均使用移动网格代码 AREPO 进行演化。反馈运行实施了 Illustris 模拟项目的完整物理模型，包括恒星形成驱动的星系风以及超大质量黑洞产生的高能反馈。我们探讨了以下几点：(a) 直接源自星系际介质并促成星系净增长的物质吸积率，发现反馈在所有红移处都强烈抑制了这种“平滑模式”气体的原始流入以及净流入，无论新获取气体的温度历史如何。(b) 在维里半径处，流入气体的温度和径向通量在 z=2 时基本不受影响。然而，在 0.25 rvir 处，流入气体的球面覆盖分数大幅下降，从超过 80% 降至不足 50%，同时流入和流出速率均增加，表明该边界存在再循环现象。(c) 平滑吸积对总吸积率的贡献比例在包含反馈的模拟中较低，在所有红移处大约低两倍。此外，具有冷温度历史的气体平滑成分在反馈运行的 z<1 时被完全抑制。(d) 气体从维里半径穿越到星系所需的时间——即“晕穿越时间”——在存在反馈的情况下增加了约 2-3 倍，且显著独立于晕质量。我们讨论了这种不变性对热晕气体冷却理论模型的可能启示。