磁场对宇宙学星系并合的影响——II. 修正的角动量输运与反馈

磁场在星系演化中的作用仍是天体物理学中未解的问题。我们此前已表明,磁场在盘星系间的主并合中起关键作用;在此类并合的水动力学模拟中,Auriga 模型产生具有独特棒旋与环结构的致密遗迹。相比之下,在磁流体动力学(MHD)模拟中,遗迹形成具有显著旋臂结构的径向延展盘。在本文中,我们分析了一系列宇宙学“zoom-in”主并合模拟,并确切识别出磁场能够改变并合结果的机制。我们发现磁场修正了角动量的输运,系统性地加速了并合进程。这种被改变输运的影响取决于磁场的取向:以主要非方位角(方位角)取向会增加中心重子集中度(提供抗坍缩的支撑)。两种效应均抑制了原本存在的棒不稳定性,进而导致了根本不同的形态与反馈表现。我们特别指出,在 MHD 模拟中恒星反馈的影响明显较弱,这使得后期更高角动量气体的吸积以及遗迹盘随后的快速径向增长成为可能。MHD 模拟中重子集中度增加的必然结果是黑洞能够增长至两倍大小,尽管这最终对遗迹的演化影响甚微。我们的结果表明,若不纳入磁场,星系演化无法被正确建模。