黑洞重定位对于星系形成模拟的重要性
星系天体物理
2022-06-17 v3
摘要
来自吸积超大质量黑洞（SMBH）的活动星系核（AGN）反馈是星系形成模拟的基本要素。SMBH 的轨道演化受到动力学摩擦的影响，而当代代表性体量的星系形成模拟无法自洽地预测这一过程。相反，此类模拟通常采用简单的 SMBH“重定位”，但这种方法对 SMBH 和星系性质的影响尚未被系统研究。基于使用 SWIFT 代码和 Bondi-Hoyle-Lyttleton 子网格气体吸积模型的一系列光滑粒子流体动力学模拟，我们研究了重定位通过 AGN 反馈对 SMBH 增长及其他重子组分的影响。在至少约 1000 倍的质量分辨率范围内，SMBH 重定位（或等效方法）是 AGN 反馈的必要前提；若无之，黑洞增长可忽略不计。将有效重定位速度限制为 10 km/s 会延迟 AGN 反馈的启动，并严重限制其对大质量星系中心恒星质量增长的影响。重定位有三个直接的物理后果。它促进 SMBH 并合，从而加速其初始增长。此外，它提高了环境气体的峰值密度，并降低了 SMBH 相对于气体的速度，二者共同使吸积率获得可达多个数量级的提升。我们的结果表明，对 SMBH 重定位更精细和/或更好标定的处理，是迈向更具预测性的星系形成模拟的关键一步。
引用
@article{arxiv.2109.01489,
title = {The importance of black hole repositioning for galaxy formation simulations},
author = {Yannick M. Bahé and Joop Schaye and Matthieu Schaller and Richard G. Bower and Josh Borrow and Evgenii Chaikin and Roi Kugel and Folkert Nobels and Sylvia Ploeckinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.01489},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 11 figures (including appendix); accepted by MNRAS. Minor updates to match accepted version