Obsidian模型：黑洞反馈的三种机制

在星系演化理论模型中，黑洞反馈是解释所观测大质量星系数密度呈指数下降的必要成分。当代宇宙学模拟中的多数黑洞反馈模型在所有黑洞吸积率下依赖恒定的辐射效率（通常$\eta \sim 0.1$）。我们提出Obsidian子网格模型，一种针对三种物理吸积率机制的依赖于自旋的辐射效率综合模型，即$\eta = \eta(j, \dot{M}_\mathrm{acc})$，用于大体积宇宙学模拟。这三种机制包括：平流主导吸积流（$\dot{M}_\mathrm{acc} < 0.03\,\dot{M}_\mathrm{Edd}$）、类类星体模式（$0.03 < \dot{M}_\mathrm{acc} / \dot{M}_\mathrm{Edd} < 0.3$）以及 slim 盘模式（$\dot{M}_\mathrm{acc} > 0.3\,\dot{M}_\mathrm{Edd}$）。此外，我们在低吸积率下包含大尺度强有力喷流。我们所提出的黑洞反馈模型是一种规定质量负载的动力学模型，但也可借助辐射效率直接用于热模型。我们将Obsidian模型植入Simba星系演化模型，以确定能否成功重现星系族，并为进一步研究提供首次校准。利用$(150\,\mathrm{cMpc})^3$体积内$2\times1024^3$粒子的宇宙学模拟，我们发现该模型成功重现了星系恒星质量函数、黑洞质量-恒星质量关系以及恒星质量-暗晕质量关系。向前看，该模型为探索黑洞反馈对星系环境的影响开辟了新途径。