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面向更完整 AGN 模型的 Cosmological 模拟:基于 MACER 的 IllustrisTNG 修改

星系天体物理 2026-04-29 v2

摘要

活动性星系核 (AGN) 反馈在星系形成与演化的许多方面发挥着重要作用,已成为宇宙尺度模拟中的关键要素。然而,诸如 IllustrisTNG (以下简称 TNG) 等宇宙尺度模拟中 AGN 反馈的亚网格模型,常常忽视了对黑洞 (BH) 吸积和 AGN 物理的最新进展。本研究通过将 MACER 模型的核心要素纳入 TNG 反馈实现中,来改进这一局限。具体而言,我们在保持吸积率估计不变的基础上,采用 MACER 对高/低吸积率反馈输出的规律,构建了新的模型。我们分别对理想椭圆星系和宇宙尺度盒子进行了测试。与原始 TNG 模型相比,基于 MACER 的模拟在椭圆星系中导致星际形成率 (SFR) 和 BH 吸积率提升,使气体密度轮廓更符合观测结果。在宇宙尺度模拟中,SFR 密度随时间演化、z=0z=0 时星系恒星质量函数以及 MMBHM_{\star}-M_{\rm BH} 关系在 M>1010.5MM_{\star}>10^{10.5}\,{\rm M_{\odot}} 时两者相似。MACER 模型更好地再现了低质量黑洞中的低质量星系,同时对大质量星系实现较温和的淬灭,但伴随无显著颜色二峰现象的缺失。仍然,两者结果的相似性凸显了 BH 反馈的自我调节特性:对于不同的反馈能量,吸积率倾向于调整,以释放出类似的总 AGN 反馈能量。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.15235,
  title  = {Towards physically more comprehensive AGN modelling in cosmological simulations: A MACER-based modification of IllustrisTNG},
  author = {Bocheng Zhu and Volker Springel and Feng Yuan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15235},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages, 18 pages, accepted for publication in MNRAS