什么驱动了星系团冷核转换？基于 TNG-Cluster 的种群级分析

在本研究中，我们在来自 TNG-Cluster 星系磁流体动力学宇宙学模拟的 352 个大质量星系团（M_vir = 10^14-15.3 M_sun）样本中，考察了冷核（CC）与非冷核（NCC）星系团之间转换的频率和物理驱动因素，以及反向转换。通过根据中心熵的演化来识别转换并聚焦于 z<2.5，我们发现星系团频繁经历此类事件，这取决于它们的组装和超大质量黑洞历史。平均而言，星系团会经历 2 到 3 次转换。转换可以双向发生且可能是暂时的，但向更高熵核的转换，即从 CC 到 NCC 状态方向的转换，占了绝大多数。CC 阶段比 NCC 阶段短，因此总体而言，TNG-Cluster 种群形成时具有低熵核，并随时间向 NCC 状态移动。我们研究了合并事件在驱动转换中所起的作用，发现在向更高（而非更低）熵核转换前约 1 Gyr 内发生的合并事件，在统计上比随机对照样本更频繁。最重要的是，我们发现了与 CC 破坏相关的合并事件案例，无论其质量比或角动量如何。然而，过去的合并活动并不是 z=0 时 CC 状态的良好预测指标（至少基于核心熵是如此），尽管经历更多合并的星系团最终在 z=0 时具有最高的核心熵值。我们考虑了 AGN 反馈与星系团核心热力学演化之间的相互作用。我们发现核心转换伴随着 AGN 活动的增加，即来自中心 SMBHs 的频繁且重复的（动能）能量注入可以对中心熵产生集体的长期影响，最终加热星系团核心。这种快节奏的 AGN 活跃期是否由合并触发是合理的，但并非必要。