[CII] halos in ALPINE galaxies: smoking-gun of galactic outflows?
ALMA观测揭示了许多高红移星系被扩展的(10-15 kpc)[CII]发射晕所包围,即使是最先进的放大模拟也无法预测。使用半解析模型,在以前的工作中,我们建议,这样的晕是由恒星爆发驱动的,灾难性的冷却外流。在这里,我们进一步改进的模型,并比较其预测与数据7恒星形成($10\lesssim \rm SFR/ M_\odot \rm yr^{-1}<100$)星系在z=4-6,观察到的ALPINE调查。我们发现:(a)检测到的[CII]晕是恒星爆发驱动外流的自然副产品;(b)外流质量加载因子在$4\lesssimη\lesssim 7$范围内,对于质量较低、SFR较低的系统,$η$值较高,与恒星质量成比例,为$η\propto M_*^{-0.43}$,与动量驱动假说一致。我们的模型表明,外流是高z星系中普遍存在的现象。然而,在低质量系统中,晕扩展的[CII]发射可能太微弱,无法以当前的灵敏度水平检测到。
2022-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galactic Outflows and Photoionization Heating in the Reionization Epoch
我们进行了一套新的宇宙学辐射流体动力学模拟,并探讨星系外流和光电离加热对再电离时代恒星形成的相对影响。河外紫外背景(EUVB)本身在z=6时抑制光度函数不到50%,使观测到的星系丰度增加3-5倍。星系外流恢复了与观测的一致性,但没有阻止星族II恒星的形成,使宇宙在z=6时再电离。由此产生的EUVB抑制了维里温度低于10^5K的晕中的恒星形成,但在更大质量的晕中影响较弱。尽管如此,由于EUVB的不均匀性,低质量晕贡献了所有电离光子的50%。总的来说,恒星形成率与晕质量M_h成比例,在具有$M_h=10^{8.2--10.2}\msun$的晕中为1.3-1.4。这是一个比再电离模型中通常假设的更陡峭的依赖关系,在大尺度上提高了21厘米波动的预期功率谱。光度函数急剧上升到至少M_1600=-13,表明再电离是由尚未观测到的微弱星系(M_1600 >= -15)驱动的。我们的模型不能同时解释星系、宇宙微波背景和星系际介质的观测。增加动态范围将减轻现有的差异,但观测可能仍然需要额外的物理,如可变的电离逃逸分数(删节)。
2011-10-13 astro-ph.CO
Direct Evidence for Termination of Obscured Star Formation by Radiatively Driven Outflows in Reddened QSOs
我们提出了光学远红外测光的31个红化类星体,显示出辐射驱动的外流,从活动星系核在其休息帧紫外光谱的证据。我们利用这些数据来研究活动星系核驱动的外流与活动星系核和星暴红外光度之间的关系。我们发现FeLoBAL类星体总是红外发光的,在所有情况下红外光度都超过10^{12}太阳光度。活动星系核平均提供总红外辐射的76%,但范围从20%到100%。我们没有发现任何证据表明,被遮蔽的恒星形成的绝对光度是由活动星系核驱动的外流。相反,我们发现的AGN-driven外流的强度之间的关系,从流出速度的范围内的吸收超过一个最小的阈值,从恒星形成的总红外光度的贡献,看到一个星爆的贡献超过25%的机会要高得多的弱流出系统比强流出系统。此外,我们没有发现令人信服的证据表明,这种效果是由活动星系核的红外光度。我们的结论是,从活动星系核辐射驱动的外流可以有一个戏剧性的,在其宿主星系的发光恒星形成的负面影响。我们发现,这种外流的行为,以减少恒星形成,恒星形成的贡献小于25%的总红外光度。我们还提出,恒星形成的终止发生的程度是不能推断的活动星系核的红外光度。
2011-12-05 astro-ph.CO
Outflow vs. Infall in Spiral Galaxies: Metal Absorption in the Halo of NGC 891
气体吸积到一个星系将是低金属丰度,而晕气体由于星系喷泉将接近太阳的金属丰度。我们测试这些预测通过测量晕气体5千秒差距以上的边缘星系NGC 891的平面上的金属吸收线的属性,使用观测与HST/STIS对明亮的背景类星体。在NGC 891的晕中,Fe II,Mg II和Mg I的金属吸收线清晰可见,当结合最近的深H I观测时,我们能够首次对晕气体的金属丰度进行限制。H I线宽定义了线加宽,我们从这些金属线模型的不透明度的影响,假设吸收气体是连续分布在晕。气相金属丰度为[Fe/H] = -1.18 +/- 0.07和[Mg/H] = -0.23 +0.36/-0.27(统计误差),这种差异可能是由于颗粒上的差异贫化。当用银河系气体作为指导来校正这种消耗时,这两种元素的丰度都接近太阳,甚至是超太阳。这表明气体来自星系盘,可能是被星系喷泉排入晕中,而不是来自星系际气体的吸积,因为星系际气体的金属丰度很低。如果吸收气体位于热宽度小于晕旋转速度的少数云中,则丰度将显著增加。如果是这样的话,丰度和[Mg/Fe]都将是超日的。
2013-04-02 astro-ph.CO
On the radio -- X-ray luminosity correlation of radio halos at low radio frequency - Application of the turbulent re-acceleration model
本文对120兆赫射电晕的射电-X射线光度关联作了展望。根据“湍流再加速假设”,低频观测预计将探测到一批新的射电晕,由于其超陡的频谱,目前在~ GHz频率的观测中没有发现。这些射电晕也应该比目前观测到的具有相同X射线光度的星系团中的晕更不明亮。利用蒙特卡罗程序,我们表明,这些超陡峭的光谱晕在120 MHz的存在下,导致陡峭和加宽的同步辐射功率和集群X射线光度之间的相关性相对于在1.4 GHz观察到的。我们调查的作用,未来的低频无线电调查,并发现,即将到来的LOFAR调查将能够测试这些期望。
2010-04-07 astro-ph.CO
Numerical Simulations of Galactic Outflows and Evolution of the IGM
星系外流在星系和星系际介质的演化中起着重要的作用。超新星和活动星系核在星际介质中沉积的能量可以使气体加速超过逃逸速度,并将其喷射到IGM中。这将通过减少或消除恒星的形成,并抑制物质在活动星系核中央的吸积,影响星系的后续演化。银河系外流是能量和经过处理的星际物质被输送到IGM的主要过程。这会影响其他星系的形成。外流携带的能量可以剥离原星系晕中的气体,阻止星系的形成。相反,流出物携带的金属可以改变原星系晕中气体的成分和冷却速率,有利于星系的形成。在本文中,我回顾了用于模拟星系外流的各种技术及其对星系和IGM演化的影响。
2011-10-05 astro-ph.CO
A giant radio halo in the low luminosity X-ray cluster Abell 523
射电晕是存在于星系团中心的扩展和扩散的非热射电源,与任何单个星系都没有明显的联系。在星系团X射线光度和晕射电功率之间发现了很强的相关性。我们观察和分析了复杂的合并结构Abell 523中存在的漫射射电发射,被归类为低光度X射线集群,讨论其性质的背景下的晕总无线电功率与X射线光度相关。我们减少了1.4 GHz的VLA档案观测结果,以获得漫发射的深度无线电图像,并比较了无线电、光学和X射线数据。低分辨率VLA图像检测到一个巨大的无线电晕与一个复杂的合并区。这个新晕的性质与文献中一般讨论的射电晕的性质一致,但它的射电功率比根据星团X射线光度所预期的高出约10倍。我们对这个巨大射电源的研究表明,射电晕也可以存在于低X射线光度的星系团中。到目前为止只发现了几起类似的案件。这一结果表明,这个源代表了一类新的对象,不能用经典的无线电晕模型来解释。我们认为,粒子再加速合并过程是非常有效的和/或X射线光度是不是一个很好的指标,过去的合并活动的集群。
2011-04-19 astro-ph.CO
Line Transfer through Clumpy, Large-Scale Outflows: Lyman Alpha Absorption and Halos around Starforming Galaxies
我们提出了约束辐射转移计算莱曼α(Lya)光子传播通过cluerous,尘埃,大规模的外流,并探讨我们是否可以定量地解释Lya晕,已观察到周围莱曼打破星系。我们构建了大规模外流的现象学模型,其中包括冷团块的压力平衡与等速热风。首先,我们考虑模型中的冷团块对称分布在星系周围,并在其中的团块进行连续的加速在其“环银河”介质(CGM)。我们约束冷团的属性(半径,速度,HI柱密度和数密度)通过匹配观测到的Lya吸收强度的CGM背景星系的光谱。然后,我们插入一个Lya源在这个clusional流出,其中包括1 e5 - 1 e6块的中心,并计算散射Lya光子的可观察的属性。在这些模型中,散射的辐射形成的光晕比观察到的要集中得多。为了同时再现所观察到的Lya吸收线强度和Lya晕,我们需要-最好是双极-流出,其中团块在其初始加速后减速。这种减速是预测自然在'动量驱动'风模型cloudflows。在同时拟合吸收谱线和发射谱线数据的模型中,在表面亮度等值线S= 1 e-18 erg/s/cm^2/arcsec^2时,预测的线性偏振度约为30-40%。我们的工作清楚地表明,恒星形成星系周围的Lya发射线晕提供了宝贵的约束冷气分布和运动学在环星系介质,这些约束补充了那些从吸收线研究单独获得。
2012-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of Compact Stellar Clusters by High-Redshift Galaxy Outflows III: Observability and Connection to Halo Globular Clusters
早期宇宙中有大量的低质量维里化的“迷你晕”,它们的质量不足以形成恒星。虽然大多数的小晕是由恒星形成星系的电离光子光蒸发的,但这些星系也驱动了大量的外流,在某些情况下,这些外流会在电离前沿之前到达小晕。在本系列的前几篇论文中,我们对外流-微晕相互作用进行了高分辨率的三维自适应网格细化模拟,其中包括非平衡化学、辐射冷却和湍流混合。我们发现,对于一组基准参数,迷你晕转化为致密的,化学均匀的星团。在这里,我们进行了一套模拟,遵循这些相互作用在很宽的参数范围内,包括minihalo质量,minihalo形成红移,流出能量,流出红移,距离,浓度和自旋。在几乎所有的情况下,受冲击的微晕通过非平衡反应形成分子,然后迅速冷却成为紧凑的,化学均匀的星团。此外,我们表明,这些星系团的独特性质使它们成为下一代望远镜直接研究的主要目标,并且有很多理由怀疑它们的低红移对应物是观测到的晕球状星团。
2011-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows
我们展示了迄今为止测量到的最具能量的BALQSO外流,其动力学光度至少为10^46尔格/s,是这个高爱丁顿比类星体的热光度的5%。相关的质量流率是每年400个太阳质量。这样的动力学光度和质量流率应该提供强烈的活动星系核反馈效应。外流位于距离类星体约300 pc处,速度约为8000 km/s。我们的距离和能量测量在很大程度上基于SIV和SIV* BALs的识别和测量。使用这种高电离物种,使我们能够概括的结果,以大多数高电离BALQSO,确定其CIV吸收。我们还报告了使用相同技术在另一个对象中看到的另外两个流出的能量。所有3个流出到中心源的距离(100- 2000 pc)表明,我们观察到的BAL槽比这些流出的假设加速区域(0.01-0.1pc)更远离中心源。
2012-11-27 astro-ph.CO
Direct Evidence for Termination of Obscured Star Formation by Radiatively Driven Outflows in FeLoBAL QSOs
我们使用SDSS光谱和光学远红外测光的31个FeLoBAL类星体的样本,研究活动星系核驱动的外流,并在其宿主星系的恒星形成模糊之间的关系。我们发现FeLoBAL类星体的红外光度总是超过太阳光度的10^12倍。活动星系核平均提供总红外辐射的75%,但范围从20%到100%。我们发现一个明确的AGN-driven外流的强度和恒星形成的总红外光度的贡献之间的关系,看到一个星爆的贡献超过25%的系统,在弱流出的机会要高得多,比在强流出的系统。此外,我们没有发现任何证据表明,这种影响是由活动星系核的红外光度驱动的。我们的结论是,辐射驱动流出活动星系核的行为,以减少模糊的恒星形成的宿主星系的红化类星体到不到25%的总红外光度。这是迄今为止获得的类星体模式活动星系核反馈的最直接的证据。
2011-12-05 astro-ph.CO
Galactic Scale Absorption Outflow in the Low Luminosity Quasar IRAS~F04250-5718: HST/COS Observations
我们提出了类星体IRAS F04250-5718外流的吸收线分析。来自哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪的远紫外数据揭示了高电离离子的固有窄吸收线(例如,C IV、N V和O VI)以及低电离离子(例如,C II和Si III)。我们确定了三个运动学分量的中心速度范围从~-50到~-230 km/s。速度依赖性,非黑色饱和是明显的高电离离子的线轮廓。从未检测到来自亚稳态水平的C II的吸收,我们能够确定流出物的主要成分中的电子数密度< 30/cm 3。光电离分析得到电离参数log U ~ -1.6 +/-0.2,它解释了流出物金属丰度和入射光谱形状的变化。我们还考虑了两个电离参数的解决方案。如果外流的电离结构是由活动星系核的光电离引起的,我们确定从中心源到这个分量的距离大于3 kpc。由于大的距离确定的主要运动分量,我们讨论的可能性,这种外流是银河风的一部分。
2011-06-10 astro-ph.CO
The Quasar Outflow Contribution to AGN Feedback: VLT Measurements of SDSS J0318-0600
本文介绍了BAL类星体SDSS J 0318 -0600的高光谱分辨率VLT观测。这个高质量的数据集使我们能够提取精确的离子柱密度,并确定主要流出吸收组分的电子数密度为n_e=10^3.3 +/- 0.2 cm^-3。SDSS J 0318 -0600的严重红化光谱需要纯粹的硅酸盐尘埃,其红化曲线主要是大颗粒,我们从中估计了热光度。我们进行光电离模型,以确定总柱密度,电离参数和距离的气体,发现光电离模型建议的丰度大于太阳。由于尘埃消光位置的不确定性,我们得出了两个可行的距离,从中央源,6和18千秒差距,我们认为6千秒差距的位置,有点更物理plausable的主要外流成分。假设外流的正则全球覆盖率为20%,距离为6 kpc,我们的分析得到的质量通量为120 M_sun/年^-1,动力学光度约为天体热光度的0.1%。如果尘埃是外流的一部分,那么这些值会大4倍。大的质量流量和动力学光度使这种外流的活动星系核反馈过程的一个重要贡献者。
2009-11-19 astro-ph.CO
Linking X-ray AGN with dark matter halos: a model compatible with AGN luminosity function and large-scale clustering properties
我们的目标是在协调LCDM模型的一般框架下找到一个描述X射线选择活动星系核的光度函数和大尺度成团偏差的最小模型。我们假设活动星系核X射线光度L_X与宿主暗物质晕质量M_h之间存在简单的总体平均标度关系。利用这种关系,活动星系核X射线光度函数可以由晕质量函数计算出来。利用后者的协调LCDM晕质量函数,我们得到了匹配由X射线观测得到的红移相关活动星系核X射线光度函数所需的M_h-L_X关系。我们发现,通过简单的幂律标度M_PDMATHABMM L_X^Γ(z),我们的模型可以成功地再现观测到的X射线光度函数。此外,我们自动获得预测的大规模活动星系核集群的振幅和它们的依赖光度和红移,这似乎是兼容的活动星系核集群测量。我们的模型还包括红移相关的活动星系核占空比,其峰值在红移z ~ 1处,其峰值与1一致,表明平均每个暗物质晕不超过一个活动星系核。对于一个典型的z ~ 1的X射线选择活动星系核,我们的最佳拟合M_h-L_X标度表示低的埃丁顿比L_X/L_Edd ~ 10^{-4}-10 ^{-3}(2-10 keV波段,不应用测辐射热校正)和相应的大质量增长e折叠时间,表明典型的X射线选择活动星系核主要通过相对低效的“热晕”吸积模式提供燃料。
2013-11-13 astro-ph.CO
Quasar Outflows and AGN Feedback in the Far UV: HST/COS Observations of QSO HE0238-1904
在静止坐标系500-1000埃的类星体外流的光谱观测具有巨大的诊断能力。我们目前的分析这样的数据,从三个重要的离子的吸收槽测量:第一,O IV和O IV*,使我们能够获得高电离流出的AGN的距离;第二,Ne VIII和Mg X是敏感的非常高的电离相的流出。他们推断的柱密度,结合那些槽从O VI,N IV,和H I,产生两个重要的结果:1)流出显示两个电离阶段,其中高电离相携带的大部分材料。这与X射线热吸收体研究中看到的情况相似。此外,推断低电离相具有10^(-5)-10 ^(-6)的体积填充因子。2)从O IV到O IV* 柱密度比和电离参数的知识,我们确定3000 pc的距离。从外流到中央源头。由于这是典型的高电离外流,我们可以确定外流的质量通量和动力学光度的稳健值:分别为每年40个太阳质量和10^45尔格/秒,其中后者大致等于热光度的1%。在一个典型的高电离风中测得如此大的动力学光度和质量流率表明类星体外流是活动星系核反馈机制的主要贡献者。
2013-05-09 astro-ph.CO
Gas outflows from the z= 7.54 quasar : predictions from the BlueTides Simulation
许多理论模型预测,类星体驱动的外流解释了观测到的大质量星系中恒星形成的淬灭。有越来越多的观测证据表明,类星体在z>6时发射了大量的外流,而外流与宿主星系相互作用的细节仍然模糊不清。本文研究了迄今为止进行的体积最大的宇宙学流体动力学模拟BlueTides模拟中最高红移类星体周围的反馈。我们提出的预测周围的最明亮的$z = 7.54$类星体的主机最大质量的黑洞在模拟量,已增长到黑洞质量$6.7\times 10^{8}{\rm M}_\odot$符合目前的高Z类星体的记录保持者的气体流出。介绍了一种识别和追踪晕中气体流出的方法。我们发现流出气体的总质量约为$3.6\times 10^{9}{\rm M}_\odot$,占晕内气体总量的6%.流出的气体包含一个冷的、致密的分子成分,质量约为$2.6\times 10^{8}{\rm M}_\odot$,它来自晕的内部区域,距离中心黑洞只有几千秒差距。流出气体的速度达到数千km/s,其中分子组分的质量平均向外径向速度为$1300$ km/s,与观测结果一致。平均流出速率约为$200-300 {\rm M}_\odot/yr$,流出气体主要处于比宿主晕气体的平均值更热($T \sim 10^7$ K)和更低密度的状态。
2018-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Baryonic Assembly of Dark Matter Halos
我们使用一套宇宙学流体动力学模拟来量化的吸积率的重子到暗物质晕和由此产生的重子质量分数,作为晕质量,红移和重子类型(包括冷,热气体)的函数。我们发现,通过维里半径的重子吸积率的净星系外流是敏感的,并探讨了一系列的外流参数来说明的效果。我们表明,冷气体吸积率一般不是一个简单的普遍因素的暗物质吸积率,星系风可以导致恒星形成率偏离显着的外部气体吸积率,无论是通过气体喷射和再吸积。此外,星系风可以在周围的介质中注入足够的能量和动量来减缓吸积,特别是在低质量的晕和低红移的情况下。通过求解吸积率与晕中心半径的关系,我们展示了冷流如何在z>2时穿透大质量晕的热大气,但在较低的红移时逐渐消失。总重子质量分数也强烈抑制流出低质量晕,但几乎是普遍的,在没有反馈的晕以上的UV背景抑制尺度。过渡晕的质量大致恒定在约10^11.5兆太阳,并且不敏感地依赖于风的规定。在过渡晕中,冷分量和热分量的气体质量相等。在无风条件下,给出了冷气体吸积成晕速率的简单拟合公式。最后,我们表明,冷吸积与驱动z~2观测到的大量恒星形成星系大致一致,但更强烈的恒星形成者可能采样吸积率分布的高端,并可能通过气体再循环,气体再吸积,热模冷却和合并的组合来额外提供燃料。
2011-08-10 astro-ph.CO
An unlikely radio halo in the low X-ray luminosity galaxy cluster RXC J1514.9-1523
本文报道了在z=0.22的星系团RXC J1514.9-1523中发现的一个巨大的射电晕,它具有相对较低的X射线光度,$L_{X \, [0.1-2.4 \rm \, kev]} \sim 7 \times 10^{44}$ erg s $^{-1}$。这个微弱的、弥散的射电源是用327兆赫的巨型米波射电望远镜探测到的。在我们重新分析的NVSS指向中,在1.4 GHz处几乎没有检测到该源。晕的综合射电频谱非常陡峭,在327 MHz和1.4 GHz之间的斜率α= 1.6。虽然巨大的射电晕在X射线更明亮的星系团合并中很常见,但在具有$^{-1}$的$L_X \ltsim 8 \times 10^{44}$ erg的系统中检测到晕的概率小于10%。在这个临界光度区探测到一个新的巨大晕,对于区分星系团中超相对论电子起源的竞争理论特别有用。此外,如果我们的陡射电频谱指数被未来更深层次的射电观测所证实,这个星团将提供最近发现的超陡频谱射电晕的另一个例子,这是由湍流再加速产生星团宇宙射线电子的模型预测的。
2011-09-13 astro-ph.CO
Cosmic-Ray Driven Outflows to Mpc Scales from $L_{\ast}$ Galaxies
我们研究了宇宙射线(CR)对环星系和星系间介质(CGM/IGM)中恒星形成星系外流的影响,在高分辨率,全宇宙学的FIRE-2模拟(占机械和辐射恒星反馈,磁场,各向异性传导/粘度/CR扩散和流,和CR损失)。我们以前表明,大规模($M_{\rm halo}\gtrsim 10^{11}\,M_{\odot}$),低红移($z\lesssim 1-2$)晕可以有CR压力占主导地位的热CGM压力和平衡重力,从而产生一个较冷的CGM与平衡密度分布。这极大地改变了资金外流。在没有CR的情况下,大质量晕中的高气体热压力将星系外流“困”在盘附近,因此它们会再循环。在这里模拟的超新星中注入CR,低压晕允许“逃逸”,CR压力梯度连续加速这种物质以“快速”流出进入IGM,而大半径的低密度气体则原位加速进入“缓慢”流出,扩展到$>$ Mpc尺度。CGM/IGM流出形态发生了根本性的改变:它们主要是体积填充(在薄的中平面层中流入)和相干双锥从磁盘到$>$ Mpc。CR驱动的流出主要是冷的($T\sim10^{5}\,$ K)和低速的。所有这些效应在较低的晕质量($\lesssim 10^{11}\,M_{\odot}$)或较高的红移($z\gtrsim 1-2$)时减弱并最终消失,反映了CR与外晕中的热压力+重力压力的比值。我们提出了一个简单的分析模型,解释了所有上述现象。
2022-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Galaxy Halo Connection in Modified Gravity Cosmologies: Environment Dependence of Galaxy Luminosity function
利用在$z=0$上对$f(R)$和nDGP模型的$N-$体模拟,研究了修正引力模型中星系晕连接和星系密度场的依赖性.由于这些模型所采用的筛选机制,变色龙和Vainshtein,晕聚集在不同的非线性制度的结构形成。我们量化了它们在不同环境下的星系密度场与标准$Λ$ CDM模型的偏差。我们通过(子)Halo Abnormal Matching在Halo中填充星系。我们的主要结果是:2)$f(R)$重力模型预测在低密度的$\sim10\%$环境中星系数量过多,而在高密度的$|f_{R0}| = 10^{-4}$和$10^{-6}$环境中星系数量不足,而$|f_{R0}| = 10^{-5}$预测更多的高密度结构; 3)不同的引力模型预测的星系光度函数(GLF)与环境的依赖性不同,特别是在类空区,我们发现$f(R)$模型在$\sim10\%$附近存在差异,而nDPG模型在低光度星系中更接近于$Λ$ CDM,但在所有环境中高光度星系中$\sim11\%$都存在亏损。我们的结论是,GLF与环境的依赖性可能提供一个测试,以区分重力模型和筛选机制从$Λ$ CDM。我们提供了HOD参数的重力模型在本文中分析。
2019-06-25 astro-ph.CO
Feedback by supermassive black holes in galaxy evolution: impacts of accretion and outflows on the star formation rate
我们描述了一个物理模型的外流产生的气体吸积到黑洞上,并由此产生的变化,恒星形成率和效率的星系,使用无线电SAGE半解析星系形成模型。结果表明,星系外流率与SFR的比值主要受黑洞质量和维里晕质量的影响,并且在低质量黑洞质量时,SFR大于外流率.该模型一致地再现了观测到的恒星形成率密度从z = 6到z = 0的演化,以及恒星质量-晕质量关系的趋势。我们展示了在不同红移下AGN反馈对大质量星系生长的影响。我们发现反馈在最大质量的星系晕中普遍存在,抑制了冷却灾难。
2019-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The angular momentum of disc galaxies: implications for gas accretion, outflows, and dynamical friction
我们结合星系-暗物质的结构和动力学标度关系的约束条件来研究盘星系的角动量含量。对于质量在10^{11.3} < M_vir/M_sun < 10^{12.7}范围内的晕,我们发现星系的自旋参数与晕质量无关,<J '_gal> =(J_gal/M_gal)/(\sqrt{2} R_vir V_vir)= 0.019^{+0.004}_{-0.003}(1 σ).这显著低于松弛的LCDM晕,松弛的LCDM晕具有平均自旋参数<Q '_halo> = 0.031。因此,盘状星系的比角动量与其宿主暗物质晕的比角动量之比的平均值为R_j = 0.61^{+0.13}_{-0.10}。这就对大多数(盘状)星系形成的(半解析)模型中的一个标准假设提出了质疑,即R_j=1。利用简单的盘形成模型,我们发现理解为什么Rj与晕质量无关是特别具有挑战性的,而星系形成效率(ε GF,正比于星系质量与晕质量之比)揭示了强烈的晕质量依赖性。我们认为,ε_GF,R_j和晕质量之间的经验标度关系需要两个反馈(即,星系流出)和从重子到暗物质的角动量转移(即,动态摩擦)。角动量损失效率随晕质量的增加而减小。这样的质量依赖性可能反映了对形成稳定的光盘在高质量,低自旋晕或从低质量晕冷模吸积过渡到热模吸积在大规模结束的偏见。然而,目前的流体动力学模拟的星系形成,其中应该包括这些过程,似乎无法重现的经验关系之间的ε_GF和R_j…
2012-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping the Dynamics of a Giant Ly-alpha Halo at z=4.1 with MUSE: The Energetics of a Large Scale AGN-Driven Outflow around a Massive, High-Redshift Galaxy
我们提出了深MUSE积分场单位(IFU)光谱观测的巨大(~150 × 80千秒差距)Ly-alpha晕周围的z=4.1射电星系TNJ J1338-1942。这个9小时的观测映射了Ly-alpha发射穿过晕的二维运动学。我们确定了两个HI吸收体,这是对Ly-alpha发射,这两个都涵盖了完整的150 × 80千秒差距的范围内的晕,所以覆盖分数~1。更强和更蓝移的吸收体(dv~1200 km/s)具有反映底层晕发射的动力学,我们认为这种高柱物质(n(HI)~ 10^19.4 /cm ^2)也可以在CIV吸收中看到,它代表了星系内活动星系核(或恒星形成)驱动的外流壳层。较弱(n(HI)~10^14 /cm^2)和蓝移较小(dv~500 km/s)的吸收体最有可能代表流出壳层和Ly-alpha晕之间空腔中的物质。我们估计壳层中的质量必须在10^10 Msol的数量级--这是z=4的星系的ISM的一个重要部分。这些相干结构的大尺度说明了活动星系核反馈对周围物质分布和能量的潜在强大影响。事实上,在中心射电源附近发现的高速(~1000 km/s)、群晕尺度(即>150 kpc)和质量负载风,大体上与模型的要求一致,这些模型援引活动星系核驱动的外流来调节早期大质量星系中的恒星形成和黑洞生长。
2015-03-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the large-scale outflows in active galactic nuclei: consequences of coupling the mass-supply rate and accretion luminosity
本文对在超大质量黑洞引力作用下,受到薄的紫外吸积盘和球形X射线日冕照射的缓慢旋转气体进行了二维流体动力学模拟。在半径约为10^-2 pc的条件下,我们假设吸积率等于质量供给率,并根据吸积率计算了系统的吸积光度。对于大半径(~10 pc)和高光度的高温气体模型,我们发现质量流出率(Mdot_out)和光度(L)之间有很强的相关性。描述Mdot_out-L关系的幂律指数(q)为q=2.0(+/-0.1),这与辐射驱动的恒星风和盘风模型非常相似。更令人惊讶的是,在大半径的高密度,我们发现稳态的吸积光度超过爱丁顿极限的解决方案。超爱丁顿吸积在赤道区域进行,并且是可能的,因为来自盘的辐射通量在赤道方向上由于几何缩短效应而显著减少。在所有模型中,流出是从亚开普勒旋转的流入驱动的。对于大半径的高温,流入发生在很宽的极角范围内,流出发生在相对较窄的极锥内。然而,对于超爱丁顿的情况下,在大半径的低温,流入持续只有非常接近赤道面,类似于一个薄吸积盘,而流出出现在一个广泛的半径和极角。这种极端流入流出解的几何形状非常类似于发光开普勒吸积盘的辐射驱动风。
2009-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Massive molecular outflow and 100 kpc extended cold halo gas in the enormous Ly$α$ nebula of QSO 1228+3128
环星系介质(CGM)与高$z$的大质量星系的恒星生长之间的联系取决于广泛分布的冷分子气体的性质。作为SUPERCOLD-CGM巡天的一部分(原星团ELANE巡天揭示了Ly $α$ -探测到的CGM中的CO/ \ci \),我们在$z=2.2218$展示了射电响亮的类星体Q1228+3128,它嵌在巨大的Ly $α$星云中。对CO(4-3)的ALMA+ACA观测揭示了大量的分子外流,以及CGM中横跨$\sim$ 100 kpc的更广泛的分子气藏,每个分子气藏都含有大量的M $_{\rm H2}$ \、$\sim$\、4 $-$ 5\、$\times$\、10 $^{10}$ M $_{\odot}$。流出和分子CGM空间上对齐,沿着内部无线电喷流的方向。通过对Keck宇宙网成像仪Q1228+3128的Ly $α$数据的重新分析,我们发现扩展CO的速度与Ly $α$星云的红移和大质量外流的整体速度一致。我们提出了一个方案,在Q1228+3128的射电源驱动的分子外流,也可能丰富或冷却CGM。此外,我们发现扩展的CO发射在空间上几乎垂直于扩展的Ly $α$星云,这表明两种气相没有很好地混合,甚至可能代表不同的现象(例如,流出对流入)。我们的研究结果提供了重要的证据,支持预测的重子回收过程,推动大质量星系的早期演化。
2021-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Transonic solutions of isothermal galactic winds in a cold dark matter halo
我们在适当的引力势模型中研究了稳定的、球对称的、等温的星系外流的基本性质。我们的目标是建立一个普遍的无标度理论,不仅为星系风,而且从星系团/星系群的风。特别是,我们考虑的质量密度分布的影响下的几种模型的密度分布剖面预测的结构形成的基础上的冷暗物质(CDM)的情况下形成的跨音速星系外流。在这项研究中,我们已经澄清,存在两种类型的跨音速解决方案:从中心区域和从具有有限半径的远区流出,取决于系统的密度分布。对于中心密度梯度足够陡的系统,允许中心有跨音速外流。由此得到的准则有趣地表明,在中心的密度梯度必须比传统CDM模型包括Navarro,Frenk & White(1997)和Moore等(1999)的预测更陡。这一结果表明,一个额外的陡峭的密度分布起源于重子系统,如恒星组件和/或中央大质量黑洞是需要实现跨音速流出的中心区域。另一方面,我们预测流出,这是在银河系中心的郊区开始,并缓慢加速,没有任何激烈的能量注入像星暴事件。这些跨音速外流可能有助于长期的星系际介质的金属富集。
2013-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interaction of galactic wind with halo gas and the origin of multiphase extraplanar material
我们利用流体动力学模拟研究了星系风与热晕气体的相互作用。我们发现,这种相互作用的结果取决于至关重要的风注入密度和速度。面外介质的各个阶段,如高速云(HVC),外流云,和OVI区域可以起源于风与晕气体的相互作用区,这取决于注入速度和密度。在我们的模拟中,HVC的大小为100 pc的量级。云的总质量为10^5 - 10^7太阳质量,在银河系标准静止坐标系中,它们的速度分布与HVC相似,呈正态分布。对于高注入密度和速度,大量的云向外移动,类似于冷中性外流的情况。此外,在我们的模拟中形成了10^5 - 10^6 K相,其柱密度约为10^{18} cm^{-2},与观察到的OVI区域相似。注入速度和密度与流出的质量负载因子、超新星能量注入效率和SFR有关。面外气体的预测形态与观测结果的比较可以作为一个有用的诊断约束反馈效率的流出。
2013-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The HI Mass Density in Galactic Halos, Winds, and Cold Accretion as Traced by MgII Absorption
它是公认的,MgII吸收线检测到的背景类星体光谱产生的气体结构与前景星系。星系演化在多大程度上是由气体通过晕圈循环驱动的,这是非常不确定的,因为它们的气体质量密度受到很差的约束。用Schechter函数拟合MgII等效宽度(W)分布,并应用Menard和Chelouche的N(HI)-W相关性,我们计算出Omega(HI)_MgII ~ Omega(HI)_halo =(1.41 +0.75 -0.44 x10 ^-4,其中0.4<z<1.4。我们从我们的计算中排除DLAs,以便Omega(HI)_halo包括吸积和/或流出的晕气体,而不是锁定在冷中性云中。根据Mg Ⅱ的吸收,我们推断出星系晕中宇宙HI气体的质量密度分数为:Omega(HI)_halo/Omega(HI)_DLA=15%,Omega(HI)_halo/Omega_b= 0.3%。通过几条证据,我们提出了在W=1.23^{+0.15}-0.28} Ω时,流入/吸积物质的采样值为小W,而流出/风的采样值为大W,并发现Omega(HI)_infall与Omega(HI)_outflow在分叉处是一致的,冷吸积在总HI质量密度中所占比例不超过~7%.我们讨论的证据表明,(1)总HI质量循环通过晕保持相当恒定的宇宙时间和HI气体的吸积维持星系风,和(2)宇宙恒星形成率的演变主要取决于冷HI气体循环通过晕的速度。
2011-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
What powers galactic outflows: nuclear starbursts or AGN?
星系外流可以由核恒星爆发(SB)或活动星系核(AGN)提供动力。有人认为,极端的恒星爆发可以为极端的外流提供动力,而不需要调用AGN反馈。然而,不能排除过去和/或隐藏的活动星系核活动的贡献。在这里,我们限制的潜在作用,中央黑洞在驱动强大的流出星暴星系(没有迹象表明正在进行的活动星系核活动)。我们检查是否可以解释的星系外流活动星系核光度演化的框架内,我们的活动星系核辐射尘埃反馈的情况。我们表明,流出的能量的星暴星系在本地宇宙中可以定量再现幂律和指数光度衰减,再加上辐射捕获。类似地,严重的遮蔽和轻微的光度衰减的结合可能解释了在早期宇宙中尘埃恒星形成星系中观察到的星系外流的能量学。我们讨论了不同的物理参数SB与AGN外流驱动,并得出结论,后者可以有一个重大的影响星系的演化。
2022-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Physics of Radio Halos in Galaxy Clusters: Scaling Relations and Luminosity Functions
星系团中巨射电晕和小射电晕的物理机制仍然是一个悬而未决的问题,随着探测次数的增加,这一问题变得更加紧迫。在本文中,我们探讨的可能性,射电发射电子产生的强子宇宙线(CR)质子与周围的热质子的集群内介质的相互作用。我们的CR模型来自宇宙学流体动力学模拟的团簇形成,另外占CR运输的形式CR流和扩散。这开启了在动态时间尺度上改变射电晕光度超过一个数量级的可能性。我们建立了一个模拟的星系团目录从大型的MultiDark N体LCDM模拟,通过采用一个唯象的气体密度模型为每个集群的基础上,X射线测量,匹配Sunyaev-Zel'dovich(SZ)和X射线标度关系和光度函数。利用法拉第旋转测量研究的磁场强度估计,我们的模型成功地再现了观测到的巨型射电晕(后发座,A2163)以及无线电迷你晕(英仙座,蛇夫座)的表面亮度剖面,同时遵守这些集群中的伽马射线发射上限。我们的模型还能够同时再现在同一L_X上观测到的射电强和射电静星团的双峰性以及射电晕光度与SZ通量Y的单峰分布,从而为这一明显的矛盾提供了一个物理解决方案。对于一个合理的分数为10%的射电响亮的集群,我们的模型匹配NVSS射电晕光度函数。构建一个分析射电晕光度函数,我们展示了独特的前景,低频无线电调查(如LOFAR第1级调查)检测~3500无线电晕回红移2和探测无线电晕的基本物理。[删节]
2013-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Transport of charged dust grains into the galactic halo
我们开发了一个三维动力学模型的尘埃流出星系盘。外流是由多个SN爆炸的磁化星际介质(ISM)的重力分层密度分布。尘埃颗粒被视为细胞中的粒子与气体发生碰撞相互作用,并受到恒星辐射和洛伦兹力的影响。我们表明,磁场在加速带电尘埃颗粒并将它们排出盘外方面发挥着至关重要的作用:在10- 20万年内,它们可以被提升到距银道面10千秒差距的距离处。沿垂直气流,流出介质中的尘气比在$5 \cdot 10^{-4} - 5 \cdot 10^{-2}$范围内变化。总的来说,粉尘质量损失率取决于ISM的参数,可能达到$3\times 10^{-2}$ ~ \Msun ~yr $^{-1}$
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
NIHAO XI: Formation of Ultra-Diffuse Galaxies by outflows
我们解决的起源超扩散星系(UDG),这具有典型的矮星系的恒星质量,但银河系大小的对象的有效半径。它们的形成机制,以及它们是失败的$\rm L_{\star}$星系还是弥漫矮星,都是具有挑战性的问题。使用放大宇宙学模拟NIHAO项目,我们表明,UDG类似物自然形成的中等质量的晕,由于情节的气体流出与恒星形成。模拟的UDG生活在质量为$10^{10-11}\rm M_{\odot}$的孤立晕中,具有$10^{7-8.5}\rm M_{\odot}$的恒星质量,有效半径大于1 kpc和暗物质核心。它们显示出广泛的颜色范围,平均Sérsic指数为0.83,晕旋和浓度的典型分布,以及不可忽略的HI气体质量$10^{7-9}\rm M_{\odot}$,这与星系的范围有关。气体的可用性对于形成UDG的内部过程至关重要:反馈驱动的气体流出,以及随后的暗物质和恒星膨胀,是重现暗淡但异常延伸的星系的关键。这种情况意味着UDG代表了低表面亮度星系的矮人口,应该存在于该领域。最大的孤立UDG应该比类似$\rm M_{\star}$的较小扩展的矮星包含更多的HI气体。
2016-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Submillimeter Interferometry of the Luminous Infrared Galaxy NGC 4418: A Hidden Hot Nucleus with an Inflow and an Outflow
我们首次以860和450微米的亚角秒分辨率观测了附近的亮红外星系NGC 4418的核,以表征其隐藏的动力源。在银河系中心100 pc尺度的分子气体浓度内发现了一个约20 pc(0.1”)的热尘埃核心。860微米的连续谱芯具有120-210 K的去卷积(峰值)亮度温度。CO(3-2)峰亮度温度在50 pc分辨率下高达90 K。核心的辐射热光度约为10^{11} Lsun,占星系光度的大部分。它的厚度为康普顿厚度(N_H >~ 10^{25} cm^{-2}),具有很高的光度质量比~500 Lsun/Msun,以及很高的光度表面密度10^{8.5+-0.5} Lsun pc^{-2}。这些参数与活动星系核是主要的光度源(爱丁顿比约为0.3)是一致的,同时它们也可能是由于在其最大L/M附近的年轻星暴。我们还发现了一个光学颜色(变红)的功能,我们属性的流出锥从核发出。因此,隐藏的热核显示了以前通过吸收线看到的流入和这里报道的不同方向的新流出的证据。原子核一定是随着这些气流迅速演化的。
2013-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Global analysis of luminosity- and colour-dependent galaxy clustering in the Sloan Digital Sky Survey
我们提出了一个晕占领分布(HOD)分析的光度和颜色依赖的星系集群在斯隆数字巡天。我们的技术的一个新颖之处在于,它使用了在亮度箱中的聚类测量的组合来执行全局似然分析,同时约束HOD参数的亮度阈值的范围。我们提出了简单,光滑的拟合函数,准确地描述了最佳拟合HOD参数的光度依赖性。为了最大限度地减少系统光环建模效应,我们使用直接测量并从一套$N$体模拟中制表的理论光环2点关联函数,该模拟涵盖光环质量和空间分离的足够大的动态范围。因此,我们的建模正确地占非线性和规模依赖的晕偏差,以及任何偏离晕配置文件的普遍性,我们还占晕排斥使用硬球近似。使用颜色相关的聚类信息,我们约束的卫星星系红色分数在一个模型独立的方式,不依赖于任何组查找算法。我们发现,由此产生的卫星红部分的光度依赖性显着浅于相应的测量星系群目录,我们提供了一个简单的拟合函数来描述这种依赖性。我们的拟合功能是很容易使用的低红移模拟星系目录中产生,我们讨论了一些潜在的有趣的应用,以及我们的技术可能的扩展。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Very extended cold gas, star formation and outflows in the halo of a bright QSO at z>6
过去对z >6的类星体宿主星系的观测发现,在几千秒差距的紧凑尺度上有冷气体和恒星形成。我们提出了新的高灵敏度IRAM PdBI后续观测的[CII] 158微米发射线和FIR连续谱的主星系SDSS J1148+5152,一个明亮的类星体在红移6.4189。我们发现[CII]追踪的大部分气体处于高速状态,相对于系统速度高达~1400 km/s,证实了先前观测所表明的主要类星体驱动外流的存在。外流有一个复杂的形态,并达到最大投影半径约30千秒差距。外流的极端空间范围使我们能够首次在外部星系中估计外流的质量损失率、动能和动量率作为距核的投影距离和动力学时间尺度的函数。这些趋势揭示了在过去的1亿年中的多次外流事件,尽管大部分的质量,能量和动量似乎是最近释放的,在过去的2000万年。令人惊讶的是,我们发现系统速度下的静止气体也被极大地扩展。更具体地说,我们发现,虽然在v \in(-200,200)km/s范围内有30%的[CII]跟踪了我们的观测结果无法分辨的紧凑分量,但在这个速度范围内有70%的[CII]发射被扩展,预计FWHM大小为17.4+-1.4 kpc。我们检测到与紧凑和扩展的[CII]组件相关的FIR连续发射,尽管扩展的FIR发射的FWHM为11+-3 kpc,因此小于扩展的[CII]源。总的来说,我们的研究结果表明,[CII]跟踪的冷气体分布到r~30 kpc。大部分扩展的[CI…
2014-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Low-Redshift Lyman Limit Systems as Diagnostics of Cosmological Inflows and Outflows
我们使用宇宙学流体动力学模拟与恒星反馈的FIRE项目研究的物理性质的莱曼极限系统(LLS)在z<1。在这些低的红移,LLS与星系周围的致密气体结构密切相关,例如星系风,矮卫星和来自星系际介质的冷流入。我们的分析是基于14个放大模拟,覆盖了z=0时晕质量范围M_h~10^9-10^13 Msun,我们将其与暗物质晕质量函数卷积以产生宇宙学统计。我们发现,大多数宇宙学选择的LLS与质量范围为10^10 <Mh < 10^12 Msun的晕相关联。柱10^16.2 < N_HI < 2x10^20 cm^-2的模拟吸收体的入射和HI柱密度分布与观测结果一致。高速外流(径向速度超过晕圈速度的2倍以上)往往具有较高的金属丰度([X/H] ~ -0.5),而金属丰度非常低([X/H] < -2)的LLS通常与星系际介质的气体下落有关。然而,大多数LLS占据金属丰度-径向速度空间的中间区域,其中金属丰度和径向运动学之间没有明显的趋势。在FIRE模拟中,由于星系风在低红移时回落到星系中,因此出现了富含金属的流入。总体模拟LLS金属丰度分布的平均值(标准差)[X/H] = -0.9(0.4),没有显示双峰性的显著证据,这与最近的观测研究相反,但与具有广泛质量和金属丰度的晕产生的LLS一致。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA