首页/论文/1111.2103

arXiv 1111.21032011-11astro-ph.HE

AGN通过尘埃红外主导流的遮蔽。II。多维辐射流体动力学模型

AGN obscuration through dusty infrared dominated flows. II. Multidimensional, radiation-hydrodynamics modeling

A. Dorodnitsyn, T. Kallman, G. S. Bisnovatyi-Kogan

备注：: 28 pages, 7 figures, version accepted to ApJ
发表信息：: ApJ, 2012, 747, 8
DOI：: 10.1088/0004-637X/747/1/8

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

我们探讨了一个详细的模型，其中的活动星系核（AGN）遮蔽的结果，在全球流驱动的尘埃颗粒上的红外辐射的压力，活动星系核辐射的消光。我们假设，在距离超大质量黑洞约1 pc处的尘埃气体的紫外线和软X射线的外部照射之后，这种辐射转换为IR。使用2.5D，时间相关的辐射流体动力学模拟通量-在有限扩散近似下，我们发现外部照明可以通过活动星系核中红外辐射压力驱动的外流来支持几何上厚的遮蔽，光度大于$0.05\, L_{\rm edd}$和康普顿光学深度$τ_{\rm T}\gtrsim 1$。

英文摘要：

We explore a detailed model in which the active galactic nucleus (AGN) obscuration results from the extinction of AGN radiation in a global flow driven by the pressure of infrared radiation on dust grains. We assume that external illumination by UV and soft X-rays of the dusty gas located at approximately 1pc away from the supermassive black hole is followed by a conversion of such radiation into IR. Using 2.5D, time-dependent radiation hydrodynamics simulations in a flux-limited diffusion approximation we find that the external illumination can support a geometrically thick obscuration via outflows driven by infrared radiation pressure in AGN with luminosities greater than $0.05\, L_{\rm edd}$ and Compton optical depth, $τ_{\rm T}\gtrsim 1$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

AGN通过尘埃红外主导流的遮蔽。I.风的辐射-流体动力学解

AGN obscuration through dusty infrared dominated flows. I. Radiation-hydrodynamics solution for the wind

本文建立了活动星系核中环状结构的辐射流体动力学模型。在这个模型中，在秒差距尺度上产生的遮蔽是由一个密集的，尘埃风支持的尘埃颗粒上的红外辐射压力。为了找到辐射压力的分布，我们在通量限制扩散近似下数值求解了二维辐射传输问题。我们迭代耦合的解决方案与固定的一维模型的风的计算，并获得速度的z分量。我们的研究结果表明，对于活动星系核的光度大于0.1 Ledd外部照明可以支持通过流出驱动的红外辐射压力的几何厚遮蔽。临界康普顿薄模型（0.2 <τ_T <0.6）的终极速度与逃逸速度相当或大于逃逸速度。在康普顿厚模型中，速度的垂直分量的最大值低于逃逸速度，这表明我们的环面的很大一部分是以失败的风的形式。结果表明，通过正常或失败的红外驱动风的遮蔽是一个可行的选择活动星系核环面问题和活动星系核统一模型。这样的风也可以提供活动星系核反馈的重要渠道。

2011-10-31astro-ph.HE

风引起的AGN遮蔽：从尘埃红外驱动到温暖和X射线光电离

AGN obscuration from winds: from dusty infrared-driven to warm and X-ray photoionized

我们目前的计算活动星系核风在秒差距尺度，以及相关的遮蔽。我们考虑了红外辐射对尘埃颗粒的压力和来自中心黑洞的X射线与热、冷等离子体的相互作用。红外辐射（IR）被纳入采用通量限制扩散近似的辐射流体动力学模拟。我们发现，在X射线亮度L=0.05 - 0.6 L_edd的范围内，康普顿厚度的流动部分（又称环面）的张角约为72-75度，与亮度无关。当L > 0.1L_edd时，外流的沙尘风提供了遮蔽，而红外气压起主要作用。全球气流由两个阶段组成：倾角θ> 70 °时的冷气流和倾角较低时的低密度热电离风。热风的动力压力在形成密集的红外支持流方面是重要的。在光度<0.1 L_edd的外流事件之后，当风切换到缓慢吸积的延长时期。

2012-11-27astro-ph.COastro-ph.HE

在NGC 3227 III中捕获到短暂性遮蔽事件。2019年X射线遮蔽事件的光电离模拟

Transient obscuration event captured in NGC 3227 III. Photoionization modeling of the X-ray obscuration event in 2019

越来越多的I型活动星系核中的瞬态X射线遮蔽事件表明，我们对中心引擎的视线并不总是自由的。2000年至2016年，在附近的塞弗特1.5星系NGC 3227中报告了多个X射线遮蔽事件。2019年底，Swift发现了另一起X射线遮蔽事件。2019年11月和12月，XMM-Newton，NuSTAR和HST/COS的两次协调目标观测被触发，以研究这一遮蔽事件。对于每个观测，我们分析时间平均的X射线光谱。我们进行光电离建模与dac代码，这使我们能够约束的内在连续的同时与各种光电离吸收和发射组件。与NGC 3227之前的短暂X射线遮蔽事件类似，2019年底捕获的事件是短暂的（不到5个月）。如果遮蔽物只有一个光致电离成分，那么2019年底的两次X射线观测就不能用同一个遮蔽物来解释，因为它对电离连续谱的变化做出了响应。由于遮蔽物的几何形状未知，它的数密度和到黑洞的距离不能得到很好的约束。推断的距离至少涵盖两个数量级，从BLR到尘埃环。与NGC 5548和NGC 3783等Seyfert星系中的其他X射线遮蔽事件不同，与档案紫外光谱相比，在NGC 3227的2019 HST/COS光谱中没有发现明显的蓝移宽吸收谷。如果X射线遮蔽器没有拦截我们对UV发射区域（的显著部分）的视线，则可以解释这一点。要理解到目前为止观测到的X射线遮蔽事件的各种观测差异并不容易。未来的观测需要高质量的数据来揭示X射线遮蔽事…

2022-04-14astro-ph.HE

活动星系核尘埃环境的中红外探测

A mid-infrared exploration of the dusty environments of active galactic nuclei

我们目前的第一个结果，从中红外调查的本地活动星系核（AGN）使用的CanariCam（CC）仪器上的10.4米大加那利望远镜（GTC）。我们正在获得亚角秒角分辨率（0.3-0.6角秒）的中红外成像和光谱观测的100个本地活动星系核的样本，这是补充与T-ReCS，VISIR和米歇尔采取的数据。完整的样本包含大约140个活动星系核，涵盖了活动星系核光度的近6个数量级，包括低光度活动星系核（LLAGN）、塞弗特1 s和2s、类星体、射电星系和（U）LIRG。本项目的主要目标是：（1）检验活动星系核统一模型中尘埃环的性质是否依赖于活动星系核的类型，（2）研究活动星系核的核星形成活动和局部活动星系核的遮蔽，（3）探索尘埃环在LLAGN中的作用。

2013-12-16astro-ph.GAastro-ph.HE

宇宙X射线背景的形状：核星爆盘和AGN昏暗的红移演化

The Shape of the Cosmic X-ray Background: Nuclear Starburst Discs and the Redshift Evolution of AGN Obscuration

大量的活动星系核（AGN）被观测到隐藏在尘埃和气体之后。活动星系核周围物质的分布在模拟宇宙X射线背景（CXB）中起着重要的作用，特别是2型活动星系核的分数（$f_2$）。对于中等红移的塞弗特星系的遮蔽，一个可能的解释是尘埃星爆盘。本文计算了768个不同物理条件下的核星爆盘（NSD）的二维流体静力学结构，以及与这些星爆盘相关的沿视线（$N_{\text{H}}$）的柱密度分布。然后，利用输入参数的红移依赖分布函数，演化出随红移变化的$N_{\text{H}}$分布。$f_2$显示出强的正向演变，直至达到$z=2$，但在更高的$z$下仅显示出弱水平的增强。与这些星暴区相关的康普顿薄和康普顿厚活动星系核分数以$\propto (1+z)^δ$的形式增加，其中$δ$估计分别为1.12和1.45。与柱密度$N_{\text{H}} \geq 10^{23.5}$ cm $^{-2}$相关的反射参数$R_f$从$z=0$处的0.13延伸到$z=4$处的0.58。采用这种不断发展的$N_{\text{H}}$分布的CXB模型表明，更紧凑的（$R_{\text{out}}<120$ pc）NSD可更好地拟合CXB。除了“Seyfert-like”AGN被核爆发所掩盖外，我们预测40%到60%的类星体必须是康普顿厚度的，才能在观测不确定性范围内产生CXB光谱的峰值。预测的活动星系核在8-24 keV…

2018-01-08astro-ph.HE

BASS：辐射反馈在附近超大质量黑洞的生长和遮蔽特性中的作用

BASS XXXVII: The role of radiative feedback in the growth and obscuration properties of nearby supermassive black holes

利用硬X射线选择的活动星系核（AGN）大样本研究了遮蔽与超大质量黑洞（SMBH）生长的关系。我们发现一个强有力的减少以上的爱丁顿限制尘埃气体（$\log λ_{\rm Edd}\gtrsim -2$）的模糊源的分数确认早期的结果，并与辐射调节统一模型。这也解释了最近的研究中得到的1型和2型活动星系核的爱丁顿比分布函数（ERDF）的差异。附近活动星系核的ERDF在$\log λ_{\rm Edd}^{*}=-1.34\pm0.07$处出现了断裂。这对应于活动星系核从大部分天空被遮蔽物质覆盖到大部分没有吸收物质的$λ_{\rm Edd}$。光度函数也观察到类似的趋势，这意味着当活动星系核被大量的气体和尘埃所覆盖时，局部宇宙中大部分的SMBH增长都发生了。这些结果可以用活动星系核在$N_{\rm H}-λ_{\rm Edd}$平面内运动的辐射调节生长模型来解释。生长幕开始于活动星系核大部分未被遮蔽，并在低$λ_{\rm Edd}$时吸积。当SMBH进一步被填充时，$λ_{\rm Edd}$、$N_{\rm H}$和覆盖因子增加，导致活动星系核优先被观测为被遮蔽。一旦$λ_{\rm Edd}$达到尘埃气体的爱丁顿极限，覆盖因子和$N_{\rm H}$迅速减小，导致活动星系核通常被观测为不模糊的。当剩余的燃料耗尽时，SMBH回到静止阶段。

2022-08-31astro-ph.GAastro-ph.HE

更多相关论文收起更多论文

尘埃类星体群中的AGN辐射反馈

AGN radiative feedback in dusty quasar populations

最近在星系形成的高峰期（$z \sim 2-3$）附近发现了新的超亮、尘埃遮蔽的类星体群，此外还有在较低红移处发现的类似源。这种尘埃类星体通常被解释为“过渡”的来源，从尘埃笼罩的星爆到清晰明亮的类星体，沿着进化序列。在这里，我们考虑的活动星系核（AGN）的辐射反馈的作用，驱动的辐射压力尘埃，在高亮度，尘埃遮蔽的来源。我们分析了辐射压力驱动的尘埃壳模型，不同的壳质量配置，可能适用于不同的人口的尘埃类星体在最近的观测报告。我们发现，膨胀的壳层，从周围环境中扫起物质，可能是尘埃类星体长期遮蔽的原因，例如，对于中心光度为$L \sim 10^{47}$ erg/s的类星体，典型的遮蔽阶段（在$A_{V} \sim 1-10$ mags范围内消光）可能持续几个$\sim 10^6$ yr。另一方面，固定质量的壳层，加上高的尘埃与气体的比例，可能解释最近在高红移的红色类星体中发现的极端外流。我们讨论了活动星系核的辐射反馈和环境介质之间的相互作用，在不同的时间阶段的演化序列可能有助于塑造的观测外观的尘埃类星体人口。

2017-04-12astro-ph.GAastro-ph.HE

黑洞自旋对AGN各向异性辐射反馈集的影响

AGN anisotropic radiative feedback set by black hole spin

研究了各向异性辐射对活动星系核辐射尘埃反馈的影响。由吸积盘产生的辐射图案由中心黑洞（BH）自旋决定。在这里，我们分析如何BH自旋引起的角度依赖性影响的动力学和能量的辐射压力驱动的外流，以及活动星系核遮蔽和BH吸积。此外，我们探讨了空间上变化的灰尘与气体的流出传播比的效果。我们得到了两个不同的趋势，高自旋和低自旋的对象，提供了一个直接的各向异性反馈和BH自旋之间的联系。在最大自旋的情况下，强大的准球形外流可以在大尺度上传播，在所有的倾斜角相当均匀的能量。相反，在零自旋的情况下，只有较弱的双极外流可以驱动极方向。因此，高BH自旋可以有效地清除来自大多数方向的遮蔽气体，而低BH自旋只能从极区清除尘埃气体，因此也决定了整个活动星系核的遮蔽几何形状。由于这种各向异性反馈，高BH自旋可以防止气体从大多数方向（除了赤道平面）吸积，而低BH自旋允许流入从更广泛的方向进行。这可能对早期宇宙中BH的增长具有重要意义。各向异性辐射尘埃反馈，统治的BH自旋，因此可能发挥重要作用，在塑造活动星系核的演化在宇宙时间。

2020-05-27astro-ph.GAastro-ph.HE

通过辐射性尘埃反馈对JWST发现的X射线弱活动星系核的另一视角

Another view into JWST-discovered X-ray weak AGNs via radiative dusty feedback

本研究通过辐射性尘埃反馈模型，解释JWST发现的早期低光度活动星系核X射线弱发射现象，指出低金属丰度贫尘埃气体导致长期吸收与遮蔽，金属丰度是关键参数。

2025-09-05astro-ph.GAastro-ph.HE

黑洞-星系连接：反馈、遮蔽和宿主星系子结构之间的相互作用

The Black Hole-Galaxy Connection: Interplay between Feedback, Obscuration, and Host Galaxy Substructure

越来越多的证据表明，超大质量黑洞和它们的宿主星系之间存在着物理影响。我们提出了一个案例研究附近的星系NGC 7582，我们发现的证据表明，星系的子结构起着重要的作用，影响准直的电离流出，以及有助于沉重的活动星系核（AGN）的遮蔽。这一结果与一个简单的，小尺度活动星系核环面模型，根据该模型活动星系核风准直可能发生在环面本身，在subparsec尺度。使用3D光谱与MUSE仪器，我们探测的恒星和电离气体成分的运动学，以及从组合的发射线比的气体的电离状态。我们首次报道了NGC 7582中的一个运动学上不同的核心（KDC），尺度约为600 pc。这个KDC在空间上与以前观察到的尘埃带和星爆复合体相吻合。我们认为它是一个由恒星和富含气体的尘埃组成的环。我们获得了一个清晰的观点流出锥超过kpc尺度，并证明他们主要是光电离的中央引擎。我们检测后锥（背后的星系），并确认了以前的结果，一个大的恒星连续体和HII地区的核遮蔽。虽然我们暂时将KDC的存在与大尺度酒吧和/或小星系合并联系起来，但我们强调更好地了解星系子结构在控制活动星系核的加油，反馈和遮蔽中的作用的重要性。

2022-01-10astro-ph.GAastro-ph.HE

在NGC 3227中捕获了瞬时遮蔽事件。I.宽带光谱能量分布的连续介质模型

Transient obscuration event captured in NGC 3227. I. Continuum model for the broadband spectral energy distribution

通过对活动星系核（AGN）样本的Swift监测，我们发现了Seyfert-1星系NGC 3227中的瞬态X射线遮蔽事件，从而触发了我们联合XMM-牛顿，NuSTAR和哈勃太空望远镜（HST）的观测来研究这一事件。在我们系列的第一篇论文中，我们提出了NGC 3227光谱能量分布（SED）的宽带连续模拟，从近红外（NIR）延伸到硬X射线。我们使用我们在2019年使用XMM-Newton，NuSTAR和HST/COS拍摄的新光谱，以及档案中未模糊的XMM-Newton，NuSTAR和HST/STIS数据，以解开NGC 3227的各种光谱成分并恢复潜在的连续性。我们发现，所观察到的近红外-光学-紫外连续光谱很好地解释了一个吸积盘黑体组件（Tmax = 10 eV），这是内部变红的E（B-V）= 0.45与小麦哲伦云（SMC）消光定律。我们推导出的内半径（12 Rg）和吸积率（0.1太阳质量每年）的磁盘通过模拟的热盘发射。NGC 3227的内部变红很可能与来自尘埃活动星系核环面的外流有关。此外，一个未红化的连续谱分量也很明显，这可能是由散射辐射引起的，与NGC 3227的扩展窄线区（NLR）有关。极紫外（EUV）连续谱和“软X射线过剩”可以用“暖康普顿化”成分来解释。硬X射线符合幂律和中性反射分量。2019年NGC 3227活动星系核的内禀热光度约为2.2e+43 erg/s，相当于3%的爱…

2021-06-28astro-ph.GAastro-ph.HE

明亮、昏暗类星体中的尘气比和辐射压的作用

The Dust-to-Gas Ratio and the Role of Radiation Pressure in Luminous, Obscured Quasars

在中等光度活动星系核的局部（$z\lesssim0.1$）样品中，没有高爱丁顿比、被遮蔽的活动星系核（AGN），一般被解释为是由于尘埃气体上的辐射压力控制了核（$\lesssim10$ pc）遮蔽的水平。然而，非常高的吸积率经常报告在遮蔽类星体在更高的光度，可能需要一个不同的反馈机制。我们编译的X射线，光学，红外，和submm选定的活动星系核在类星体光度的样本的遮蔽和爱丁顿比的约束。在局部宇宙中，中等亮度、被遮蔽的活动星系核有一系列较低的爱丁顿比（$f_{\rm Edd} \sim 0.001-0.1$），而在$z\sim3$之外，最明亮的（$L_{\rm bol} \gtrsim 10^{46} $ erg s $^{-1}$）红外/亚毫米亮、被遮蔽的类星体通常有很高的爱丁顿比（$f_{\rm Edd} \sim 0.1-1$）。这种明显缺乏辐射压力反馈的发光遮蔽类星体很可能与AGN的时间尺度相结合，这样，由于类星体最明亮的时间尺度很短，所以可以看到更高比例的发光遮蔽类星体。采用类星体演化的情况下，扩展（$\sim10^{2-3}$ pc）的遮蔽可能会与较短的时间尺度一起工作，以解释所观察到的部分模糊，发光的类星体，而辐射压力驱动的外流将慢慢清除这种材料在AGN的寿命。

2021-01-03astro-ph.COastro-ph.GAastro-ph.HE

再访“禁戒”区：具有辐射俘获的AGN辐射反馈

Revisiting the "forbidden" region: AGN radiative feedback with radiation trapping

由尘埃辐射压力驱动的活动星系核反馈是吸积黑洞与周围环境有效耦合的重要机制。最近的观测证实，X射线选择的活动星系核样品尊重有效爱丁顿限制尘埃气体的平面所定义的观察到的柱密度与爱丁顿比，所谓的$N_{\rm H} - λ$平面。在这个平面上出现了一个“禁区”，由于辐射压力对尘埃的作用，使云不能长期存在。在这里，我们计算的有效爱丁顿限制，明确考虑到捕获的再处理辐射（这在以前的作品中被忽略），并调查其对$N_{\rm H} - λ$平面的影响。我们表明，包括辐射捕获导致增强的禁带，这样，即使康普顿厚的材料可以潜在地被亚爱丁顿光度破坏。我们比较我们的模型结果与最完整的样本本地活动星系核与测量的X射线特性，并找到很好的协议。考虑到吸积盘的各向异性发射，我们还期望沿极轴的尘埃外流的发展，这可能自然地解释了最近在几个活动星系核中检测到的中红外观测的极地尘埃发射。因此，辐射反馈似乎是调节活动星系核的遮蔽特性的关键机制，我们讨论了其物理意义的背景下，共同进化的情况下。

2018-06-21astro-ph.GAastro-ph.HE

类星体辐射的秒差距尺度吸积和风

Parsec-scale accretion and winds irradiated by a quasar

本文对活动星系（AGN）中心黑洞照射下秒差距尺度环面的性质进行了数值模拟。我们的物理模型可以同时研究风的形成和吸积之间的平衡。考虑到紫外线和红外线辐射以及X射线加热和尘埃升华造成的辐射压力，允许辐射驱动风。通过角动量传输和辐射流体动力学方程的解允许吸积。我们的方法采用通量限制扩散辐射流体动力学的尘埃，红外压力驱动的流动的一部分，随着X射线加热和冷却。角动量输运的吸积部分的流量建模使用有效粘度。我们的研究结果表明，尘埃辐射压力可以发挥重要的作用，在塑造活动星系核遮蔽。例如，当照亮环面的光度超过$L>0.01\,L_{\rm Edd}$（这里$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度）时，我们发现没有持续的盘吸积事件，因为辐射压力不允许盘形成。尽管不存在吸积盘，但通过从热蒸发流中捕获气体，气体向较小半径的流动仍然以$10^{-4}-10^{-1}\,M_\odot\,{\rm yr}^{-1}$的速率进行，从而提供了将气体从辐射压力主导的环面输送到内部吸积盘的机制。随着$L/L_{\rm edd}$的增加，更大的辐射输入导致更大的环面纵横比和中心黑洞的遮蔽增加。我们还发现了X射线加热的气体在形成遮蔽环中的重要作用。

2015-12-18astro-ph.GAastro-ph.HE

高能X射线探测器（HEX-P）：正在增长的超大质量黑洞的环核环境

The High Energy X-ray Probe (HEX-P): The Circum-nuclear Environment of Growing Supermassive Black Holes

本文介绍高能X射线探测器HEX-P的宽同步通带、高灵敏度等特性，指出其可在2030年代助力解决AGN环核遮蔽、中等质量黑洞等前沿问题，推动黑洞增长与星系协同演化研究。

2023-11-08astro-ph.GAastro-ph.HEastro-ph.IM

红外多余源：康普顿厚类星体，低光度塞弗特或星暴？

Infrared Excess Sources: Compton Thick QSOs, low luminosity Seyferts or starbursts?

本文讨论了红外过剩源（IRX）的性质，它们被认为是亮度L_X（2- 10 keV）> 1 e43 erg/s的康普顿厚（N_H> 2 e24 cm ^{-2} $) QSOs at z~2. Lower redshift, z~1, analogues of the distant IRX population are identified by firstly redshifting to z=2 the SEDs of all sources with secure spectroscopic redshifts in the AEGIS (6488) and the GOODS-North (1784) surveys and then selecting those that qualify as IRX sources at that redshift. A total of 19 galaxies are selected. The mean redshift of the sample is $ z \approx 1 $. We do not find strong evidence for Compton Thick QSOs in the sample. For 9 sources with X-ray counterparts, the X-ray spect…

2010-03-26astro-ph.HE

基于辐射调节统一模型的活动星系核群体合成

Population synthesis of active galactic nuclei based on the radiation-regulated unification model

University of Geneva（日内瓦大学）；Wayne State University（韦恩州立大学）

本文基于辐射调节统一模型，利用模拟推理方法，研究活动星系核的几何和物理特性，以同时再现宇宙X射线背景、活动星系核数量计数以及局部活动星系核的吸收特性。

2026-05-17astro-ph.GAastro-ph.HE