Radiation hydrodynamics models of Active Galactic Nuclei: Beyond the central parsec
我们生产的活动星系核的辐射流体力学模型的“环面”加上流出1-100 pc的规模。这种大尺度允许直接与观测进行比较,为辐射传输模型中使用的配置提供了理由,并测试了较小尺度动力学模型结果的灵敏度。我们发现,各向异性辐射从活动星系核吸积盘可以导致外流演变成更极性,同意无处不在的极性扩展中红外发射,和一般的几何形状预测的辐射转移模型。我们还发现,速度图可以再现许多特征的观测,包括明显的“反旋转”。
2020-06-01 astro-ph.GA
High-redshift AGN population in radiation-hydrodynamics simulations
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(天体物理学中心 | 哈佛-史密森尼天体物理台);The University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校);York University(约克大学);Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo(东京大学宇宙物理与数学卡弗里研究所);University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
本研究基于IllustrisTNG框架结合实时辐射转移开展高红移AGN模拟,调整辐射效率并引入类星体增强模型,探究黑洞与星系共同演化及辐射对星系际气体的影响。
2025-10-20 astro-ph.GA
Driving gas shells with radiation pressure on dust in radiation-hydrodynamic simulations
我们提出了辐射驱动的气体壳层发射明亮的活动星系核(AGN)在孤立的暗物质晕的辐射流体动力学模拟。我们的目标是(1)调查活动星系核辐射压力的尘埃发射星系外流的能力和(2)限制红外(IR)多重散射的效率,提高外流加速。我们的模拟进行了辐射流体动力学代码RAMSES-RT,包括单散射和多散射的辐射压力从AGN,辐射冷却和自引力。由于流出的壳层最终对入射辐射场总是透明的,所以即使在高AGN光度下,吹扫所有介入气体的流出物也可能保持与它们的晕的引力束缚。流出壳的膨胀是很好地描述了简单的分析模型,只要壳是温和的光学厚度的红外辐射。在这种情况下,通过IR多次散射的壳的加速度的增强如预测的那样发生,即力dP/dt = tau_IR L/c施加在气体上。然而,对于高光学深度τ_IR > 50,即使辐射被有效地限制,流出的光学厚气体和IR辐射之间的动量传递也被迅速抑制。在高τ_IR处,特征流动时间变得比IR辐射的所需捕获时间短,使得动量通量dP/dt <<τ_IR L/c。我们认为,虽然不太可能解开大规模的星系气体晕,活动星系核辐射压力的尘埃可以发挥重要作用,在调节恒星的形成和黑洞吸积在大规模的紧凑星系的核在高红移。
2018-05-24 astro-ph.GA
Hydrodynamical Simulations of Black-Hole Binary Formation in AGN Disks
我们利用一系列的全球二维流体动力学模拟研究了活动星系核盘中两个单黑洞的近距离碰撞。我们发现,当盘密度足够高时,它们的外圆单盘碰撞可以形成束缚BH双星。我们的分析表明,在BH对通过他们的相对轨迹的近心点,气体碰撞后阻力可能会减慢BH,可能迫使两个BH保持紧密结合。一个由近距离相遇形成的双星可以有一个紧凑的半长轴,大的离心率和逆行的轨道角动量。我们提供了一个拟合公式,可以准确地预测一个亲密的遭遇是否可以形成一个基于气体质量和入射能量的遭遇双星。这个拟合公式可以很容易地应用于其他长期模拟活动星系核盘中黑洞的动力学演化。
2022-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamic simulations of the Disc of Gas Around Supermassive black holes (HDGAS) -II; The transition from neutral atomic to molecular gas phases
本研究利用HDGAS流体动力学模拟,分析了AGN反馈对星系核周盘内原子气体向分子气体转化的影响,发现CI/CO强度比是气体相态转变的可靠指标,并揭示了AGN反馈在黑洞附近引发的低原子丰度及“CO-dark”区域现象。
2025-04-02 astro-ph.GA
Investigating black hole accretion and feedback self-regulation in Seyfert galaxies using the FIRE-3 cosmological hydrodynamic simulations
University of Connecticut(康涅狄格大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院);Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN)-Observatorio de Madrid(国家天文台(OAN-IGN)马德里天文台);Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester(曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉古纳大学)
利用FIRE-3模拟研究塞弗特星系中黑洞吸积与反馈的循环过程,发现AGN反馈在~10-500pc尺度上调节气体流入,但未再现观测到的气体浓度与AGN亮度之间的反相关。
2026-06-25 astro-ph.GA
3D Radiation hydrodynamics of a dynamical torus
利用三维辐射流体动力学算法,建立了一个新的活动星系核(AGN)环区动力学模型。这些新的模拟具有特定的目的,探索辐射驱动的外流的作用,这是激烈的争论,在目前的文献中,作为一个可能的解释所观察到的红外辐射从极地地区的活动星系核。在第一篇论文中,我们只考虑活动星系核的初级辐射引起的辐射效应。模拟产生了一个磁盘和外流结构,定性与观测一致,虽然外流是径向的,而不是极性的,可能是由于缺乏来自热尘埃的辐射压力。我们发现,在1000 K的气体温度和尘埃温度为100 K的风和磁盘之间的截止,产生的运动学签名,可用于解释高分辨率的红外观测。我们还制作了线发射图,以帮助解释最近的ALMA观测和未来的JWST观测。我们调查了一些模拟参数,并发现辐射场的各向异性是同样重要的爱丁顿因子,尽管各向异性往往被假定为有一个单一的,有时任意的形式在许多以前的作品。我们还发现,超新星可以有一个小的,但重要的影响,但只有在极高的恒星形成率。
2019-04-08 astro-ph.GA
AGN proximity zone fossils and the delayed recombination of metal lines
我们模拟了暴露于活动星系核(AGN)波动辐射场下的星系际和环星系富金属气体随时间的演化。我们考虑暴露在河外背景(EGB)中的弥散气体密度(n_H = 10 ^-5 - 10 ^-3 cm ^-3),并且最初处于热平衡状态(T \sim 10^4 - 10^4.5 K)。一旦活动星系核附近的磁场开启,额外的光电离作用会迅速电离HI和金属。增强的活动星系核辐射场在典型的活动星系核寿命(τ_AGN = 1 - 20百万年)后关闭,场恢复到EGB强度,但金属仍然处于电离平衡之外,时间尺度可以大大超过τ_AGN。我们定义这一阶段的活动星系核邻近区的“化石”相,并表明,高电离阶段(如OVI,NeVIII,MgX)一般增强,而低离子的丰度减少。相比之下,HI由于其在扩散密度下的低中性部分而迅速重新平衡(<<tau_AGN)。我们表明,金属柱密度的干预气体中观察到的类星体视线的吸收显着影响延迟重组的广泛的密度,金属丰度,活动星系核的强度,寿命和占空比。我们对Tripp等人(2011)观测到的z = 0.9的NeVIII吸收体进行了建模,认为它们出现在可能的化石区或最近开启的活动星系核附近,我们证明,在低红移时,即使是中等强度的活动星系核也可以显著增强在没有活动星系核的情况下观测到的星系环星系介质中的高离子金属柱。在类星体时代,化石邻近带可能非常重要,z \sim 2 - 5。活动星系核邻近区化石允…
2013-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
AGN Disks as Supernova Mufflers I: 3D Local Hydrodynamic Models
New Mexico State University(新墨西哥州立大学);American Museum of Natural History(美国自然历史博物馆);BMCC, City University of New York(纽约市立学院,纽约市立大学);Graduate Center & CUNY Institute for Astronomy (CIfA), City University of New York(研究生院与纽约市立大学天体物理研究所(CIfA),纽约市立大学)
研究AGN盘中超新星冲击波的演化,分析其在不同密度介质中消音机制,发现盘的局部尺度高度是决定因素,提出预测准则。
2026-03-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
How AGN Jets Heat the Intracluster Medium -- Insights from Hydrodynamic Simulations
来自活动星系核(AGN)的反馈被认为可以防止星系团的灾难性冷却。然而,反馈能量如何转化为热量,以及活动星系核喷流如何各向同性地加热团内介质(ICM),仍然是一个谜。在这项工作中,我们获得的见解不同的加热机制的相对重要性,使用三维流体动力学模拟,包括冷气体吸积和动量驱动的喷流反馈,这是迄今为止最成功的模型在复制冷核心的属性。我们发现,有净加热内的两个“射流锥”(在〜 30度的射流进动的轴),ICM获得熵的冲击加热和混合与热的热气体内的气泡。在喷流锥外,周围的气体被弱激波加热,但不足以克服辐射冷却,因此形成了一个“减少”的冷却流。因此,星系团的核心在数十亿年的时间里处于“温和循环”的过程中。在射流锥内,当气体被急剧上升的气泡提升时,存在显著的绝热冷却;在锥外,能量由来自射流锥的已经加热的气体的流入以及气体向中心移动时的绝热压缩提供。换句话说,流体动力学自我调节,以补偿和传输活动星系核提供的热量,因此不需要对任何过程的加热曲线进行微调。在整个团簇演化过程中,湍流能量与气体热能相比仅处于百分比水平,因此湍流加热不是我们模拟中的主要加热源。
2016-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Binary AGN simulations with radiation pressure reveal a new duty cycle, and a reduction of gravitational torque, through 'minitori' structures
我们产生了第一套双活动星系核的辐射流体力学模拟在秒差距尺度分离的尺度模型模拟。我们使用SPH的流体动力学,和光线跟踪计算光学深度和辐射压力从两个活动星系核。我们证实,没有辐射压力,引力矩的符号是敏感的二进制参数,虽然在我们的两个轨道配置的二进制应合并在一个时间尺度为$<10^9$年。然而,辐射压力迅速破坏每个SMBH周围的“minitori”,大大减少了引力矩和吸积,并大大增加了合并的时间尺度。我们的模拟提出了一个新的“minitorus”占空比,时间尺度为~10个双星周期(当将我们的模型缩放到总双星质量为$2\times10^7\,M_\odot$时,为~ $10^6$年)。的增长和井喷阶段的'minitori'是类似的时间尺度,因此,我们预计约有一半的观测到的二进制SMBHs是活跃的,在至少一个组件。“微型”结构提供了可以通过红外干涉测量法观察到的不对称性。
2022-01-03 astro-ph.GA
3D Radiation Hydrodynamic Simulations of Gravitational Instability in AGN Accretion Disks: Effects of Radiation Pressure
通过3D辐射流体动力学模拟,发现辐射压增强使AGN吸积盘更易引力碎裂,显著降低临界粘滞参数并限制湍流水平,表明高爱丁顿吸积率下盘外区必然碎裂成恒星或黑洞。
2023-03-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Asymmetries of AGN jets in inhomogeneous media
来自活动星系核(AGN)的喷流和相关的双射电源的相当大的不对称性可能是由宿主星系的不均匀星际介质引起的。这些不对称性可以很容易地通过一维传播模型来估计,但流体动力学模拟表明,实际的不对称性可能要大得多。与一组较小规模的流体动力学模拟,我们检查这些不对称性,并发现它们通常是一个因素的$\sim 3$大于1D模型。我们的结论是,在高红移,大的不对称性,预计在富含气体的星系与clusified星际介质的射电源。
2014-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Comparing Galaxy Clustering in Horizon-AGN Simulated Lightcone Mocks and VIDEO Observations
流体动力学宇宙学模拟最近取得了很大的进展,在宇宙时间内再现星系质量大会-经常量化的比较,他们预测的恒星质量函数观测到的恒星质量函数的数据。在本文中,我们比较了星系的集群从流体动力学宇宙学模拟光锥地平线AGN,集群测量从VIDEO调查观测。使用模拟建立从一个视频般的测光,我们首先探索的偏见引入到聚类测量使用恒星质量和红移来自SED拟合,而不是内在的价值。红移和质量的统计和系统的不确定性在集群测量的传播,使我们低估了集群的幅度。然后,我们发现,聚类和晕占据分布(HOD)建模结果是定性相似的地平线活动星系核和VIDEO。然而,在低恒星质量的地平线-AGN低估了观测到的集群的一个因素~3,反映了已知的过剩恒星质量晕质量比地平线-AGN低质量晕,已经讨论了在以前的工作。这加强了在模拟中对低质量晕中恒星形成进行更强监管的必要性。最后,恒星质量晕质量比的模拟目录中,从角度集群推断,直接从模拟测量的比较,验证HOD建模集群作为探测的星系晕连接。
2019-10-28 astro-ph.GA
Outflows Driven by Quasars in High-Redshift Galaxies with Radiation Hydrodynamics
高红移宇宙中活动星系核(AGN)的类星体模式通常在富含气体的星系中与大规模活动星系核驱动的风一起观测到。了解活动星系核中心源发出的光子如何与周围的星际介质耦合,从而引发大规模外流是至关重要的。通过对理想星系盘的辐射流体动力学模拟,我们研究了光子与多相星系气体的耦合,以及它如何随气体云的大小而变化,以及模拟中包含的辐射波段,包括紫外线(UV),光学和红外线(IR)。我们展示了一个光度为$10^{46}$ erg/s的类星体如何驱动速度为$10^2-10^3$ km/s的大尺度风,并在数百万年的时间内以$10^3$ M $_\odot$ /yr的质量流出率。红外辐射是必要的,以有效地转移动量的气体通过多散射的尘埃在密集的云层。然而,尽管红外多重散射在早期非常重要,但随着中心气体云的膨胀和破裂,红外多重散射迅速下降,从而使辐射通过低气体密度通道逸出。对于一个红外光子来说,典型的多次散射事件的数量大约只有云中心平均光学深度的四分之一。我们的模型解释了观测到的$\sim$ 500-1000 M $_\odot$ /yr的外流率和$\sim 10^3$ km/s的高速度,有利于通过极快的核外流能量驱动的风,在这里解释为IR辐射驱动的风。
2016-06-20 astro-ph.GA
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs: III. The Effects of Viscosity
本文通过二维粘性流体模拟研究AGN盘中双黑洞轨道演化,发现粘性提高吸积率并改变力矩与角动量传递,影响顺行与逆行双星的硬化、衰减和偏心率阻尼,揭示该过程的多因素复杂性。
2024-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamic simulations of the Disk of Gas Around Supermassive black holes (HDGAS) -I; Molecular Gas Dynamics
本文通过HDGAS流体动力学模拟结合CHIMES化学网络,研究AGN机械反馈对环核盘分子气体动力学的影响,发现AGN促进CO形成,且风速5000 km/s、高质量加载因子的模型能较好解释NGC 1068中气体盘的反向旋转与位置角稳定性。
2023-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The kinetic Sunyaev Zeldovich effect as a benchmark for AGN feedback models in hydrodynamical simulations: insights from DESI + ACT
Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天体物理研究所);Kavli Institute for Cosmology (KICC), University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体物理科学系);Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University(利物浦约翰摩尔斯大学天体物理研究所);Institute for Astronomy, Royal Observatory, Univ. of Edinburgh(爱丁堡大学皇家天文台天体物理研究所);University of the Western Cape(西开普大学);South African Astronomical Observatories(南非天文台);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Lorentz Institute for Theoretical Physics, Leiden University(莱顿大学洛伦兹理论物理研究所)
本研究首次系统比较多种宇宙学模拟的kSZ效应与DESI+ACT观测,确立kSZ作为AGN反馈模型的新基准,发现强反馈模拟更符合观测。
2025-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Qwind code release: a non-hydrodynamical approach to modelling line-driven winds in active galactic nuclei
紫外线驱动的风可能是活动星系核反馈过程的重要组成部分,但了解它们的影响是由辐射流体力学的复杂性阻碍。相反,我们采用了Risaliti和Elvis开创的方法,仅根据辐射力和重力计算弹道轨迹,但忽略了气体压力。我们已经完全重写了他们的QWIND代码,使用更强大的算法,现在可以快速模拟这些风的加速阶段的任何AGN光谱能量分布跨越紫外线和X射线波段。我们证明了代码使用活动星系核黑洞质量$10^8\, M_\odot$发射的一半爱丁顿率,并表明,这可以有效地喷出风的速度$\simeq (0.1-0.2)\, c$。质量损失率可以高达每年$\simeq 0.3 M_\odot$,符合更昂贵的计算流体动力学模拟,虽然我们强调的重要性,未来改进辐射传输沿多个不同的视线照亮风。该代码是完全公开的,可以用来快速探索AGN反馈可以由吸积盘风主导的条件。
2020-06-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs
LIGO/VIRGO在引力波中探测到的活动星系核盘中的恒星质量双黑洞可能是黑洞合并的前身。为了更好地了解BBH与盘气体相互作用的流体动力学演化,我们进行了一套高分辨率的2D模拟的二进制本地盘(剪切盒)模型,考虑各种二进制质量比,偏心率和背景盘属性。我们使用$γ$定律状态方程,并采用一个强大的后处理处理,以评估质量吸积率,扭矩和能量转移率的二进制,以确定其长期的轨道演化。我们发现,圆形可比质量双星合同,轨道衰变率的几倍的质量倍增率。偏心双星总是经历偏心阻尼。具有较高偏心率或较小质量比的顺行双星通常有较慢的轨道衰变率,在某些极端情况下会出现轨道膨胀。平均的双星质量吸积率取决于吸积体的物理尺寸。的吸积流是高度可变的,占主导地位的变异频率是明显的二进制轨道频率(在旋转框架围绕中央大规模BH)的圆形双星,但逐渐转移到径向周转频率作为二进制偏心率的增加。我们的研究结果表明,嵌入活动星系核盘的BBH的动力学是完全不同的孤立的双星在自己的环双星盘。此外,我们的研究结果表明,硬化的时间尺度的二进制文件是远远短于他们的迁移时间尺度的光盘,所有合理的二进制和光盘参数。
2022-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Large-scale dual AGN in large-scale cosmological hydrodynamical simulations
本文基于九个大规模宇宙学流体动力学模拟,系统研究双活动星系核的丰度、红移演化及环境性质,并预测其未来X射线与引力波可探测性。
2024-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiation-ionization hydrodynamic simulations of AGN line-driven winds lead to transient shielding and BAL/UFO signatures
School of Physics and Astronomy, University of Southampton(南安普顿大学物理与天文学院);Eureka Scientific Inc.(尤里卡科学公司);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,天体物理学与行星学研究所);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Department of Physics, Astrophysics, University of Oxford(牛津大学物理与天体物理系);School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学数学与物理学院)
研究通过多频多向蒙特卡洛辐射光致电离水动力学模拟,探讨AGN线驱动风在X射线密集环境中的暂态屏蔽效应及BAL/UFO特征形成机制。
2026-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamic simulations of black hole evolution in AGN discs II: inclination damping for partially embedded satellites
University of Oxford(牛津大学);Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);St Hugh’s College(圣休学院)
本研究通过三维流体动力学模拟探究AGN盘中小轨道倾角黑洞的演化,揭示了倾角阻尼的规律与环境影响因素,修正了气体动力学摩擦的高估问题,证实气体俘获形成的双黑洞多为共面结构。
2025-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamic simulations of black hole evolution in AGN discs I: orbital alignment of highly inclined satellites
本文通过绝热流体动力学模拟研究了AGN盘中高倾角黑洞的演化,发现倾角阻尼时间尺度短于预期,表明倾斜物体可能更早被AGN盘捕获。
2025-06-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Studying the link between radio galaxies and AGN fuelling with relativistic hydrodynamic simulations of flickering jets
本文通过模拟喷流功率按闪烁噪声变化的相对论流体力学过程,揭示了射电星系形态与活动星系核供能历史之间的关联,并提出利用射电星系的长期记忆诊断百万年时标的供能机制。
2023-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Environmental dependence of the mass-metallicity relation in cosmological hydrodynamical simulations
本研究利用宇宙流体动力学模拟,探究不同红移下星系气相金属丰度的环境依赖性,揭示中心星系与卫星星系该依赖性的不同物理机制,且结果与观测数据吻合。
2023-07-21 astro-ph.GA
The Horizon-AGN simulation: morphological diversity of galaxies promoted by AGN feedback
宇宙气体对星系的吸积和星系合并之间的相互作用驱动了观测到的星系形态多样性。通过比较最先进的流体动力学宇宙学模拟地平线-AGN和地平线-noAGN,我们明确地确定了活动星系核(AGN)在建立正确的星系形态的人口的大规模结束的关键作用。在活动星系核反馈的作用下,星系群的典型运动学和形态学性质以及星系晕质量关系与观测结果更加吻合。只有活动星系核的反馈才能让星系群和星系团中心的大质量星系变成椭圆星系,而没有活动星系核的反馈,这些星系就会变成圆盘。这是合并增强活动星系核活动,能够冻结的形态类型的合并后残留持久淬火其静止的恒星形成。因此,形态被证明是驱动不仅由质量,但也由宇宙吸积的性质:在恒定的星系质量,椭圆星系是星系,主要是通过合并组装,而光盘优先建立从原位恒星形成顺利宇宙气体进料。
2016-09-27 astro-ph.GA
Parsec-scale obscuring accretion disk with large scale magnetic field in AGN
从银盘拖曳出来的磁场与流入的气体一起可以为活动星系核中几何和光学上厚的pc尺度环面提供垂直支撑。使用Soloviev解决方案最初开发的托卡马克,我们推导出一个解析模型的旋转圆环支持和限制的磁场。我们进一步进行三维磁流体力学模拟的X射线照射的pc尺度磁化圆环。我们跟踪时间演变,并将采用从我们的分析模型推导出的初始条件的模型与初始磁通量完全包含在气体环内的模拟进行比较。数值模拟表明,基于解析解的初始条件产生一个寿命较长的环面和一个产生的遮蔽,这是一般与观察到的约束。
2017-05-10 astro-ph.GA
Physical and numerical stability and instability of AGN bubbles in a hot intracluster medium
虽然来自活动星系核(AGN)的反馈是星系团中心的一个重要热源,但反馈能量是如何注入到星系团内介质(ICM)中的以及不同的数值方法所起的作用仍不清楚。在这里,我们比较了四个流体动力学方案在理想化模拟的上升气泡膨胀AGN反馈在热分层ICM:(传统的)平滑粒子流体动力学(TSPH),SPH(PSPH)的压力味,无网格有限质量(MFM)计划,以及自适应网格细化的欧拉代码。在没有磁场的情况下,气泡在足够短的时间尺度上是Kelvin-Helmholtz不稳定的,以使其完全溶解在ICM中,这被MFM和RAMSES模拟捕获,而在TSPH模拟中,气泡存活。当ICM是湍流时,气泡与ICM的混合被加速。如果数值格式能够很好地捕捉到不稳定性,就会出现这种情况。气泡演化的差异对ICM的热结构的影响令人惊讶地小。然而,在MFM和RAMSES的模拟中,气泡破裂导致ICM的湍流搅拌,这在SPH中被抑制。在后者中,热能保持被捕获在气泡中并被输送到大半径。我们讨论了流体动力学方案的选择是否会导致宇宙学模拟结果的系统差异。
2018-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multi-phase gas nature in the sub-pc region of the active galactic nuclei II: Possible origins of the changing-state AGNs
本文通过辐射流体动力学模拟结合CLOUDY光谱合成,研究活动星系核亚秒差距区域气体动力学,提出非稳态辐射驱动外流是变化态活动星系核中巴耳末发射线在多年尺度上显著变化甚至消失的可能起源。
2023-09-22 astro-ph.GA
Radiation hydrodynamics simulations of line-driven AGN disc winds: metallicity dependence and black hole growth
黑洞(BH)从种子到超大质量黑洞(SMBH,$\sim\!10^9\,M_\odot$)的生长过程还不清楚,但质量吸积肯定起了重要作用。我们进行了二维辐射流体动力学模拟线驱动盘风考虑金属丰度的依赖性在很宽的范围内的BH质量,并研究了减少的质量吸积率由于风的质量损失。我们的研究结果表明,更密集和更快的盘风出现在更高的金属丰度和更大的BH质量。吸积率被抑制到$\sim\! 0.4$- $0.6$倍的质量供应率光盘的BH质量的$M_{\rm BH}\gtrsim 10^5\,M_{\odot}$在高金属丰度环境的$Z\gtrsim Z_\odot$,而风的质量损失是可以忽略不计的金属丰度时,太阳($\sim 0.1Z_\odot$)。通过建立一个半解析模型,我们发现线力的金属丰度依赖性和风发射区表面积的BH质量依赖性是质量损失率的金属丰度依赖性($\propto\! Z^{2/3}$)和BH质量依赖性($\propto\! M_{\rm BH}^{4/3}$对$M_{\rm BH}\leq 10^6\,M_\odot$和$\propto\! M_{\rm BH}$对$M_{\rm BH}\geq 10^6\,M_\odot$)的原因。我们的模型表明,在富含金属的环境$\gtrsim Z_\odot$的制度$\gtrsim 10^{5}M_\odot$中,气体吸积的BH的增长有效地减慢。这…
2021-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Diagnostic Potential of JWST in Characterizing Elusive AGNs
现在很清楚,由于宿主星系中恒星形成引起的核区域辐射的遮蔽或污染,大量吸积黑洞无法被常用的光学、中红外彩色、X射线和射电选择方法检测到。这些难以捉摸的活动星系核(AGN)是AGN群体的重要组成部分。它们经常在合并中被发现,在合并中可能发生显著的黑洞增长,以及在最低质量的星系或缺乏经典凸起的星系中,这对超大质量黑洞种子形成模型和活动星系核燃料的无合并模型产生了重要的限制。在这项工作中,我们展示了詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)在发现和表征这些难以捉摸的活动星系核的力量。我们提出了一个综合的建模方法,其中线和紧急连续预测从暴露于电离辐射的气体从年轻的星暴和活动星系核,特别关注通过JWST可用的光谱诊断,并提供预测的关键诊断线的NIRSpec和MIRI光谱仪,假设典型的气体条件。我们证明了至关重要的需要JWST在发现低水平的吸积活动,即使在附近的星系和红移的~ 1 - 3,取决于电离参数,和气相金属丰度。我们提出了一个红移依赖的选择策略,可用于确定有前途的难以捉摸的活动星系核候选人为未来的后续研究。全套模拟可在线获得,用户可以选择特定参数并从我们的模型中检索预测的连续谱和红外线光度。
2020-09-09 astro-ph.GA
RAiSE II: resolved spectral evolution in radio AGN
流体动力学模拟和大多数解析模型中模拟的活动星系核(AGN)瓣射电光度没有解决由于绝热膨胀、同步辐射和CMB光子的逆康普顿散射引起的电子能量的重新分布。我们提出了一个同步辐射发射率模型,其中包括一个完整的治疗空间上的损失机制在整个叶的解决来源,并将其应用到一个动态的无线电源模型与已知的压力和体积膨胀率。散装流量和分散的离散电子包表示示踪剂领域的流体动力学模拟,我们表明,不同年龄的电子的混合强烈影响频谱在每个点的无线电地图在高功率FR-II源。这种混合的列入导致使用脉冲注入模型(例如JP模型)和动力学年龄测量的光谱年龄之间的一些差异的因素。射电源的可观测特性被预测为强烈的频率依赖性:FR-II瓣预计将出现更长的频率较高,而喷射FR-I源出现较少的扩展。新出现的FR 0类射电源,包括千兆赫峰值和紧凑的陡峭频谱源,可以解释为一个人口的低功率FR-I。从这样的源的扩展发射被证明是无法检测到的调查检测限的几个数量级内的对象,并没有贡献的曲率的无线电SED。
2017-12-07 astro-ph.GA
Star Formation of Merging Disk Galaxies with AGN Feedback Effects
利用数值流体动力学程序,我们进行了各种理想化的星系合并模拟,以研究两个合并的盘状星系的恒星形成(SF)。我们的模拟包括气体吸积到超大质量黑洞和活动星系核(AGN)的反馈。通过比较活动星系核的模拟与那些没有活动星系核,我们试图了解活动星系核的反馈效应是显着的。通过70次模拟,我们研究了在不同质量比、倾角、轨道、星系结构和形态的星系并合中,活动星系核效应对SF的影响。使用这些合并模拟活动星系核的反馈,我们测量合并驱动的SF使用的爆发效率参数引入Cox等人。我们证实了以前的研究,在星系合并,活动星系核抑制SF更有效地比孤立的星系。然而,我们还发现,活动星系核对SF的影响是在大合并比在小合并。在小合并的模拟与不同的主要膨胀,总的比例,合并驱动的SF的膨胀分数的影响减少,由于活动星系核的反馈。我们创建模型的Sa,Sb和Sc型星系和比较它们的SF属性,而进行合并。在目前的AGN处方中,合并驱动的SF的差异并不像最近的Kaviraj观察研究那样明显。我们讨论这种差异的影响。
2017-07-24 astro-ph.GA
Feedback by AGN Jets and Wide-Angle Winds on a Galactic Scale
为了研究主星系上射电强和射电静的活动星系核(AGN)的机械反馈的差异,我们对一个大质量、富含气体、红移为2-3的单个盘星系上不同倾角的广角射电静风进行了3D AMR流体动力学模拟。我们将我们的结果与同一星系的流体动力学模拟进行比较,但有一个喷流。喷流的倾角为0度(垂直于银道面),风的倾角为0度、45度和90度。我们分析了对主机的气体,恒星形成和环银河系介质的影响。我们发现喷流反馈是能量驱动的,风反馈是动量驱动的。在所有的模拟中,喷流或风在恒星形成被淬灭的核区域中产生了一个几乎没有致密气体的空腔,但是我们在所有半径大于3 kpc的模拟中发现了强烈的正反馈。所有四个模拟都有类似的SFR和恒星速度与大的径向和垂直分量。然而,90度倾角的风通过冲压压力创造了最高密度的区域,并产生了最高的恒星形成率,这是由于它与银道面的致密气体持续的强相互作用。随着风的倾斜度增加,我们发现气体分布和恒星形成的不对称性更大。我们的模型产生了一个触发恒星形成的膨胀环,其典型速度为圆速度的1/3,叠加在较老的恒星星族上。这将导致在kpc尺度下恒星吸收特征中潜在的可检测的蓝色不对称。
2016-08-03 astro-ph.GA
Role of ionizing background on the statistics of metal absorbers in hydrodynamical simulations
本文利用多组流体动力学模拟研究低红移O VI、C IV和Ne VIII吸收体统计性质,揭示电离紫外背景对柱密度、b参数等分布有显著影响,并指出需联合分析多种观测参数才能有效约束反馈过程与UVB。
2023-05-22 astro-ph.GA
Simulations of AGN Driven Galactic Outflow Morphology and Content
利用一系列活动星系核(AGN)的三维相对论流体动力学模拟,我们调查如何AGN的功率,clupholism结构,以及AGN喷流角相对于银盘的影响所产生的星系外流的形态和内容。对于低功率活动星系核在三个数量级的活动星系核亮度($10^{41}-10^{43}$ erg s $^{-1}$),我们的模拟没有显示出显着的变化,无论是外流的形态或总质量。改变活动星系核喷流相对于银河系的角度确实显示出总流出质量的2-3倍的微小变化。垂直于银盘的喷流是热的单相外流,而与银盘平行的喷流是多相的,其中温暖和热的部分相等,还有大量的冷气体。低功率活动星系核外流的最终形态主要取决于喷流如何影响和相互作用的大,密集的云cluphilism。这些云可以破坏、偏转、分裂或抑制喷流,防止它作为一个相干结构离开银河系盘。但对于活动星系核光度$> 10^{44}$ erg s $^{-1}$的模拟,ISM在确定未受干扰的喷流离开盘的流出物形态方面发挥了次要作用。低功率AGN和高功率AGN的AGN外流的最终形态是不同的,低功率AGN外流的最终形态取决于围绕AGN的第一kpc内的ISM结构。
2022-01-20 astro-ph.GA
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs: II. Dependence on Equation of State, Binary Mass, and Separation Scales
本文通过二维高分辨率流体模拟,系统考察AGN盘中恒星级双黑洞的轨道演化对EOS、质量和间距的依赖,发现非等温盘中较小质量、较宽双星可被高效硬化。
2022-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Total density profile of massive early-type galaxies in Horizon-AGN simulation: impact of AGN feedback and comparison with observations
利用两个大尺度宇宙流体动力学模拟Horizon-AGN(H-AGN)和Horizon-noAGN(H-noAGN,no AGN feedback),研究了AGN反馈的典型亚网格模型如何影响大质量早型星系(M*>10^11 Msun)有效半径处总密度剖面(暗物质+恒星)的演化.我们研究了z~0.3处质量加权密度斜率γ '_tot与有效半径、星系质量和宿主晕质量的依赖关系,发现包含活动星系核反馈总是导致与观测值和趋势更好的一致。我们的分析还表明,活动星系核反馈的列入有利于一个强相关性的gamma '_tot和密度斜率的暗物质组件,而在活动星系核活动的情况下,gamma'_tot是相当强的相关性的恒星组件的密度斜率。最后,我们发现从我们的星系样本中得到的gamma '_tot从z=2增加到z=0,与预期的观测趋势非常一致。推导出的斜率比包含活动星系核时的数据略低,因为模拟的星系往往过于延伸,特别是质量最小的星系。然而,没有AGN反馈的模拟致密星系的gamma '_tot值与观测值相比明显过高。
2018-12-18 astro-ph.GA
Isolated dark matter deprived galaxies in hydrodynamical simulations: real objects or artefacts?
我们在几个最先进的流体动力学模拟中寻找孤立的暗物质剥夺星系:Illustris,IllustrisTNG,EAGLE和Horizon-AGN,并在除了Horizon-AGN之外的所有星系中发现了少数有希望的物体。虽然我们最初的目标是研究它们的属性和演化,但我们很快注意到它们都位于各自模拟框的边缘。在使用完整的粒子数据仔细研究了这些物体之后,我们得出结论,它们不仅仅是由识别绑定结构的算法问题引起的。我们提供了强有力的证据,证明这些古怪的星系是由规则星系产生的,这些星系在穿过模拟盒的边缘时由于非物理过程而被撕裂。我们表明,这些对象是吸烟枪表明在Illustris,IllustrisTNG和EAGLE中粒子数据的周期性边界条件的实施存在问题,最终被追溯到一组非常罕见的条件下发生的一个小错误。
2019-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of globular clusters induced by external ultraviolet radiation II: Three-dimensional radiation hydrodynamics simulations
我们探讨了在紫外背景辐射下形成球状星团的可能性。长谷川等人的一维球对称辐射流体动力学(RHD)模拟表明,暴露在强烈紫外线辐射下的低质量(10^6-10^7太阳质量)气体云的坍缩,如果气体云以超音速的速度收缩,可能会导致像球状星团(GC)这样的致密星团的形成。然而,三维效应,如背景辐射的各向异性和气体云中的不均匀性,迄今为止还没有研究。在本文中,我们在半宇宙学的背景下进行三维RHD模拟,并重新考虑在强紫外辐射场中致密星团的形成。因此,我们发现,虽然各向异性的辐射场带来了一个细长的阴影中性气体,几乎球形的紧凑星团可以从“超音速下降”云产生,因为光离解辐射抑制形成的氢分子在阴影区域和该地区被压缩的紫外线加热的环境气体。由此产生的星团的性质与GC的性质相匹配。另一方面,在弱紫外辐射场中,由于电离光子的自屏蔽效应和正反馈作用,形成了以暗物质为主的低密度星团。因此,我们得出结论,在强紫外背景下的“超音速降落”是一个潜在的机制,形成GC。
2016-09-08 astro-ph.GA
The Role of Star-Formation and AGN in Dust Heating of z=0.3-2.8 Galaxies - II. Informing IR AGN fraction estimates through simulations
河外星系研究的一个关键问题是确定恒星和活动星系核在为$z\sim$ 1 - 3的尘埃星系提供动力方面的相对作用,那里是大部分恒星形成和活动星系核活动发生的地方。在论文I中,我们给出了一个$336$ 24 $μ$ m-选择(超)发光红外星系(U)LIRGs的样品,在$z \sim 0.3$-$2.8$,我们专注于确定活动星系核对红外光度的贡献。在这里,我们使用的尘埃辐射传输的孤立和合并星系的流体动力学模拟,研究如何以及模拟再现我们的经验IR AGN分数估计,并确定如何IR AGN分数与UV-mm AGN分数。我们发现:2)对于恒星形成的星系-活动星系核复合物,我们的经验方法可能低估了活动星系核的作用,因为我们的模拟结果表明$>$ 50%活动星系核,$\sim$ 3 $\times$比以前的估计高;(3)在我们经验分类的"SFG"中,有6%的活动星系核的活动星系核部分$\gtrsim$> 50%。4)这种比较依赖于所采用的活动星系核模板--那些忽略暖尘贡献的模板使经验分数降低了2 $\times$; 5)当消光很高($A_V\gtrsim 1$或达到并包括合并)时,红外活动星系核部分只是本征UV-mm活动星系核部分的一个很好的代表。
2016-10-03 astro-ph.GA
Galaxy-scale AGN Feedback - Theory
射电星系中强大的相对论性喷流能够驱动强烈的外流,但也能通过压力触发致密云的坍缩来诱导恒星形成。我们回顾了积极和消极的活动星系核反馈的理论工作,讨论了最近的流体动力学模拟适用于紧凑的射电源的星系尺度上的喷气驱动反馈的见解。模拟结果表明,反馈的效率以及正负反馈的相对重要性与星际介质的性质,特别是云柱的深度和空间分布密切相关。负反馈是最有效的,如果云是球形分布和个别云有小的列深度,而正反馈是最有效的,如果云主要是在一个圆盘状的配置。
2015-10-13 astro-ph.GA
The probability of galaxy-galaxy strong lensing events in hydrodynamical simulations of galaxy clusters
Meneghetti等人(2020)最近报道,与LCDM宇宙学模型的预期相比,星系团中的星系-星系强透镜(GGSL)过多。GGSL概率的理论估计是基于LCDM宇宙学中的数值流体动力学模拟分析。我们量化的数值分辨率和AGN的反馈方案在宇宙学模拟的预测GGSL概率的影响,并确定如果改变这些模拟性能可以减轻观测的差距。我们重复Meneghetti等人的分析。(2020)在不同质量和力分辨率下模拟的星团大小晕,并实施了几个独立的活动星系核反馈方案。我们发现,提高质量分辨率的10倍和25倍,而使用相同的星系形成模型,包括AGN反馈,不影响GGSL的概率。我们发现类似的结果关于引力软化的选择。相反,采用AGN的反馈机制,在抑制气体冷却和恒星形成方面效率较低,导致GGSL概率增加三到六倍。然而,我们注意到,这样的模拟形成过大的subhalos的透镜截面的贡献将是显着的,而他们的爱因斯坦半径太大,与观测结果不一致。观测到的GGSL横截面的主要贡献者是具有较小质量的subhalos,它们足够紧凑,成为透镜的关键。具有这些必要特征的人口在模拟中似乎不存在。
2022-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hydrodynamic Simulations of Eccentric Black Hole Encounters in AGN Discs
University of Oxford(牛津大学);University of Notre Dame(圣母大学);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学技术研究所);Eötvös University(厄特沃什大学)
本研究通过483个二维流体动力学模拟,发现小偏心率(约盘厚径比)可扩大AGN盘中黑洞捕获窗口,而大偏心率降低捕获率,首次近心点距离能有效预测直接捕获。
2026-09-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evaluating hydrodynamical simulations with green valley galaxies
我们测试星系形成的宇宙学流体动力学模拟的性质的蓝云(BC),绿谷(GV)和红色序列(RS),测量的4000 $\small{ \mathring {\mathrm A}}$断裂强度与恒星质量平面在$z=0.1$。我们分析了EAGLE的RefL0100N1504运行和IllustrisTNG项目的TNG100运行,通过将它们与斯隆数字巡天进行比较,同时考虑到选择偏差。根据Angthopo等人的方法,我们的分析集中在恒星质量$\log\,\mathrm{M_\star/M_{\odot}} \simeq 10-11$内的GV上,该GV选自D $_n$(4000)与恒星质量平面上星系的双峰分布。这两个模拟都与活动星系核在绿谷的部分相匹配。然而,他们过度生产静态GV星系相对于观测,与IllustrisTNG产生更高比例的静态GV星系比鹰。在这两个,GV星系有较老的亮度加权年龄相对于SDSS,而更好的匹配被发现的质量加权年龄。我们发现EAGLE GV星系在早期就淬灭了它们的恒星形成,但后来经历了恒星形成,与观测结果相匹配。相比之下,IllustrisTNG GV星系有一个更广泛的SFH,更有效地淬火在以后的宇宙时间,产生多余的淬火星系在GV相比SDSS,基于4000 $\small{ \mathring {\mathrm A}}$断裂强度。这些结果表明,活动星系核反馈次网格物理,更具体地说,…
2021-03-16 astro-ph.GA
Improving Black Hole Accretion Treatment in Hydrodynamical Simulations
大的星系尺度与许多数量级较小的超大质量黑洞(SMBH)尺度通过一个间歇性的馈送和反馈循环联系在一起。活动星系核(AGN)的能量来源于SMBH上的吸积,而在近爱丁顿区,活动星系核的大部分能量产生于薄的亚pc吸积盘中。目前,很难对发生在不同尺度上的过程进行建模,从几十到几百秒差距的环核气藏,到小于0.01秒差距的吸积盘尺度。虽然在大规模或宇宙学模拟中使用的子网格处方能够再现大规模的反馈,我们建议在秒差距尺度模拟中使用更现实的模型,重要的是要获得准确的时间尺度,以了解反馈如何影响AGN附近的气体动力学和恒星形成。为了测试我们的方法,我们使用一个亚分辨率薄吸积盘模型,耦合到SMBH,在一组流体动力学模拟的气体环和分子云之间的逆行碰撞在一个类似的环境中使用的SPH代码Gadget-3的银河系中心。与瞬时喂养处方相比,SMBH的盘介导喂养相对平稳且延迟。虽然在吸积盘和瞬时馈送模拟中都存在由于反馈而导致的吸积减少,但仅在吸积盘运行中出现清晰的中心空腔-暗示不太挥发的吸积相可能对周围气体产生更大的影响。
2022-08-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
The role of environment and AGN feedback in quenching local galaxies: Comparing cosmological hydrodynamical simulations to the SDSS
本研究利用随机森林分类比较EAGLE、Illustris、IllustrisTNG与SDSS,揭示中央和大质量卫星星系熄灭主要由黑洞质量驱动,小质量卫星星系则由环境驱动。
2024-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiation Hydrodynamic Simulations of Massive Stars in Gas-rich Environments: Accretion of AGN Stars Suppressed By Thermal Feedback
本文通过3D辐射流体力学模拟研究AGN盘中大质量恒星的吸积过程,发现热反馈在快扩散区域抑制吸积率1-2个数量级,在慢扩散区域则可能导致包层失控增长,修正了先前1D研究的预期。
2024-08-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Qwind3: UV line-driven accretion disc wind models for AGN feedback
活动星系核(AGN)中的紫外(UV)亮吸积盘应该引起线驱动,产生强大的风,这可能在AGN反馈以及产生宽线区等结构中起重要作用。然而,耦合辐射流体动力学代码是复杂和昂贵的,所以我们计算风,而不是使用非流体动力学的方法(Qwind框架)。原始的Qwind模型假设风中的初始条件,并且只有简单的辐射传输。在这里,我们提出了一个改进的版本,推导出风的初始条件,并已显着改善射线跟踪计算风吸收自一致的紫外线辐射的扩展性质。我们还校正了相对论效应的辐射通量,并评估了这对风速的影响。这些变化意味着模型更加物理化,因此其预测更加稳健。我们发现,即使考虑相对论效应,风可以定期达到速度$\simeq$(0.1-0.5)$c$,并进行质量损失率可以高达30%的吸积质量的黑洞质量的$10^{7-9}$ $\mathrm{M}_\odot$,和50%的爱丁顿率的质量吸积率。总的来说,风的功率与黑洞的质量吸积率成幂律关系,这与目前包含活动星系核反馈的宇宙学模拟中普遍假设的较弱的尺度关系不同。更新后的代码Qwind 3在GitHub上公开提供
2021-11-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
RAiSE: simulation-based analytical model of AGN jets and lobes
我们提出了一个分析模型的扩展活动星系核(AGN)在其整个生命周期的演变,包括最初的喷流膨胀,叶形成,并最终残留阶段。我们的贡献的一个特别的重点是在早期的射流膨胀阶段,这是传统上没有很好地捕捉在分析模型。我们在半解析环境(RAiSE)框架内实现了这个模型,并发现预测的射电源动力学与低功率Fanaroff-Riley I型和高功率II型射电瓣的流体动力学模拟吻合得很好。我们构建合成同步辐射表面亮度图像补充原始RAiSE模型与磁场和冲击加速历史的一组拉格朗日示踪粒子从现有的流体动力学模拟。我们表明,一组粒子是足够的准确描述的动力学和可观察到的功能Fanaroff-Riley II型射电瓣具有非常不同的射流参数和环境密度剖面归一化。我们的新模型预测,年轻(<1000万年)源的叶将比现有的分析模型在相同年龄时预期的更长和更亮,这些模型缺乏喷流主导的膨胀阶段;这一发现对解释射电星系观测具有重要意义。用Python编写的RAiSE代码在GitHub和PyPI上公开。
2022-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiation hydrodynamics of triggered star formation: the effect of the diffuse radiation field
我们调查的效果,包括扩散场辐射建模时的辐射驱动的Bonnor-Ebert球(BES)的内爆。辐射流体动力学的计算是通过使用运营商分裂蒙特卡罗光电离与网格为基础的欧拉流体动力学,包括自引力相结合。据发现,扩散场的辐射驱动崩溃的性质,这是强烈耦合到的驱动冲击,建立在撞击BES的强度有显着的影响。这可能会导致恒星形成的速度比使用现场近似的预期要慢或更快,这取决于BES与源物体的距离。除了直接压缩BES外,更强的冲击会增加堆积物质外壳的厚度和密度,从而导致短暂、强烈的光蒸发喷射,每当压缩变慢时,都会加强压缩。当包括扩散场时,由于在壳体表面的较大区域上引起火箭运动,这种情况发生得特别有效。通过不稳定性的“象鼻”的形成和演变也发现显着不同时,包括扩散场。由于扰动,种子不稳定性被涂抹出来象鼻形成不太容易,一旦形成,暴露在增强的热压缩。
2011-11-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Neutral hydrogen in galaxy clusters: impact of AGN feedback and implications for intensity mapping
通过放大的流体动力学模拟,我们量化的中性氢(HI)主办的团体和星系团的数量。我们的模拟,这是基于一个改进的配方的平滑粒子流体动力学(SPH),包括辐射冷却,恒星形成,金属富集和超新星反馈,并可以分为两个不同的群体,这取决于是否从活动星系核(AGN)的反馈打开或关闭。模拟进行了分析,以考虑HI自屏蔽和分子氢的存在。我们发现暗物质晕中中性氢的质量随晕质量的增加而单调增加,并且可以用$M_{\rm HI}(M,z)\propto M^{3/4}$形式的幂律来描述。我们的研究结果指出,活动星系核反馈减少总晕质量和HI质量,虽然它是更有效地消除HI。我们的结论是活动星系核的反馈减少了中性氢质量的一个给定的晕$\sim50\%$,与晕质量和红移弱的依赖。活动星系核的反馈作用也会影响晕内中性氢的空间分布,其作用是减少晕内氢的含量。通过将我们的结果外推到模拟中未解决的晕,我们从$Ω_{\rm HI}(z)$的测量中得出了天体物理学含义:需要圆速度大于$\sim25~{\rm km/s}$的晕来承载HI才能重现观测结果。我们发现只有活动星系核反馈的模型才能再现由21厘米强度图观测得到的$Ω_{\rm HI}b_{\rm HI}$值。
2015-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Active galactic nuclei jets simulated with smoothed particle hydrodynamics
迄今为止,活动星系核(AGN)喷流的模拟几乎完全使用基于网格的代码。我们提出的第一个结果从流体动力学测试AGN喷流,和它们的相互作用与集群内介质(ICM),使用平滑粒子流体动力学(SPH)的SWIFT代码中实现的。我们将这些射流发射到恒定密度的ICM中,以及具有幂律密度分布的ICM。我们还改变了射流功率,速度,开角和数值分辨率。在所有的情况下,我们发现我们的喷流和理论预测的喷流的长度和它们膨胀的叶瓣,以及叶瓣的半径之间的广泛协议。喷流首先以弹道方式演化,然后过渡到自相似阶段,在此期间,叶瓣以自相似的方式扩张(保持恒定的形状)。在这一阶段中,叶和冲击ICM中的动能和热能是总注入能量的恒定部分。在我们的标准模拟中,最初注入的能量的三分之二被转移到ICM的时候,射流被关闭,主要是通过弓形激波。其中,$70\%$是动力学形式,表明当喷流活跃时,弓形激波没有充分有效地热化。在大型宇宙学模拟($m_\mathrm{gas}\approx10^7$ $\mathrm{M}_\odot$)的典型分辨率下,叶的形状接近自相似预测,精度为$15\%$。这表明,即使在这样的分辨率下(每个喷流的$\approx500$粒子),也可以正确地模拟喷流膨胀叶的基本物理。
2023-02-12 astro-ph.GA astro-ph.HE