Efficient long-range AGN feedback affects the low redshift Lyman-$α$ forest
活动星系核（AGN）反馈模型通常被校准，以再现星系的观测值，如恒星质量函数和星系颜色的双峰性。我们使用各种各样的活动星系核反馈的实现在IllustrisTNG（TNG）和辛巴宇宙流体动力学模拟表明，低红移莱曼- $α$森林可以提供活动星系核反馈的影响的约束。我们表明，TNG过度预测的数密度的吸收柱密度$N_{\rm HI} < 10^{14}$厘米$^{-2}$相比，从宇宙起源摄谱仪的数据（与以前的工作一致），我们明确表明，其动力学反馈模式，这是主要负责星系淬火，有一个可以忽略不计的影响柱密度分布（CDD）的吸收体。相比之下，我们表明，基准辛巴模型，其中包括活动星系核喷流反馈是最好的适合所观察到的CDD的$z = 0.1$莱曼- $α$森林在5个数量级的列密度。我们表明，辛巴结果与射流产生一个定量更好的适合的观测数据比辛巴结果没有喷流，即使当UVB是一个自由参数。辛巴星系的活动星系核喷流是高速的、平行的、与星际介质弱相互作用（通过短暂的流体动力学解耦），并被加热到晕维里温度。总的来说，这些属性导致更强的长期影响IGM相比，TNG的动力学反馈模式，驱动各向同性风在银河系半径较低的速度。我们的研究结果表明，低红移莱曼- $α$森林提供了可信的证据远程AGN喷流反馈。
2023-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The 21-cm forest as a simultaneous probe of dark matter and cosmic heating history
本文提出利用21厘米森林的一维功率谱同时探测暗物质粒子质量与宇宙加热历史，该方法可打破温暗物质与加热效应的简并并提高灵敏度，未来SKA观测有望同时确定二者。
2023-07-09 astro-ph.CO
Coronal-Line Forest AGN: the best view of the inner edge of the AGN torus?
我们介绍冕线森林活动星系核（CLiF AGN），AGN具有丰富的禁止高电离线（FHILs，例如[FeVII]，[FeX]和[NeV]），以及相对较强的窄（$\sim$ 300 km s $^{-1}$）H $α$发射相比，其他巴耳末过渡线。我们发现，CLiF发射区的运动学是类似的禁戒低电离发射线（FLIL）区域。我们将FHIL和FLIL的发射线强度与CLOUDY光电离结果进行比较，发现当与FLIL发射区（10 $^{3.0}$ $<$ n $_H$ $<$ 10 $^{7.5}$ cm $^{-3}$）相比时，CLiF发射区具有更高的密度（10 $^{4.5}$ $<$ n $_H$ $<$ 10 cm $^{-3}$）。我们使用光电离的结果来计算CLiF区域的径向距离（0.04 $<$ R $_{CLiF}$ $<$ 32.5 pc），并发现它们是可比的尘埃颗粒升华距离（0.10 $<$ R $_{SUB}$ $<$ 4.3 pc）。因此，我们认为，内环面壁是最有可能的位置的CLiF区域，和不寻常的强度的FHILs是由于一个特定的视角给出了一个最大的视图的远壁的环面没有连续被发现。
2015-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effects of AGN Feedback on the Lyman-$α$ Forest Flux Power Spectrum
本研究利用Simba模拟探究AGN反馈对莱曼-α森林一维通量功率谱的影响，发现喷流反馈在低红移时作用显著，且能再现高红移观测，但不太可能影响宇宙学参数。
2025-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Limits on non-canonical heating and turbulence in the intergalactic medium from the low redshift Lyman-alpha forest
我们研究的列密度分布函数（CDDF）和多普勒参数分布的流体动力学模拟和宇宙起源光谱仪（COS）观测的莱曼α森林在红移$0\leq z\leq 0.2$。考虑到元银河系HI光电离率的两个不确定性因素，我们的流体动力学模拟与HI柱密度$10^{13.3}\rm\,cm^{-2}\leq N_{\rm HI}\leq 10^{14.5}\rm\,cm^{-2}$下观察到的CDDF的形状和幅度吻合得很好（$1$ - $1.5σ$）。然而，模拟线的多普勒宽度相对于COS数据仍然太窄。我们认为，调用活动星系核反馈并不能解决这个矛盾。我们也不赞成增强的光加热率作为一个潜在的解决方案，因为这需要一个非物理硬UV背景光谱。如果转而求助于非规范热源，则对于通过$z=0.1$具有$N_{\rm HI}\simeq 10^{13.5}\rm\,cm^{-2}$的气体，需要在$z\lesssim 2.5$处注入额外的$u \lesssim 6.9\rm\,eV\,m_{\rm p}^{-1}$比热。或者，对于扩散IGM中的最冷气体，可能存在$v_{\rm turb}\lesssim 8.5\rm\,km\,s^{-1}(N_{\rm HI}/10^{13.5}\rm\,cm^{-2})^{0.21}$的未解析视线湍流速度分量。
2022-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can the Low Redshift Lyman Alpha Forest Constrain AGN Feedback Models?
本研究通过分析Illustris和IllustrisTNG模拟，发现低红移Ly$α$森林的大多数统计量因冷重子比例与H I光电离速率的简并性而对AGN反馈模型不敏感，仅小尺度流量功率谱存在潜在差异，故难以有效约束AGN反馈。
2023-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Average Heating Rate of Hot Atmospheres in Distant Clusters by Radio AGN: Evidence for Continuous AGN Heating
我们研究大气加热的放射性活动星系核（AGN）在遥远的X射线集群交叉相关的集群从400平方度（400 SD）的X射线集群调查与射电源在NRAO VLA巡天。大约30%的星团在250千秒差距的投影半径内显示出超过3毫焦耳的通量阈值的射电辐射。无线电辐射可能与最明亮的星团星系有关。每个射电源的机械喷流功率是使用无线电功率和腔（机械）功率之间的比例关系确定的附近的集群，集团和星系的热大气中含有X射线腔。中心射电活动星系核的平均喷流功率约为$2\times 10^{44}$ \ergs。我们发现，无线电功率之间没有显着的相关性，因此机械喷流功率，和X射线光度的红移范围0.1 - 0.6的集群。这意味着每个粒子的机械加热速率在质量较低、X射线光度较低的星系团中更高。在样品上平均的射流功率对应于R $_{500}$内每个粒子约0.2 keV的大气加热。假设目前活动星系核的加热速率没有演化，而是保持不变，红移为2，那么每个粒子的加热速率将增加两倍。我们发现，从射电活动星系核注入的能量大大有助于在热大气中需要打破集群标度关系的自相似性的过剩熵。射电活动星系核的探测频率与400 SD星系团中强冷却流的存在不一致，但并不排除弱冷却流。目前还不清楚400 SD星系团的活动星系核是否是由冷却流底部的反馈维持的。射电活动星系核对大气的加热可能在早期延缓强冷却流的发展。
2011-08-16 astro-ph.CO
Radio mini-halos and AGN heating in cool core clusters of galaxies
在大多数松弛的冷核星系团中，最亮的星系团（BCG）是射电大声的，显示了中央活动星系核（AGN）喷出的非热射电喷流和裂片。这种相对论性等离子体已经明确地显示出与周围的热团簇内介质（ICM）相互作用，这要归功于壮观的图像，其中观察到波瓣无线电发射填充了X射线发射气体中的空腔。这种“无线电模式活动星系核反馈”现象被认为会使冷却流淬灭，这种现象很普遍，对于理解星系团内部区域的物理学和中心BCG的性质至关重要。同时，强机械力的活动星系核很可能驱动ICM中心的湍流，这可能有助于气体加热，也对团尺度上非热辐射的起源起作用。在一些冷的核心星团中观察到了弥散的非热辐射，其形式是围绕在射电大声的BCG周围的射电迷你晕，其尺度与冷却区相当。这篇文章概述了关于这些主题的谈话所涵盖的要点。特别是，在总结了活动星系核加热的冷却流调节和冷核心星团的非热发射后，我们提出了一个最近的研究，最大的收集已知的小晕集群（~ 20个对象），其中调查了无线电小晕和气体加热的共同起源的情况。我们进一步讨论了未来的无线电调查提供的前景与平方公里阵列（SKA）建设大型（>> 100对象），无偏见的迷你晕样本，同时探测在同一时间的存在下，无线电活动星系核反馈的主机集群。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tests of AGN Feedback Kernels in Simulated Galaxy Clusters
在冷核星系团中，中心冷却时间比哈勃时间短得多，周围中心气体的凝结受到加热机制的调节，可能是活动星系核（AGN）。以前的分析工作表明，某些径向分布的热输入可能会导致收敛到一个准稳态的全球状态，不实质性地改变辐射冷却的时间尺度上，即使加热和冷却不是局部平衡。为了检验这一假设，我们模拟理想化的星系团晕使用\ENZO代码与理想化的，球对称的热输入内核打算模仿。根据核的范围，热能随半径分布，其中总加热被更新以匹配每个$10 ~\text{Myr}$的总冷却。一些加热内核可以保持准稳态的全球配置，但没有内核，我们测试产生一个准稳态的中心熵低，如在冷核集群中观察到的。模拟的一般行为取决于内部$10 ~\text{kpc}$的加热比例，低的中央加热导致中央冷却灾难，高的中央加热产生一个熵梯度相反的中央对流区，中间的中央加热导致一个平坦的中央熵分布，超过观测。我们的模拟晕落入不稳定多相状态的时间尺度与最低熵气体的冷却时间的平方成比例，从而允许更集中的加热保持更持久的稳定状态。
2021-11-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting preheating in proto-clusters with Lyman-$α$ Forest Tomography
对低红移星系团的研究表明，在星系团的形成阶段，星系团内介质（ICM）经历了非引力加热。使用简单的唯象加热处方，我们模拟这种预热的新生ICM在星系原星系团的效果，并检查其对莱曼- $α$（Ly $α$）森林层析地图的影响。我们分析了一系列的宇宙学放大模拟的原星系团的框架内的LY $α$传输-暗物质（DM）密度分布。我们发现在$z$ = 3时，注入到原始ICM中的能量越多，在高DM密度下的分布越向更高的Ly $α$透射倾斜。这种效果已被证实，在低分辨率模拟采用基于熵地板的预热方案，以及在较高分辨率的模拟与另一个计划的基础上的能量地板。这种分布的斜率的演变示出随红移而变化。这里开发的方法可以应用到当前和即将到来的Ly $α$森林断层摄影调查数据，以帮助约束反馈模型在星系原星系团。
2022-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Topological Signatures of Heating and Dark Matter in the 21 cm Forest
South-Western Institute for Astronomy Research (SWIFAR), Yunnan University（西南天体物理研究所）；Key Laboratory of Survey Science of Yunnan Province, Yunnan University（云南省测绘科学重点实验室）；Graduate School of Science, Division of Particle and Astrophysical Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科粒子与天体物理科学专攻）
研究利用拓扑数据分析21厘米森林，揭示加热和暗物质对宇宙黎明时期结构形成的影响，提出三种可解释的拓扑描述符以补充传统统计方法。
2026-03-31 astro-ph.CO
Modeling AGN Feedback in Cool-Core Clusters: The Balance between Heating and Cooling
利用三维高分辨率（60 pc）自适应网格加密（AMR）模拟方法研究了动量驱动活动星系核反馈影响下理想冷核星系团的长期演化.动量驱动活动星系核的反馈是用一对旋进喷流来模拟的，喷流功率是根据超大质量黑洞（SMBH）附近冷气体的吸积率来计算的. ICM首先沿活动星系核喷流的传播方向冷却成团。随着喷流功率的增加，气体凝结发生各向同性，形成空间延伸（高达几十kpc）的结构，类似于观察到的$\rm Hα$长丝英仙座和许多其他冷核心集群。喷射加热提高了气体熵和冷却时间，阻止了团块的形成。没有吸积到SMBH上的冷气体沉降到$\sim 10^{11}$ M $_{\odot}$的旋转盘中。热气体直接冷却到冷盘上，而SMBH从盘的最内部区域吸积，为AGN提供动力，使其在几个Gyr内保持热平衡的稳定状态。在7 Gyr内的平均质量冷却速率为$\sim 30$ M $_{\odot}$ /yr，比经典的冷却流量值（我们在没有活动星系核的情况下得到的）低一个数量级。中等分辨率的模拟也得到了类似的结果，但当分辨率低于0.5千秒差距时，星系团经历了气体凝结和活动星系核爆发的循环。由于活动星系核反馈的自调节机制，它可以在很宽的模型参数范围内成功地平衡冷却。除了抑制冷却，我们的模型在早期阶段（高达$\sim 2$陀螺仪），是在很好的协议与观测产生冷结构。然而，长寿命的大质量冷盘是不现实的，这表明仍然需要额外的物理过程…
2014-01-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
AGN feedback in clusters: shock and sound heating
观测结果支持这样一种观点，即反馈，以来自中央星系活跃核的射电爆发的形式，阻止了许多星系群和星系团中气体的灾难性冷却和快速恒星形成。喷流能量的变化驱动了一系列的弱激波，这些激波可以加热活动星系核（AGN）附近的区域。在更大的尺度上，冲击波逐渐减弱为声波。布拉金斯基粘度决定了弱磁化的群内介质（ICM）中定义明确的声音阻尼率，可以在更大的尺度上提供足够的加热。我们认为，弱激波和声耗散是活动星系核加热ICM的主要方式，在这种情况下，活动星系核爆发的功率谱在活动星系核反馈中起着中心作用。
2013-04-01 astro-ph.CO
The detectability of strong 21 centimetre forest absorbers from the diffuse intergalactic medium in late reionisation models
在红移$z\simeq 5.3$的再电离的后期结束与观测到的Ly $α$森林传输的空间变化和Ly $α$发射星系在$z=5.5$的扩展Ly $α$吸收槽周围的赤字是一致的。在这个模型中，大的中性氢岛应该一直存在于弥漫星系际介质（IGM）中，直到$z\simeq 6$。我们使用了一种新的，混合的方法，结合高分辨率的宇宙流体动力学模拟与辐射转移预测的发病率强21厘米森林吸收光学深度$τ_{21}>10^{-2}$从弥漫IGM在这些后期再电离模型。我们包括模拟21厘米森林光谱的红移空间失真的影响，并把高度不确定的加热预再电离IGM软X射线作为一个自由参数。对于一个模型，只有适度的IGM预热，使平均气体动力学温度在弥漫IGM保持低于$T_{\rm K}\simeq 10^{2} \rm\, K$，我们发现，强21厘米森林吸收线应持续到$z=6$。对于$\sim 10$足够响亮的无线电背景源的样本，在$z\simeq 6$与SKA 1-低或可能LOFAR的21厘米森林吸收器的零检测应该提供一个信息的下限仍然在很大程度上不受约束的软X射线背景在高红移和预再电离IGM的温度。
2021-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Searching for the Imprints of AGN Feedback on the Lyman Alpha Forest Around Luminous Red Galaxies
本研究利用Illustris和IllustrisTNG模拟及档案类星体光谱，证明发光红星系周围莱曼α森林的dN/dz测量能以超过12σ精度区分AGN反馈模型，为约束反馈机制提供新基准。
2023-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Contribution of Active Galactic Nuclei to the High-Redshift Metagalactic Ionizing Background
受观测到大量高红移的活动星系核的启发，最近的研究提出了活动星系核对z > 4 H I电离背景有重要贡献的模型。在某些模型中，活动星系核甚至是再电离的主要来源。如果正确的话，这些模型将对星系主导高红移电离背景的标准观点进行必要的彻底修正。有人认为活动星系核主导的模型可以更好地解释最近的两个观测结果，这两个观测结果似乎与标准观点相冲突：（1）z ~ 5.5 H I Lyman-alpha森林中的大不透明度变化，以及（2）He II Lyman-alpha森林中平均不透明度的缓慢演变。大的空间波动的电离背景的亮度和稀有的活动星系核可能占前者，而在这些模型中的早期发病的He II再电离可能占后者。在这里，我们表明，AGN的排放源>~ 50%的电离背景的模型通常提供了一个更好的拟合所观察到的H I莱曼α森林不透明度的变化相比，标准的星系主导的模型。然而，我们认为，这些活动星系核占主导地位的模型是在紧张的约束星系际介质（IGM）的热历史。在标准的假设下的活动星系核的光谱，我们表明，早期发病的He II再电离加热的IGM远高于最近的温度测量。我们进一步认为，相对于模拟的He II莱曼α森林的平均不透明度的缓慢演变可能反映了当前模拟的不足之处，而不是像已经建议的那样有利于活动星系核主导的模型。
2018-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hints of dark photon dark matter from observations and hydrodynamical simulations of the low-redshift Lyman-$α$ forest
本研究针对低红移Lyman-α森林观测与模拟的加热差异问题，首次开展含暗光子加热的流体动力学模拟，发现特定参数的暗光子可解释该加热需求，并预测高红移低密度气体的非标准热历史，为暗光子暗物质研究提供线索。
2022-06-27 astro-ph.CO hep-ph
Isotropic Heating of Galaxy Cluster Cores via Rapidly Reorienting AGN Jets
活动星系核喷流携带的能量足以避免冷核星系团核心内的团内介质（ICM）发生灾难性的冷却。然而，为了防止灾难性的冷却，ICM必须以近各向同性的方式加热，而具有$P_{\rm jet}=10^{44-45}$ erg/s的窄双极喷流（典型的星团中心的射电活动星系核）在横向加热喷流的气体方面效率低下。我们认为，由于集群核心的存在条件，SMBHs将，除了通过辐射效率低的流量吸积气体，通过薄盘增强吸积经历短期随机发作。一般来说，这些吸积盘的方向将与黑洞的旋转轴不一致，随之而来的扭矩将导致黑洞的旋转轴（因此，喷流轴）旋转并迅速改变方向。这个模型不仅解释了最近观测到的在相对于星系团中心的角度方向上相互偏移的单个冷核星系团中连续产生的喷射波瓣泡，而且还表明活动星系核喷流{ \it}可以在气体冷却时间尺度上几乎各向同性地加热星系团核心。我们的模型{ \it}要求冷核团簇中心的SMBH旋转相对较慢。来自单个错位圆盘的扭矩对于使快速旋转的黑洞倾斜几度以上是无效的。此外，由于承载薄吸积盘的SMBH将表现为类星体，我们预测$z<0.5$内大约1- 2个富星系团的中心应该有类星体。
2013-03-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fountains and storms: The role of AGN and mergers in disrupting the cool-core in the RomulusC simulation
团内介质（ICM）是一个多相环境，受活动星系核（AGN）、星系在其中的运动以及与其他星系团的合并等动态调节。活动星系核作为一个中心热源是防止冷却流失控的关键，但在宇宙学背景下，它们在加热核心方面的作用仍然知之甚少。活动星系核的活动与恒星的形成密切相关，特别是在布里渊星系团（BCG）中，可能是因为两者都依赖于冷相气体。因此，一个自洽的活动星系核和星系团中恒星形成的模型需要宇宙学背景、更高的分辨率和仔细的冷却和加热平衡模型。在本文中，我们使用高分辨率的流体动力学宇宙学模拟的RomulusC星系团的活动星系核和一个主要的，迎面合并在塑造集群核心的作用进行了详细的研究。RomulusC模拟的前所未有的分辨率捕获了ICM的多相结构。通过非常小规模的热注入，湍流扩散和混合的改进建模以及模拟的粒子性质，使我们能够仔细分离不同的加热通道。我们发现活动星系核的活动，而有效地调节恒星的形成，是无法摧毁的CC。相反，这一过程是由正面的，1：8的质量比合并促进。合并产生的散装和湍流运动，这反过来又混合高熵气体所产生的活动星系核和合并驱动的冲击，湍流耗散和晃动的ICM下降的子结构。虽然中心冷却时间仍然比哈勃时间短，但由于在较大半径处的降水率降低，恢复CC变得更加困难，强调AGN-ICM连接确实是一个多尺度问题。
2021-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational and distributed heating effects of a cD galaxy on the hydrodynamical structure of its host cluster
我们研究了一个cD星系的引力和活动星系核对宿主星系团加热的影响。我们考虑流体力学的标准处方，由球对称的质量连续性，动量和能量守恒方程确定的结构。该星系团由一个暗物质晕（DM）和电离的X射线发射星系团内气体（ICM）组成，它们共同决定了引力势。cD星系是一个附加的引力势分量。DM假设一个多方状态方程（由其微观物理决定），它可以是无辐射的自相互作用粒子或更多的外来相互作用粒子。活动星系核提供分布式加热，抵消辐射冷却。稳态密度和速度弥散分布通过数值积分的流体动力学方程与适当的边界条件。当存在cD星系时，星系团核心的最低气体温度高于不存在cD星系时。这些解还产生了一个超过最小质量的点状质量浓度：可能是活动星系核的超大质量黑洞（SMBH）。与观测到的SMBH质量的一致性约束可能的DM状态方程。当存在cD星系时，约束就比较宽松。分布式（AGN）加热改变集群的全球性的属性，也降低了中心点质量的下限，为首选的DM模型，其中暗粒子有更大的热容量比点粒子。排除这些约束将需要主要的非球形或各向异性效应（例如，体旋转、非径向流、不对称块或强磁场）。
2013-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Heating of the intracluster medium by buoyant bubbles and sound waves
由中心超大质量黑洞（SMBH）提供能量的活动星系核（AGN）在改变团内介质（ICM）的热性质方面起着重要作用。在这项工作中，我们实现了两个活动星系核加热模型：（一）通过分层ICM上升的浮力腔（ICMS模型）和（ii）通过粘性和传导耗散的声波（声学模型）。我们的目标是确定这些加热模型是否与ICM观测值一致，以及是否一个比另一个更好。我们假设ICM的初始熵分布，这是从暗物质晕的潜在的气体的纯引力下落预期的。然后，我们将加热，辐射冷却，和热传导研究ICM的演化年龄的集群。我们的结果是：（i）这两个加热过程可以产生相当的ICM的热分布与一些相关参数的调整。(ii)即使在Spitzer值的10%的水平上，热传导在将注入的能量传递到中心区域之外时也是至关重要的，并且没有热传导，温度/熵分布是不切实际的高。(iii)所需的注入活动星系核的功率尺度与集群质量为$M_{\rm vir}^{1.5}$的两个模型。(iv)所需的活动星系核光度与观测到的射电喷流功率相当，加强了活动星系核是星系团中主要热源的观点。(v)最后，我们估计活动星系核总光度中作为活动星系核机械光度的部分在$0.02r_{500}$小于0.05%。
2022-11-03 astro-ph.CO
The Lyman-alpha forest in a blazar-heated Universe
直到最近，人们才意识到耀变体的TeV辐射可以通过产生高能电子和正电子对来显著加热星系际介质（IGM），这反过来又激发了剧烈的等离子体不稳定性，导致对的动能的局部耗散。在这项工作中，我们使用宇宙流体动力学模拟的影响，这耀变体加热的莱曼α森林在红移z~2-3。我们发现，耀变体加热产生的IGM倒置的温度-密度关系，自然解决了许多问题，在以前的模拟森林，包括光加热。特别是，我们的模拟与耀变体加热同时再现观测到的有效光学深度和温度作为红移的函数，观测到的透射通量的概率分布函数，和观测到的通量功率谱，在整个红移范围2<z<3分析。此外，通过将莱曼-α森林分解成热加宽的各条线的总和，我们发现与观察到的线宽分布和中性氢柱密度丰度的下限一致。使用宇宙紫外线（UV）背景的最新限制，这种与观测结果的良好一致性不需要重新调整UV背景的幅度;过去经常使用的程序是匹配观测到的透射通量水平。我们还表明，我们的耀变体加热模型匹配的数据比标准模拟更好，即使这样的重新缩放是允许的。莱曼-α数据和基于最新宇宙学参数的模拟之间的这种一致性表明，blazar加热的包含消除了以前对来自莱曼-α测量和其他宇宙学数据的sigma_8的约束的紧张关系。[删节]
2012-02-16 astro-ph.CO
Fossil Galaxy Groups -- Ideal Laboratories for Studying the Effects of AGN Heating
我们提出了第一个样本的化石星系群与预先存在的钱德拉和/或XMM-牛顿X射线观测和新的或即将到来的低频GMRT数据-RXJ1416.4 + 2315（z = 0.137）。化石星系群是研究反馈机制和能量注入如何影响IGM的理想实验室，因为由于缺乏最近的合并活动，我们预计IGM相对原始，只受集团中发生的任何AGN活动的影响。我们的钱德拉X射线观测揭示了类似于活动星系核膨胀气泡的特征，而我们的GMRT无线电数据显示了来自中央活动星系核的扩展发射的证据，这些发射可能正在填充气泡。这使我们能够估计中央活动星系核所做的工作，限制能量注入的速率，并讨论填充气泡的等离子体的性质。
2009-09-01 astro-ph.CO
Combining Semi-Analytic Models of Galaxy Formation with Simulations of Galaxy Clusters: the Need for AGN Heating
我们提出了流体动力学N体模拟星系团的反馈采取半解析模型的星系形成。这种技术的优点是，我们模拟中的反馈源是一群与真实宇宙中发现的非常相似的星系。我们证明，要实现高熵水平的集群中发现，活动星系核必须注入大部分的能量到星系际/集群内的媒体在整个增长期间的中央黑洞。这些模拟强化了Bower等人（2008）的论点，他们在纯粹的半分析推理的基础上得出了相同的结论。
2009-09-04 astro-ph.CO
Analytical modeling of the one-dimensional power spectrum of 21-cm forest based on a halo model method
本文基于晕模型方法对21厘米森林的一维功率谱进行解析建模，以探测小尺度结构和暗物质性质，并支持未来射电观测。
2025-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A study of AGN and supernova feedback in simulations of isolated and merging disc galaxies
我们进行高分辨率的N体+SPH模拟孤立的银河星系和它们之间的主要合并，调查反馈的影响，从一个活动星系核（AGN）和超新星对星系的演化。几个AGN的方法从文献中独立使用，并结合超新星反馈隔离这些反馈过程中最重要的因素。我们发现，在孤立星系中，超新星占主导地位的恒星形成的抑制，但恒星形成率是不受AGN的存在。在合并中，当考虑具有强活动星系核反馈的模型时，情况正好相反，在星暴发生之前关闭了恒星的形成。活动星系核和超新星一起模拟抑制恒星的形成，只比它们单独作用时稍微多一点。反馈过程之间的这种低水平相互作用是由于活动星系核的反馈维持了超新星形成的热气体晕的温度。对于每个反馈过程，加热温度是主导参数，而不是加热事件的总体能量预算或定时。最后，我们发现，黑洞的质量是高度分辨率依赖，与更大的质量黑洞发现在较低的分辨率模拟。
2013-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Could AGN Outbursts Transform Cool Core Clusters?
团簇核心熵双峰性的起源至今仍不清楚。同时，最近的研究表明，团簇中的热传导可能是一种随时间变化的现象。我们认为，如果随时间变化的传导和活动星系核爆发可能是负责冷芯（CC），非冷芯（NCC）二分法。我们发现，强烈的活动星系核加热可以使一个CC集团的NCC状态，这可以稳定地维持从集群外围的传导加热。另一方面，如果传导被热流驱动的浮力不稳定性关闭，那么星系团将再次冷却到CC状态，在那里它被低层活动星系核加热稳定下来。因此，群集在CC和NCC状态之间循环。与大规模的集群相比，我们预测的CC/NCC双峰应该消失的群体，由于传导加热的作用较小。我们发现初步的支持，从群体中的中心熵的分布，虽然坚定的结论需要一个更大的样本仔细控制的选择效果。
2009-08-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
The hydrodynamic response of small-scale structure to reionization drives large IGM temperature fluctuations that persist to z = 4
本研究通过高分辨率模拟发现，再电离加热引起的冷气体细丝和迷你晕膨胀导致IGM小尺度温度涨落持续到z≤4，并可能使Lyα森林通量功率增加约10%。
2024-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lx-Tvir relation in galaxy clusters: Effects of radiative cooling and AGN heating
本文详细研究了天空中64个最亮星系团（HIFLUGCS）的X射线通量限制样品的X射线光度（Lx）-气体温度（Tvir）关系。首次同时研究了活动星系核（AGN）加热和团内介质（ICM）冷却两个天体物理过程对Lx-Tvir关系的影响。我们确定最适合的关系，不同的子样本使用的冷芯强度和存在的中央无线电活动作为选择标准。我们发现冷却时间短（< 1Gyr）的强冷核团簇（SCC）显示出最陡的关系（Lx ~ Tvir^{3.33}），而冷却时间长（> 7.7Gyr）的非冷核团簇（NCC）显示出最浅的关系（Lx ~ Tvir^{2.42}）。这意味着在高质量尺度（Tvir > 2.5keV），Lx-Tvir关系的变陡主要是由于团内介质气体的冷却。我们建议，ICM冷却和活动星系核加热都是重要的塑造Lx-Tvir关系，但在不同的长度尺度。虽然我们的研究表明ICM冷却在星系团尺度上占主导地位（Tvir > 2.5keV），但我们推测AGN加热在贫星系团和集团中占主导地位（Tvir < 2.5keV）。整个样品的Lx-Tvir关系的X射线光度的内在散射是45.4%，从最小的34.8%的弱冷芯集群的最大值为59.4%的集群没有中央射电源。我们发现，在切除冷却区域后，Lx-Tvir关系中的散射从45.4%下降到39.1%，这意味着冷却区域对整体散射的贡献约为27%。最后，我们发现真正的SCC分数比观察到的低2…
2011-06-26 astro-ph.CO
Calibrating AGN Feedback in Clusters
无论是由活动星系核喷流、冲击还是合并引起的，星系团核心加热的最明确证据来自X射线光谱学。不幸的是，这种光谱基本上仅限于研究整个星系团的发射光谱。然而，由于相同的底层发射测量分布产生所观察到的CCD和RGS光谱，X射线成像仍然可以提供关于加热过程的空间信息。使用钱德拉档案数据的样本9集群，我们演示了如何成像数据可以用来约束偏离一个典型的，等压冷却流模型作为一个函数的位置在一个给定的集群。这一分析的结果也显示了英仙座星系团的深层档案曝光。这种加热图可以提供对簇的核心中加热的位置和幅度的约束。当与低频无线电观测的探测和光谱指数图相结合时，这些图可用于区分这些物体的不同加热模型。
2009-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
21 cm forest one-dimensional power spectrum as an indirect probe of dark matter particles and primordial black holes
College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院）；Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）
利用21厘米森林一维功率谱探测暗物质粒子和原初黑洞的性质，通过SKA观测提升对暗物质参数和原初黑洞质量的约束精度。
2026-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The evolution of the Lyman-alpha forest effective optical depth following HeII reionisation
三个独立的观测研究现在已经检测到一个狭窄的（Δz ~ 0.5）倾角中心在z=3.2，否则平滑的红移演变的Lya森林有效光学厚度。这一特点以前被解释为一个间接的签名快速光加热的IGM在时代的HeII再电离。我们研究这种解释使用半解析模型的非均匀HeII再电离和高分辨率流体动力学模拟的Lya森林。相反，我们发现，从z=3.4开始，IGM温度（ΔT ~ 10^4 K）的快速（Δz ~ 0.2）提升会在Lya有效光学深度中产生一个很好理解的和通用的演变，其中不透明度的突然降低之后是主要由低密度IGM中的绝热冷却驱动的逐渐单调恢复。这种行为与观测数据中的狭窄特征不一致。如果像最近的理论研究所建议的那样，在HeII再电离过程中的光加热被扩展到几个红移单位，那么Lya不透明度将随着红移而平稳地演变。我们的结论是，在Lya森林中观察到的有效光学深度的急剧下降，而不是最有可能是由于在z=3.2左右的氢光电离率的窄峰，并建议它可能会出现从调制的任何再处理的辐射在HeII再电离，或莱曼极限系统的不透明度。
2009-04-16 astro-ph.CO
Self-regulated growth of supermassive black holes by a dual jet/heating AGN feedback mechanism: methods, tests and implications for cosmological simulations
在流体动力学宇宙学模拟中，我们发展了一个新的亚网格模型来研究超大质量黑洞及其活动星系核的生长。假设黑洞是在星系形成的早期阶段形成的，它们通过气体的合并和吸积以爱丁顿限制的邦迪吸积速率生长。然而，这种增长是由活动星系核的反馈，我们使用两种不同的模式模型：类星体加热模式时，吸积率到BH的爱丁顿率相媲美，和无线电射流模式在较低的吸积率。换句话说，我们的反馈模型存款的能量作为一系列的热爆发和喷流取决于周围的气体性质的BH。我们通过比较我们的结果与观测测量的黑洞及其宿主星系的性质的共同进化，并检查其数值分辨率的鲁棒性，这样一个模型的可扩展性进行评估。我们表明，活动星系核反馈必须是一个重要的物理成分的大规模星系的形成，因为它似乎是唯一的物理机制，能够有效地防止积累和/或驱逐冷气体晕/星系和显着抑制恒星形成。我们的模型预测，黑洞和它们的宿主星系质量之间的关系演变为红移的函数，因为在早期宇宙中的冷物质的强烈吸积，驱动爱丁顿有限的吸积到黑洞。类星体活动在高红移时也会增强。然而，随着结构的质量增长，并通过恒星形成和有效的BH反馈喷射失去冷物质，低红移宇宙中的活动星系核活动越来越多地由射电模式主导，它为穿过热环银河系介质的喷流提供动力。
2011-12-23 astro-ph.CO
Investigating a model of optimised AGN feedback
大质量星系和星系团中活动星系核的反馈加热可以被认为是一个自然发生的控制系统，它在调节恒星形成速率和周围热气体的X射线光度方面起着重要作用。在最简单的情况下，负反馈可以被看作是一种系统响应，它被“优化”以最大限度地减少与平衡的偏差，从而使系统迅速向稳定状态发展。然而，这种形式的一般解似乎与指示间歇性活动星系核爆发的射电观测不相容。在这里，我们探索一个积极有利的情况下，需要反馈来平衡X射线气体冷却，并尽量减少由气体辐射的能量和AGN注入的能量的总和。这一规范相当于确保活动星系核加热平衡X射线气体冷却与最小的黑洞增长。结果表明，最小能量加热发生在离散事件，而不是在一个连续的，恒定的水平。此外，具有较强反馈的系统经历成比例地更强大的加热事件，但相应地较小的占空比。从这个角度解释观测结果将意味着更强的反馈发生在质量较小的物体-椭圆星系，而不是星系团。这种效应的一个直接结果是活动星系核加热事件的能量足以从星系的引力势中排出热气，但不能从星系团中排出热气，这与在1-2 keV温度以下L_X-T关系变陡的理论解释是一致的。
2011-03-02 astro-ph.CO math-ph math.MP
Radio AGN in galaxy clusters: heating hot atmospheres and driving supermassive black hole growth over cosmic time
我们估计了在宇宙年龄的四分之三以上，沉积到星系团热大气中的平均射电活动星系核（机械）功率。我们的样本来自八个主要的X射线星系团巡天，包括685个红移范围为0.1 < z < 0.6的星系团，这些星系团与NVSS覆盖的区域重叠。活动星系核的射电机械能是根据中心NVSS源的射电光度估算的，使用Cavagnolo et al. 2010的关系式，该关系式是基于从X射线腔的反射率确定的机械能。我们只发现一个微弱的相关性之间的无线电光度和集群X射线光度，虽然最强大的无线电源驻留在发光的集群。活动星系核的平均机械能为3 × 10 ^{44} erg/s，超过44%的星系团的X射线光度，表明这些星系团中射电活动星系核能量的积累是显著的。将活动星系核的机械能与红移z=2积分，利用简单的演化模型，忽略星系团的分级生长，我们发现在低光度X射线星系团中，活动星系核的能量累积超过1 keV.该结果代表累积热能的保守下限。这一估计值与“预热”星团所需的能量水平相当，表明射电活动星系核的持续爆发是热大气中气体能量的重要来源。假设平均质量转换效率为$η=0.1$，我们的结果意味着释放这种能量的超大质量黑洞是通过随时间平均吸积~10^9 M_{sun}来实现的，这与类星体时代预期的增长水平相当。
2012-12-01 astro-ph.CO
Cool-Core Destruction in Merging Clusters with AGN Feedback and Radiative Cooling
National Taiwan University（台湾大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；National Tsing Hua University（清华大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密松天体物理中心）；University of Modena and Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）
研究通过三维模拟探讨AGN反馈和辐射冷却对银河团块中CC破坏的影响，发现AGN反馈在调节合并团块中至关重要，不同合并参数下CC/NCC转变机制各异。
2026-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Atmospheric Circulation in Simulations of the AGN-CGM Connection at Halo Masses $\sim 10^{13.5}, M_\odot$
活动星系核（AGN）和环星系介质（CGM）之间的耦合对于宇宙中最大质量星系大气中辐射冷却和反馈加热之间的相互作用至关重要。本文提出了一个详细的分析，数值模拟显示如何动力活动星系核反馈与强大的动量通量相互作用的CGM。分析表明，大尺度CGM环流在重整银河系大气和调节大气中心熵水平方面起着重要作用。我们发现活动星系核的大部分能量输出都用于提升环星系气体，而不是加热星系内的大气气体，从而重新配置了环星系介质（CGM）。因此，在10-100 kpc尺度上的CGM大尺度（10秒kpc）环流在防止这些模拟星系中的气体过冷方面起着关键作用。模拟结果还表明，吸积效率和喷流张开角的选择对AGN-CGM耦合有显著影响。将射流开度角减小到基准开度角的四分之一会增加射流动量通量，使其能够钻穿到更大的半径，而不会与中心处的CGM有效耦合（$r < 5$ kpc）。具有较低动量通量的流出物在较小半径（$r \lesssim 10$）处减速并热化其大部分能量。
2022-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Very Deep Chandra Observation of the Galaxy Group NGC 5813: AGN Shocks, Feedback, and Outburst History
我们目前的结果从一个非常深（650 ks）的钱德拉X射线观测星系群NGC~5813，最深的钱德拉观测星系群的日期。早期的观测显示，两对空洞大致共线分布，每对空洞都与椭圆形的冲击波阵面有关。新的观测结果证实了第三对外腔，与其他对共线，并揭示了一个相关的外部爆发冲击在~30千秒差距。因此，这个系统是独特的，在展示三个腔对，每个都与一个明确的活动星系核爆发冲击波阵面。每一次爆发所隐含的平均动力学功率大致相同，这表明活动星系核的平均动力学光度可以在很长的时间尺度（~ 5000万年）内保持稳定。与最年轻的爆发相比，这两个较老的爆发具有更大的，大致相等的总能量，这意味着最年轻的爆发正在进行中。我们发现，辐射冷却率和平均冲击加热率的气体是很好的平衡，在每个冲击前，这表明活动星系核爆发冲击加热单独足以抵消冷却，并建立活动星系核/ICM反馈至少在中央30千秒差距。这种加热大致各向同性地发生，并且在小半径处最强烈，这是反馈操作所需的。我们认为，冲击加热可能发挥重要作用，在活动星系核反馈在较小的半径在其他系统中，弱冲击更难以检测。我们发现非零的冲击波前的宽度太大，无法用粒子扩散来解释。相反，所有测得的宽度是一致的激波增宽，由于通过一个湍流ICM的平均湍流速度约70公里/秒的传播。最后，我们对腔体内任何体积填充热气体的温度设置下限，以平衡内部腔体压力与外部ICM。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Heating and enriching the intracluster medium
我们提出的数值模拟的星系团与随机加热的活动星系核（AGN），能够再现所观察到的熵和温度分布的非冷核（NCC）集群。我们的研究使用N体流体动力学模拟来研究恒星形成、金属产生、黑洞吸积以及超新星和活动星系核的相关反馈如何加热和富集星系团中的扩散气体。我们评估这些过程的不同实现方式如何影响簇内介质（ICM）的热和化学性质，使用高质量的X射线观测局部集群来约束我们的模型。为了这项研究的目的，我们重新模拟了从千年模拟中提取的25个大质量星系团的样本。次网格物理处理使用半解析模型的星系形成，从而保证在我们的模拟反馈源是一个人口的星系与现实的属性。我们发现，超新星反馈没有影响的ICM的熵和金属丰度结构，无论用于注入能量和金属的扩散气体的方法。通过包括活动星系核反馈，我们能够解释所观察到的熵和金属丰度的档案，以及X射线光度-温度标度关系的NCC系统。由各向异性喷流加热激发的活动星系核能量注入的随机模型-在这里首次提出-是这一成功的关键。随着金属依赖的辐射冷却的增加，我们的模型也能够产生CC集群，而不会在密集的中心区域过冷气体。
2012-10-29 astro-ph.CO
Why and when is internally-driven AGN feedback energetically favoured?
活动星系核外流是星系中气体向热力学平衡演化时释放的热量。事实上，虽然活动星系核反馈调节着大质量星系的生长，但它的起源可以被理解为自发的热力学过程，该过程确保系统的吉布斯自由能总是减少，使星系能够达到一个能量更有利的状态。特别是，它表明，反馈加热过程将有利于当一个星系的热大气将有效地获得能量作为冷却的结果。例如，当星系炽热的大气层冷却收缩时，引力所做的功将被热化，一部分气体也被恒星和星系中心的超大质量黑洞捕获。如果这种能量的增加超过了当冷却气体从大气中掉出时发生的能量损失，则系统的吉布斯自由能将整体增加。由于这在能量上是不利的，因此启动反馈加热，其作用是降低大气的净冷却速率，从而防止任何能量的积聚。吉布斯自由能也可以在没有反馈加热的情况下减少，但只有当由于质量从大气中脱落而导致的能量损失超过上述能量增益时。因此，为了确保吉布斯自由能总是减小，星系必然会在这两种状态之间翻转，经历加热和冷却的过程。由于加热和冷却之间的长期密切平衡，星系中的气体将准静态地向热力学平衡演化，这具有星系生长受AGN反馈调节的可观察外观。同样的机制也解释了为什么强活动星系核反馈在冷核星系团中比在非冷核星系团中更频繁地发生。
2012-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Dance of Heating and Cooling in Galaxy Clusters: 3D Simulations of Self-Regulated AGN Outflows
现在人们普遍认为，加热过程在星系团中起着根本性的作用，与它的对手辐射冷却在一场复杂而迷人的"舞蹈"中挣扎。上一代的观测，特别是X射线，正在给我们关于这场无尽芭蕾的音符的微小提示。空洞、激波、湍流和宽吸收线表明中心活动核正在向团内介质注入巨大的能量。然而，哪一个才是自我调节供暖的真正主导引擎？我们提出的模型之一是大规模的亚相对论外流，可能是由风盘产生的，或者只是快速射电喷流在kpc尺度上夹带的结果。使用AMR代码FLASH 3.2的修改版本，我们探索了几种自我调节机械功率的反馈机制。两个是最好的方案，回答我们的主要问题，id est淬火冷却流，并在同一时间保持一个冷的核心外观的长期演变（7 Gyr）：一个更多的爆炸（与效率0.005 - 0.01），由中央冷却气体触发，和其他温和的，点燃的热气邦迪吸积（与效率0.1）。这些三维模拟表明，注入的总能量不是关键方面，但结果强烈依赖于如何将能量提供给ICM。我们遵循最佳模型（温度，密度，SB地图和配置文件）的动态，并产生许多可观察到的预测：浮力气泡，涟漪，湍流，铁丰度图和流体静力学平衡偏差。我们提出了一个深入的讨论，我们所有的模型的优点和缺陷，对观测一致性的批判性的眼光。
2010-09-14 astro-ph.CO
The Chandra Deep Protocluster Survey: Ly-alpha Blobs are powered by heating, not cooling
本文介绍了在SSA 22场中对z=3.09的原星系团中的29个扩展Ly-alpha发射星云（Ly-alpha Blobs，LAB）进行的400 ksChandra巡天观测的结果。我们在5个LAB中探测到了明亮的X射线对应物，这意味着LAB中存在着大量的活动星系核（AGN），fAGN = 17%，低至L_2- 32 keV ~ 10^44erg/s。所有活动星系核似乎都被严重遮蔽，光谱指数表明N_H > 10^23 cm^-2的柱密度被遮蔽。活动星系核的分数应该被认为是一个下限，因为还有几个没有被钱德拉探测到的LAB在它们的中红外辐射中显示出活动星系核的特征。我们表明，活动星系核的紫外光光度很容易通过光电离单独供电的扩展Ly-alpha发射。当结合来自星暴分量的紫外通量和机械反馈沉积的能量时，我们证明中央源的“加热”而不是重力冷却是LAB最有可能的动力源。我们认为，所有的LABs可以以这种方式供电，但发光的宿主星系往往只是低于目前仪器的灵敏度限制，或严重模糊。没有单个LAB显示出X射线发射延长的证据，并且相当于平均LAB> 9 Ms暴露的堆叠也没有产生漫射X射线分量的统计检测。由此产生的漫射X射线/Ly-alpha光度极限意味着在这些晕中不存在热（T>10^7 K）气体成分，也排除了宇宙微波背景光子或本地远红外光子的逆康普顿散射作为LAB的可行能源。
2009-06-23 astro-ph.CO
A multi-wavelength view of cooling vs. AGN heating in the X-ray luminous cool-core of Abell 3581
本文报道了对附近星系群Abell 3581（z=0.0218）的多波长研究结果。这个系统拥有附近任何星系群中最明亮的冷核，并展示了来自其最明亮星系群IC 4374中超大质量黑洞的活跃射电模式反馈。最明亮的星系遭受了多次活动星系核爆发，向周围的热气体中吹出气泡，导致冷电离气体上升到周围的热群内介质中。高速度，指示外流，被观察到接近核和一致的无线电喷流。稀薄的尘埃丝伴随着上升的电离气体。没有观测到扩展的恒星形成，然而，在核心的北部发现了一个年轻的星团。气泡的上升方向在爆发之间发生了变化。这种方向变化可能是由于群内介质的晃动运动。这些晃动的运动似乎也在积极地剥离X射线冷核，如高金属含量、低温、低熵气体的螺旋冷锋所示。
2013-07-25 astro-ph.CO
Prospects of High-Resolution X-ray Spectroscopy for AGN Feedback in Galaxy Clusters
钱德拉时代的遗产之一是在几乎所有冷核星系团中发现了活动星系核膨胀的X射线空腔，其机械光度与星系团冷却速率相当或更大，这表明活动星系核可能是加热星系团的原因。这一发现提出了一系列新的问题，这些问题不能仅仅通过X射线成像或模型来解决：活动星系核是否真的负责停止冷却流？活动星系核的能量是如何转化为热能的？观察到的加热和冷却之间的平衡有多紧？使用数值模拟和一个新的虚拟X射线天文台工具，我们证明，高分辨率，高通量的X射线光谱可以解决这些问题，国际X射线天文台\ixo将有必要的能力，提供这些测量。
2009-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Feedback from Active Galactic Nuclei in Galaxy Groups
超大质量黑洞和它们的环境之间的共同演化最直接地被暗物质晕的热大气层所追踪。热大气的冷却为中心区域提供了新鲜气体，点燃了具有长占空比的活动星系核（AGN）。中央发动机的流出物与周围的气态介质紧密耦合，并提供主要的热源，通过雕刻空腔和驱动介质上的冲击来防止失控的冷却。活动星系核反馈环是所有现代星系演化模型的关键特征。在这里，我们回顾我们的知识的活动星系核反馈过程中的特定背景下的星系群。星系群是唯一适合约束控制冷热平衡的机制。与更大质量的晕不同，活动星系核中心提供给热的群内介质的能量可以超过晕气体粒子的引力结合能。我们报告的状态的最先进的反馈现象的观测和星系群中的加热-冷却平衡的理论模型。我们还描述了我们的知识的活动星系核反馈过程的影响星系演化模型和大规模的重子分布。最后，我们将讨论新的仪器将如何回答关键的开放问题的主题。
2021-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Isotropic AGN Heating with Small Radio Quiet Bubbles in the NGC 5044 Group
钱德拉天文台对X射线明亮星系群NGC 5044的观测表明，最近来自活动星系核中心的爆发以及中心主导星系相对于星系群气体的运动强烈扰动了X射线发射气体。NGC 5044星系群拥有许多小型的射电宁静腔，它们具有近乎各向同性的分布、冷灯丝、半圆形冷锋和双臂螺旋形的冷气体特征。NGC5044在610 MHz的GMRT观测表明存在着“环形”形态的扩展射电辐射。最大的X射线细丝似乎穿过射电环面，这表明细丝内的低熵气体是从集团中心升起的物质。在235 MHz的无线电发射比在610 MHz的发射更广泛，两个频率之间几乎没有重叠。235 MHz辐射的一个分量穿过最大的X射线腔，然后在冷锋后面偏转。在冷锋之外的235 MHz处也检测到第二个分离的无线电波瓣。在NGC5044中心的所有较小的X射线空洞在GMRT观测中都没有被发现。由于较小的气泡可能不再是由中心活动星系核驱动的动量，它们的运动将受到群体“天气”的影响，因为它们会被迫向外上升。因此，小气泡内的大部分焓可能会沉积在群中心附近，并被群天气各向同性化。较小的无线电静腔的总机械功率为$P_c = 9.2 \times 10^{41}$ erg s $^{-1}$，这足以抑制中心10千秒差距内总辐射冷却的大约一半。这与该区域内H $α$发射的存在一致，这表明至少一些气体能够冷却。
2009-08-14 astro-ph.CO
Stochastic heating of cooling flows
一般认为活动星系核对星系团中气体的加热是一种反馈。需要反馈以确保加热和冷却之间的长期可持续平衡。本文研究了成比例随机反馈对团簇内介质能量平衡的影响。使用一个集群大气的广义分析模型，它表明，能量平衡可以达到指数迅速。应用随机微积分的工具，它表明，结果是强大的模型参数方面，即使他们影响系统中的变异量。
2009-07-20 astro-ph.CO
Shaping the X-ray spectrum of galaxy clusters with AGN feedback and turbulence
充满星系团的热等离子体发出丰富的X射线辐射。经典的未加热和未扰动的冷却流模型预测戏剧性的冷却速率和等压X射线光谱与恒定的微分光度分布。观察到的星团（和星团）的核心反而显示出软X射线发射的强烈缺陷：$dL_{\rm x}/dT \propto (T/T_{\rm hot})^{α=2\pm1}$。使用三维流体动力学模拟，我们表明，这种赤字产生于紧密的自我调节之间的热不稳定性冷凝和活动星系核流出注入：冷凝云提高活动星系核流出，淬火冷却，因为它们热化通过核心。所得平均分布斜率为$α\simeq 2$，在观测到的$1<α<3$内振荡。在没有热不稳定性的情况下，X射线光谱保持等温（$α> 8$），而无对抗冷却驱动太浅的斜率，$α<1$。活动星系核流出物将其能量由内向外沉积，在内部较冷的阶段释放更多的热量;仅径向分布的加热就引起了下降的光谱$1<α<2$。湍流进一步使频谱变陡并增加散射：热相的湍流马赫数为亚音速，而在较冷相则变为跨音速，使扰动偏离等压模式。这种$d\ln P/d\ln T$的增加导致$α\approx3$。活动星系核流出反馈的自调节可以通过加热和湍流的相互作用解决软X射线问题。
2015-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Solving the Cooling Flow Problem through Mechanical AGN Feedback
等离子体的非相对辐射冷却将导致冷却灾难，即大量的冷凝气体流入星系、星系团和星系团的核心。上一代X射线望远镜钱德拉和XMM从根本上改变了我们对重子的看法，表明AGN加热是冷却的平衡对应物。这项工作回顾了我们对自调节加热的广泛研究。我们认为，机械反馈，大量的亚相对论外流的基础上，是解决冷却流问题的关键，即显着淬火的冷却速率为几个陀螺，而不破坏冷芯结构。使用修改后的版本的三维水代码FLASH，我们表明，双极活动星系核流出可以进一步再现基本的观察功能，如浮力气泡，弱冲击，金属疏浚，和湍流。后者是驱动非线性热不稳定性的基本成分，这会导致形成扩展的冷气，淬火冷却流的残余物，以及后来的反馈发动机燃料。与星系团相比，星系团和星系需要更温和的机械反馈，以避免灾难性的过热。我们突出了一个现实的活动星系核反馈的基本特征，强调观测的一致性。
2012-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Active galactic nucleus feedback in clusters of galaxies
钱德拉X射线天文台在过去十年中的观测，使人们对星系团中心的冷却气体和活动星系核（AGN）加热的作用有了更多的了解。在星系团中心的热的团内介质的冷却可以为在主导星系团星系核中发现的超大质量黑洞提供能量，导致AGN爆发，这可以重新加热气体，抑制冷却和大量的恒星形成。活动星系核的加热可以以冲击波的形式出现，由射电瓣膨胀的剧烈上升的气泡，以及声波的消散。
2010-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Investigating the properties of AGN feedback in hot atmospheres triggered by cooling-induced gravitational collapse
辐射冷却可能会导致大质量星系或星系团中心的热气体在引力作用下变得不稳定。这种气体随后在动力学时间尺度上的坍缩可以为AGN加热和恒星形成提供丰富的燃料来源。因此，这种机制提供了一种将活动星系核吸积速率与周围冷却流的全球性质联系起来的方法，但没有隐含的假设，即吸积物质必须从10千秒差距外流向黑洞。结果表明，这种燃料机制，自然导致活动星系核加热和热，X射线发射晕的辐射冷却率之间的密切平衡。此外，由冷却引起的引力不稳定性提供能量的活动星系核将表现出特征占空比（delta），这与最近的观测结果相似：delta与L_X/sigma_{*} ^{3}成正比，其中L_X是热大气的X射线光度，sigma_{*}是宿主星系的中心恒星速度色散。结合这一结果与众所周知的标度关系，我们推导出一个占空比无线电活动星系核在椭圆星系，大约是成正比的M_{BH} ^{1.5}，其中M_{BH}是中央黑洞的质量。给出了爆发持续时间和爱丁顿比。基于这些研究结果，我们认为引力不稳定性可能是大质量星系和星系团活动星系核提供燃料的重要机制，值得进一步研究。
2011-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Observational Evidence of AGN Feedback
来自大质量星系活动核的辐射、风和喷流可以与其星际介质相互作用，导致气体喷射或加热。这可以终止星系中恒星的形成，并抑制黑洞的吸积。这种活动星系核（AGN）反馈可以解释中央黑洞和宿主星系质量之间的比例关系。当活动星系核非常明亮时，辐射或类星体反馈模式的直接观测证据很难获得，但正在从一些特殊的天体中积累。当活动星系核在较低的水平运行时，经常会看到来自动力学或射电模式的反馈，这种反馈使用了射电发射喷流的机械能，在大质量椭圆星系中很常见。这种模式是很好地直接观察到通过X射线观测的中央星系的冷核心集群的泡沫形式在热的周围介质。大致连续的能量流加热了热的星团内气体，并将辐射冷却和随后的恒星形成减少了一个数量级。反馈似乎维持了长期的加热/冷却平衡。强大的喷射射电爆发可能代表了影响星系团和子星系团核心的能量反馈的另一种模式。从无线电到X射线波段的新望远镜和仪器将在今后几年内投入使用，并导致有关活动星系核反馈的所有模式的观测数据迅速增加。
2012-04-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hunting Primordial Black Hole Dark Matter in Lyman-$α$ Forest
Indian Institute of Science（印度科学学院）；University of Southern California（南加州大学）
本研究利用莱曼-$α$森林观测推导的星系际介质温度演化，限制质量在$5\times10^{15}$至$10^{17}$克间的旋转与非旋转原初黑洞暗物质比例，发现对$10^{16}$克非旋转黑洞的限制可达总暗物质的0.1%以下，提供了一种互补的新探针。
2025-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
