MACER3D -- an upgrade of MACER2D with enhanced subgrid models and gas physics -- and its application to simulating AGN feedback in a massive elliptical galaxy
本文提出三维流体模拟套件 MACER3D，通过增强亚网格模型和气体物理，研究椭圆星系中 AGN 与超新星联合反馈对恒星形成、金属富集及 X 射线性质的影响，并与二维前身 MACER2D 的结果进行对比。
2025-04-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Positive and negative feedback by AGN jets in high-redshift galaxies
以往对活动星系核喷流反馈的模拟主要集中在星系团的环星系核介质或团内介质的大尺度相互作用上。只是在最近几年，模拟包括喷流与高度不均匀介质的相互作用，这是多相星际介质（ISM）所要求的。与此同时，活动星系核的反馈已经成为星系演化的宇宙学模拟的一个共同组成部分，以形成与观测相符的大质量星系。我将介绍我们最近的一些结果，并将把它们放到其他反馈模拟的进一步背景中，以及如何根据ISM的不同性质来理解喷流的正反馈和负反馈的相反影响。
2014-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Feedback-Dominated Accretion Flows
提出了活动星系核中吸积盘的新的双流体模型，旨在解决活动星系核外围长期存在的Toomre不稳定性问题。根据Sirko和Goodman等人早期研究的精神，我们认为Toomre不稳定性最终是通过碎片化及其后果产生的反馈进行自我调节的。与过去的半解析模型不同，（i）采用局部处方将恒星形成率与热反馈联系起来，（ii）假设活动星系核盘自我调节到恒星形成稳态（Toomre参数Q=1），我们发现反馈过程在时间和空间上都是非局部的。许多嵌入活动星系核气体中的恒星质量黑洞（BH）的积累最终取代了大质量恒星的辐射、风和超新星，成为主要的反馈源。反馈加热的非定域性，加上需要热量来有效地混合整个气体，产生了稳态活动星系核解决方案，可以有Q>>1，没有正在进行的恒星形成。我们发现自洽的定态解在大部分的参数空间的活动星系核的质量和吸积率。这些解决方案包含了大量的嵌入式紧凑的对象，可能会在AGN的寿命，包括进入较低和较高的质量差距的几个因素的质量增长。这些反馈主导的活动星系核盘在结构上与通常使用的一维盘模型有很大的不同，这对活动星系核内部引力波源的形成有着广泛的意义。
2022-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Do AGN really suppress star formation?
活动星系核（AGN）被认为通过“AGN反馈”来调节宿主星系内的恒星形成。本文总结了我们对活动星系核（z~0.2-3; L_（AGN，bol）>~10^43 erg/s）的观测研究，该研究旨在通过结合统计样本的恒星形成率（SFR）测量和宇宙学模型预测来寻找反馈的观测信号。使用EAGLE流体动力学宇宙学模拟，结合我们的Herschel+ALMA调查，我们表明，即使在AGN反馈的存在下，我们不一定期望看到平均星系范围的SFR和瞬时AGN光度之间的任何关系。我们警告说，SFR和AGN光度与恒星质量的相关性可能有助于这两个量之间观察到的明显的正趋势。另一方面，再现我们观测结果的EAGLE模拟预测，在$all$大质量星系（不仅仅是活动星系核宿主）的广泛特定SFR分布中可以看到活动星系核反馈的签名。总的来说，虽然我们不能排除活动星系核对原位恒星形成有直接的小规模影响，但我们所有的结果都与反馈模型一致，即星系范围内的原位恒星形成不会被活动星系核迅速抑制，但反馈可能会在比单个活动星系核事件更长的时间尺度上起作用。
2019-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Two can play at that game: constraining the role of supernova and AGN feedback in dwarf galaxies with cosmological zoom-in simulations
有越来越多的观测证据表明矮星系拥有活动星系核（AGN），包括在矮星系中活动星系核驱动的外流的暗示。然而，在星系形成的一般理论模型中，有效的超新星（SN）反馈是在低质量区域调节恒星形成的首选工具。在本文中，我们提出了一套高分辨率的宇宙学矮放大模拟放松强SN反馈的假设，其目标是确定是否更温和的SN反馈结合一个有效的活动星系核可能是一个合适的选择。重要的是，我们发现有足够数量的气体来为矮星系中短暂的爱丁顿限制吸积事件提供动力。根据活动星系核吸积模型，这导致了各种各样的结果：从没有额外的抑制到适度的恒星形成调节到灾难性的淬灭。有效的活动星系核可以驱动强大的外流，通过喷射反馈耗尽其宿主的气体库，然后通过加热环星系介质保持静止状态。适度的活动星系核外流可以作为有效的强SN反馈通常采用，导致恒星形成调节和HI气体质量与现场矮观测。所有有效的活动星系核的设置与超大质量的黑洞（BH）相比，（严重外推）观察到的BH质量-恒星质量的标度关系，与未来的直接观测约束，在这个质量制度是至关重要的。有效的活动星系核活动主要局限于高红移，热的加速外流和高X射线光度是未来观测活动最清晰的信号。
2022-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic evolution of stellar quenching by AGN feedback: clues from the Horizon-AGN simulation
在标准$Λ$ CDM范式中，观测到的星系恒星质量函数的大质量端比其预测的暗物质晕对应物更陡。本文研究了活动星系核反馈对大质量星系中恒星形成的影响。我们隔离活动星系核的影响，通过比较两个模拟的地平线套件，这是相同的，除了一个还包括超大质量黑洞（SMBH），和相关的反馈模型。这使我们能够在模拟之间交叉识别单个星系，并量化AGN反馈对其属性的影响，包括恒星质量和气体流出。我们发现，大质量星系（$ \rm M_{*} \geq 10^{11} M_\odot $）淬火AGN反馈的程度，他们的恒星质量减少了高达80%，在$z=0$。SMBH通过减少重子质量的流出（特别是对于质量范围为$ \rm 10^9 M_\odot \leq M_{*} \leq 10^{11} M_\odot $的星系）和破坏中心气体流入（限制了原位恒星形成）的组合来影响它们的宿主晕。结果，流入大质量星系的净气体$ \rm M_{*} \geq 10^{11} M_\odot $减少了70%。我们测量了有和没有活动星系核反馈的孪生星系的恒星质量比的红移演化，具有给定恒星质量的星系在早期表现出更强的淬灭迹象。这种演化是由$\rm M_{\rm SMBH}-M_* $与红移的关系逐渐变平驱动的，特别是对于具有$\rm M_{*} \leq 10^{10} M_\odot $的星系。$\rm M_{\rm SMBH}/M_*…
2017-11-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN outflows and feedback twenty years on
这是Magorrian等人和Silk & Rees发表开创性论文的二十周年，这些论文以及其他相关工作引发了将活动星系核（AGN）驱动的外流与星系演化联系起来的出版物爆炸。随着对活动星系核外流观测的增加，人们正试图利用外流特性直接检验活动星系核反馈模型。随着重点外流跟踪的光学和CO发射线，我们讨论了重大挑战，大大复杂化这一任务，从观测和理论的角度来看。我们强调了所涉及的观测不确定性，以及推导动力学耦合效率时所需的假设（即，流出动力学功率作为AGN光度的一部分）。基于最近的模型，我们表明，在比较观测得出的动力学耦合效率，耦合效率从基准反馈模型时，应采取极端谨慎。
2018-02-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
The effect of AGN feedback on the migration timescale of supermassive black holes binaries
环双星与超大质量黑洞双星（SMBHB）在秒差距到亚秒差距尺度上的引力相互作用是驱动SMBHB向合并方向迁移的一种有希望的机制。典型的动力学演化可以分为两个主要的区域：I）缓慢迁移（$T_{\rm mig}$ $\sim$ $10^{3-4}\times T_{\rm orb}$），其中粘性力矩不足以重新分配从双星中提取的角动量，导致在双星周围形成低密度空腔。II）快速迁移（$T_{\rm mig}$ $\sim$ $10^{1-2} \times T_{\rm orb}$），其中角动量的重新分配是有效的，并且在环双星盘中没有形成低密度空腔。使用N-Body/SPH模拟，我们研究了活动星系核反馈在SMBHB演化的这一阶段的效果。我们实现了一个AGN反馈模型的SPH代码Gadget-3，包括动量反馈风，X射线加热/径向动量和爱丁顿力。使用这种实现，我们运行一组模拟SMBHB+光盘在两个主要的收缩制度。从这些模拟中，我们得出结论，活动星系核的机械反馈的影响是可以忽略不计的慢收缩制度的SMBHB。然而，在快速收缩的状态下，活动星系核风挖掘出一个“反馈腔”，使SMBHB几乎裸露，从而延缓了双星的轨道衰变。
2018-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Effects of Varied Cosmic Ray Feedback from AGN on Massive Galaxy Properties
California Institute of Technology（加州理工学院）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Wesleyan University（卫斯理安大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Northwestern University（西北大学）
研究通过高分辨率模拟探索AGN宇宙射线反馈对大质量星系性质的影响，发现不同反馈假设自调节符合观测关系，但CGM气体性质差异显著。
2026-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar and AGN feedback in isolated early-type galaxies: the role in regulating star formation and ISM properties
了解星系如何维持恒星形成的物理自洽模型的效率是星系演化的核心问题。尽管近几十年来提出了许多理论模型，但争论仍然存在。通过高分辨率的二维流体动力学模拟，研究了恒星风加热、SNe反馈和活动星系核反馈抑制恒星形成活动对不同质量早型星系演化的影响。基于\citet{Yuan2018}更新活动星系核反馈模型。在我们的大多数模型中，气体来源完全来自垂死的低质量恒星的质量损失。我们发现，SNe反馈可以保持在一个显着低的水平，低质量的椭圆星系的宇宙演化时间的恒星形成。对于高质量星系，活动星系核反馈可以有效地抵消辐射冷却，从而调节恒星形成活动。这种恒星形成的抑制在星系的内部区域非常有效。AGB加热不能解释低质量和高质量星系的这种抑制。在考虑有效反馈过程的情况下，热等离子体的X射线温度$T_{\rm X}$和亮度$L_{\rm X}$与观测值符合较好。因此，这些结果表明，我们可以使用$T_{\rm X}$和$L_{\rm X}$来探测不同反馈过程的作用。附加气体源的加入可以使SNe和活动星系核之间的质量尺度减小到几个$10^{10}~M_{\odot}$的观测推断值。
2018-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN feedback duty cycle in Planck SZ selected clusters using Chandra observations
我们提出了一个系统的研究X射线腔使用档案钱德拉观测附近的星系团选择他们的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）签名在普朗克调查，它提供了一个几乎无偏的质量选择的样本，探索整个活动星系核反馈占空比。基于X射线图像分析，我们报告说，30的164个集群显示X射线腔，这相当于18%的检测分数。在对空间分辨率进行校正以匹配高- $z$ SPT-SZ样本之后，检测分数下降到9%，与高-z样本一致，暗示活动星系核反馈在几乎8个Gyr内没有演变。我们的发现与冷核团簇分数缺乏演化的结论一致。我们计算了腔功率，P_{\rm cav}，并发现我们的样品中的大多数系统有足够的活动星系核加热，以抵消集群内介质的辐射损失。
2022-08-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN cool feedback and analogy with X-ray binaries: from radiation pressure to cosmic ray driven outflows
冷外流现在在星系中很常见，但它们的物理起源和驱动机制仍然不清楚。活动星系核（AGN）反馈可能通过宇宙射线（CR）和尘埃上的辐射压力加速冷星系外流。在这里，我们调查的CR和辐射反馈的活动星系核的相对重要性，我们分析的物理条件流出发射作为一个功能的黑洞吸积流模式。我们假设从活动星系核喷流起源的CR，并考虑与银河系X射线双星的类比，从而喷流是突出的低吸积率（硬态）和淬火在高吸积率（软态）。我们发现，CR驱动的外流可以在低吸积率和大半径供电，而辐射压力驱动的外流占主导地位，在高吸积率和小半径。因此，两个AGN反馈机制-CR和辐射压力的尘埃-可能发挥互补作用，在驱动冷外流星系尺度。从辐射压力驱动的外流在较高的吸积率的CR驱动的外流在较低的吸积率的过渡可能对应于在宇宙时间的基础吸积流模式的过渡（从一个辐射有效的吸积盘辐射效率低下的射流为主的流量）。
2022-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The global energetics of radio AGN kinetic feedback in the local universe
本研究利用LOFAR-eFEDS巡天的682个射电AGN样本，推导其喷流功率随星系、暗晕属性及射电形态的变化，明确射电AGN动力学反馈的能量贡献与影响，为AGN反馈相关研究和模拟校准提供观测基准。
2025-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic evolution of radio-AGN feedback: confronting models with data
本研究利用9485个射电过量AGN样本，结合射电光度函数与定标关系，揭示射电AGN反馈在z≤2.5内由LERGs主导，加热输出恒定，并与SAGE模型吻合，支持自调节反馈循环，且喷流动能主导能量预算。
2023-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
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。
2020-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio galaxies and feedback from AGN jets
我们从观测的角度回顾了当前对射电星系和射电噪类星体的理解，重点是它们的大尺度结构和动力学。我们讨论了射电星系的物理条件，它们的燃料和吸积模式，宿主星系和大尺度环境，以及它们在星系演化过程中作为反馈引擎所起的作用。最后，我们简要地总结了其他天体物理学用途的射电星系人口，包括宇宙磁学和宇宙学应用的研究，并讨论了未来的前景，为推进我们的理解的物理和反馈行为的射电星系。
2020-03-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN feedback in an isolated elliptical galaxy: the effect of strong radiative feedback in the kinetic mode
基于二维高分辨率流体动力学数值模拟，研究了孤立椭圆星系的中心活动星系核对宇宙演化的力学和辐射反馈效应。物理过程，如恒星形成和超新星被认为是。模拟区域的内边界被仔细地选择，使得基准Bondi半径被解析，并且黑洞的吸积率被自洽地确定。与以前的工作类似，我们假设星系的比角动量很低。当吸积率较高和较低时，活动星系核处于冷吸积模式和热吸积模式，分别对应于辐射反馈模式和动力学反馈模式。根据先前的理论工作，热吸积流的发射光谱比冷吸积流的发射光谱更硬，这可能导致更高的康普顿温度伴随着更有效的辐射加热。这两种反馈模式之间的康普顿温度的差异，本研究的重点，在以前的工作中被忽略。动力学反馈模式的显着差异被发现作为一个结果，更强的康普顿加热和吸积变得更加混乱。更重要的是，如果我们约束模型以正确预测宇宙演化后的黑洞生长和活动星系核占空比，我们发现有利的模型参数受到约束：机械反馈效率随着亮度的减小而减小（最大效率为$\simeq 10^{-3.5}$）和X射线康普顿温度随着光度的降低而增加，尽管具有固定机械效率和康普顿温度的模型也是令人满意的。我们的结论是，在动力学模式中的辐射反馈比以前认为的更重要。
2014-05-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Numerical simulations of AGN wind feedback on black hole accretion: probing down to scales within the sphere of influence
有几个过程可能限制超大质量黑洞（SMBH）的吸积速率。通常考虑的两个过程（例如，次网格处方）是邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积和爱丁顿限制。第三个是活动星系核风反馈。长期以来，人们一直认为，这样的风反馈调节最终SMBH质量，然而，最近已经表明，活动星系核风也可以调节平均吸积率在一个符合高红移活动星系核的观测水平。在本文中，我们研究风反馈的吸积率的影响，使用二维，高分辨率的流体动力学模拟，将自洽风注入计划，并解决SMBH球的影响。两种不同的情况下进行了探索和比较：一个在初始气体密度是均匀的，和一个在其中它有一个等温的球体轮廓。我们还比较了有和没有冷却的模拟。我们的主要发现是，对于合理的参数，活动星系核反馈总是限制吸积率远低于邦迪-霍伊尔-利特尔顿限制。对于典型的风参数和一个统一的ISM密度的顺序$1 {cm}^{-3}$，吸积率被发现是几个数量级小于在大样本的高红移活动星系核推断。另一方面，吸积率获得的初始等温密度分布被发现是一致的观察，特别是当冷却。此外，它大致与$σ^{5}$的速度分散的隆起，符合$M-σ$关系。
2018-11-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Inverse Compton X-ray signature of AGN feedback
明亮的活动星系核经常显示出外流速度vout ~0.1c的超快外流（UFO）。这些外流可能是活动星系核反馈的来源，对它们的宿主星系所寻求的星系形成模型。外流对周围星系气体的确切影响在很大程度上取决于受冲击的UFO是否迅速冷却。这反过来又取决于受冲击的电子是否与离子共享相同的温度（一个温度范围; 1 T）或去耦（2 T），正如最近提出的那样。在这里，我们计算了这种冲击发出的逆康普顿谱，发现一个广泛的功能，可能在中高能量的X射线（1 T的情况下）或仅在软X射线（2 T）检测。我们认为，目前的活动星系核的观测似乎没有显示1 T组件的证据。对2 T辐射的限制要弱得多，事实上，所观察到的活动星系核的软X射线过剩可能部分或全部是由于2 T激波辐射。这表明，不明飞行物是在能量驱动的制度以外的中央几个pc，必须泵大量的不仅是动量，而且能量到周围的气体。我们鼓励X射线观测者寻找这里计算的逆康普顿分量，以进一步约束活动星系核反馈模型。
2013-09-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN and Star Formation Feedback in Galaxy Outflows
大规模、广泛的外流在活跃星系中很常见。在恒星形成与活动星系核共存的系统中，目前还不清楚两者在驱动外流方面所扮演的角色。在这项工作中，我们提出了三维辐射冷却MHD模拟这些外流的形成，考虑到从活动星系核和超新星驱动的风的反馈。我们发现，一个大的开口角AGN风发展喷泉结构，使膨胀的气体回落。此外，它在核区域附近耗尽气体，在几十万年内熄灭恒星形成和吸积，这建立了这些外流的占空比。活动星系核风占外流的最高速度特征，速度约为10.000 km s $^{-1}$（在UFO中观察到的），但这些并不像分子外流观测所要求的那样冷和密集。东北风驱动的风是主要负责所观察到的外流的质量负载。
2018-09-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN Feedback in Groups and Clusters of Galaxies
本文综述了星系群和星系团中的AGN反馈，指出中心SMBH通过释放能量补偿气体冷却损失并实现系统自我调节，从而抑制过高恒星形成率，多波段观测与理论均证实了其重要性。
2022-05-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar and Quasar Feedback in Concert: Effects on AGN Accretion, Obscuration, and Outflows
我们研究的反馈活动星系核（AGN）和多相星际介质（ISM）的相互作用，在模拟包括明确的恒星反馈，多相冷却，吸积盘风，康普顿加热。我们研究半径约0.1-100 pc的黑洞（BH），吸积率到BH的确定和活动星系核动力的风和辐射耦合到ISM。结果表明：（1）黑洞吸积速率是由引力不稳定性中气体与恒星之间的角动量交换决定的。这产生的吸积速率约为0.03-1 Msun/yr，足以为活动星系核提供能量。(2)星系核的气体盘经历了恒星形成的初始爆发，随后是几个百万年的恒星反馈抑制了恒星形成率（SFR）。(3)在小半径注入的活动星系核风的动量通量~L/c有效地耦合到ISM，并在~100秒差距内对ISM的性质有显着的影响。活动星系核风抑制核SFR约10-30倍，BH吸积率约3-30倍。它们使从核心流出的速率增加了约10倍，这与星系尺度活动星系核驱动流出的观测证据一致。(4)在活动星系核反馈的情况下，对黑洞柱密度分布的预测与观测结果是一致的。没有活动星系核的反馈，黑洞是各向同性的模糊，没有足够的光学薄的视线来解释I型活动星系核。一个“环面状”的几何形状出现自洽AGN反馈疏散气体在极地地区。
2016-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Simulated Interactions Between Radio Galaxies and Cluster Shocks -- 2: Jet Axes Orthogonal to Shock Normals
我们报道了一个3D MHD模拟研究的射电星系和星系团介质冲击波之间的相互作用，其中入射激波法线是正交的双极活动星系核喷流。在冲击波撞击之前，轻的超音速喷流在静态的、均匀的ICM中使瓣（腔）膨胀。我们研究了三种活动星系核活动情景：1）持续稳定的喷流活动; 2）喷流源周期性关闭与冲击波/射电瓣撞击一致; 3）喷流活动在冲击波到达前停止（“射电凤凰”情景）。模拟遵循由喷流引入的相对论电子（CRe），使合成无线电同步加速器图像和光谱成为可能。这样的遭遇可以分解成一个突然的冲击过渡和随后的长期冲击后风。冲击冲击破坏了预形成的，低密度RG空腔成两个环涡嵌入后冲击风。动力学过程导致涡旋对合并，因为它们顺风传播的速度略快于风本身。当AGN喷流保持活跃时，冲压压力使喷流顺风弯曲，产生与涡环轴线对齐的窄角尾部形态。偏转射流不会显著改变涡环的动力学演化。然而，活跃的喷流和它们相关的尾部确实主导了同步辐射，损害了涡旋结构的可观测性。由喷流集中的顺风动量影响并改变了遭遇后的激波。在“凤凰射电”方案中，不需要化石电子数的DSA来解释观测到的光谱增亮和平坦，绝热压缩效应就足够了。
2019-09-18 astro-ph.HE
Mechanical AGN Feedback: Controlling the Thermodynamical Evolution of Elliptical Galaxies
目前对星系的理解中的一个基本空白是关于普通重子物质的演化。一方面，辐射发射急剧减少星际等离子体（ISM）的热能含量，导致缓慢的冷却流向中心。另一方面，活动星系核（AGN）为防止失控的冷却灾难而努力，为ISM注入了巨大的能量。本研究旨在深入研究机械AGN反馈在（孤立或大质量）椭圆星系中的作用，扩展和完善测试宇宙环境的质量范围。我们以前成功的反馈模型，在星系团和集团，表明活动星系核流出，自我调节的冷气吸积，能够适当地淬火冷却流，而不破坏冷核心。通过3D流体动力学模拟（FLASH 3.3），也包括恒星演化，我们表明，大规模的机械活动星系核外流确实可以解决整个星系生命的冷却流问题，同时再现典型的观测特征和限制，如浮力密度不足的气泡，椭圆激波茧，声波涟漪，金属的疏浚，亚音速湍流，和延伸的蒸汽或核冷气体。为了避免孤立星系过热和完全清空，与被群内介质包围的更大质量和束缚椭圆星系所需的加热（效率约为1.e-3）相比，活动星系核频繁的机械反馈应该不那么强大和有效（约为1.e-4）。
2012-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The self-regulated AGN feedback loop: the role of chaotic cold accretion
超大质量黑洞的吸积和反馈在星系、星系团和星系团的演化过程中起着重要的作用。我回顾活动星系核的反馈是如何紧密耦合的多相气体的形成和新探测的混沌冷吸积（CCA）。在湍流和加热的大气中，冷云和kpc尺度的细丝通过热不稳定性从等离子体中凝结出来，并朝着黑洞下雨。在原子核中，冷云、暗条和中央环面之间经常发生的混沌碰撞促进了角动量的抵消或混合，使吸积速率达到邦迪速率的100倍。快速的变化触发了强大的活动星系核外流，这熄灭了冷却流和恒星的形成，而不会破坏冷核心。活动星系核的加热抑制了多相气体和吸积的形成，反馈减弱，热晕再次冷却，重新开始新的循环。最终，CCA通过紧密的自我调节反馈在黑洞和整个宿主之间建立了一种共生联系，使气体晕在整个宇宙时间内保持全球热平衡。
2015-11-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei Feedback in an Elliptical Galaxy with the Most Updated AGN Physics (I): Low-angular Momentum Case
通过二维高分辨率流体动力学数值模拟研究了活动星系核反馈对孤立椭圆星系宇宙演化的影响。选择模拟的内边界，以便解析邦迪半径。与前人的工作相比，本文仔细区分了热吸积模和冷吸积模，这两种吸积模对应不同的吸积速率，具有不同的辐射和风输出，并考虑了每种吸积模中辐射和风的反馈效应。采用了最新的活动星系核物理，包括来自热吸积流的辐射和风和来自冷吸积盘的风的描述。恒星形成、Ia型和II型超新星等物理过程也被考虑在内。我们研究了活动星系核的光变曲线、典型活动星系核的寿命、黑洞质量的增长、活动星系核的占空比、恒星的形成以及星系的X射线表面亮度。我们比较我们的模拟结果与观察，发现一般的一致性。与以前的模拟工作的比较发现显着的差异，表明活动星系核物理的重要性。辐射和风反馈各自的作用进行了检查，发现它们是不同的感兴趣的不同问题，如活动星系核光度和恒星形成。我们发现，这是很难忽视的任何一个，所以我们建议使用“冷反馈模式”和“热反馈模式”的名称来取代目前使用的。
2018-03-21 astro-ph.HE
Radiative heating in the kinetic mode of AGN feedback
活动星系核的反馈现在被广泛认为在中心黑洞和它的宿主星系之间的共同进化中起着至关重要的作用。两个反馈模式，即辐射和动力学模式，已被确定，这分别对应于发光活动星系核和低光度活动星系核（LLAGN）。本文研究了动力学模式下的辐射加热。这一过程可能很重要，因为：1）在很宽的参数范围内，LLAGN的辐射功率高于喷流功率，2）LLAGN的光谱能量分布使得辐射加热比具有相同光度的活动星系核更有效，3）活动星系核生命周期中的大部分时间都在LLAGN阶段。本文利用LLAGN的宽带光谱能量分布特征，计算了决定康普顿散射辐射加热的“康普顿温度”（$T_{\rm c}$）。我们发现，$T_{\rm c}\sim (5-15)\times 10^7$ K，取决于光谱的个人LLAGN和在距离黑洞，我们评估加热。我们还比较了这种加热过程与其他辐射加热和冷却过程，如光电离/复合。我们的结果可用于活动星系核反馈研究中辐射加热的精确计算。
2017-06-12 astro-ph.HE
What fraction of the density fluctuations in the Perseus cluster core is due to gas sloshing rather than AGN feedback?
钱德拉对英仙座星系团核心的深层观测显示了过多的复杂结构。已经发现，当观测到的团内介质的密度波动被转换为对活动星系核诱导的湍流的约束时，所产生的湍流加热率足以平衡整个中心220kpc的局部冷却。然而，虽然活动星系核反馈的特征（膨胀的气泡）在X射线图像中占主导地位的中心60千秒差距，超过这个半径，团内介质越来越多地受到气体晃动的影响，这也会产生X射线表面亮度的微妙变化。我们使用模拟钱德拉观察气体晃动模拟调查所观察到的密度波动的英仙座星系团的核心部分可能源于晃动，而不是AGN诱导的反馈。在60kpc外，我们发现所观察到的密度波动水平与仅由晃动产生的密度波动水平大致一致。如果是这样的话，活动星系核产生的湍流很可能不足以对抗60千秒差距以外的冷却。
2018-08-30 astro-ph.HE
Probing the Physics of Mechanical AGN Feedback with Radial Elongations of X-ray Cavities
活动星系核（AGN）的机械反馈在大质量星系、星系群和星系团中起着关键作用。然而，活动星系核喷流的能量含量，调解这一反馈过程仍然是远远不清楚。在这里，我们提出了一个大样本的X射线腔，这显然是由机械AGN反馈产生的径向伸长$τ$的初步研究。在我们的样品中的所有空腔都是沿着角（I型）或射流方向（II型）或近圆形（III型）伸长的。观察到的$τ$值随着空洞的急剧上升而大致下降，证实了在流体动力学模拟中发现的相同趋势。对于年轻腔，I型和II型腔都存在，后者占主导地位。假设空腔为球形，导出了内禀径向伸长$\barτ$与$τ$随倾角变化的解析关系，表明投影效应使空腔看起来更圆，但不会使I型空腔变为II型空腔，反之亦然.我们总结了模拟中年轻空洞的径向伸长，发现$\barτ$随着活动星系核喷流的动力学分数的增加而增加。而温和的射流总是产生II型空腔，热能为主的强射流产生I型空腔，动能为主的强射流产生II型空腔。我们的结果表明，一些活动星系核喷流是强大的，并占主导地位的热能（或宇宙射线）。然而，这些喷流并不主导活动星系核的反馈。如果大多数喷流都是以非动能为主，那么它们应该主要是温和的喷流。如果大多数喷流都很强，那么它们必然主要受动能的支配。
2020-09-10 astro-ph.HE
Numerical study of active galactic nucleus feedback in an elliptical galaxy with {\it MACER}
本文总结了我们最近通过高分辨率流体动力学数值模拟研究孤立椭圆星系活动星系核反馈的工作。求解了Bondi半径，计算了黑洞的质量吸积率。采用了最新的活动星系核物理，即冷吸积模和热吸积模的区分，以及在给定吸积率下活动星系核辐射和风的精确描述，并计算了它们与宿主星系气体的相互作用。物理过程，如恒星的形成和SNe反馈考虑在内。与观测结果一致，我们发现活动星系核大部分时间处于低光度区。活动星系核反馈总体上抑制了恒星的形成，但根据在星系中的位置和时间，它也可以增强恒星的形成，特定恒星形成速率的光变曲线与活动星系核光变曲线并不同步。我们发现风在控制活动星系核的光度和恒星形成中起着主导作用，但辐射也不能忽略。
2018-07-15 astro-ph.HE
Winds Against Alignment: AGN Feedback and the Spin Evolution of Massive Black Hole Binaries
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)（波茨坦莱布尼茨天体物理研究所）；Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Universit´e, CNRS（巴黎天体物理研究所，索邦大学，法国国家科学研究中心）；DiSAT, Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学 DiSAT 系）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；Dipartimento di Fisica G. Occhialini, Università di Milano-Bicocca（米兰-比可卡大学 G. Occhialini 物理系）；INAF, Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）
该研究通过GIZMO流体动力学模拟发现，AGN反馈会抑制大质量黑洞双星的自旋对齐，使其停滞并影响吸积，这对LISA引力波观测的解释具有重要意义。
2026-08-27 astro-ph.HE
Can AGN feedback break the self-similarity of galaxies, groups, and clusters?
人们普遍认为活动星系核的反馈可以打破星系、星系团和星系团的自相似标度关系。使用高分辨率的三维流体动力学模拟，我们隔离活动星系核反馈的影响，$L_{\rm x}-T_{\rm x} $关系，测试两个原型和共同制度，自我调节的机械反馈和类星体的热爆炸。我们发现活动星系核的反馈很难以一致的方式打破这种关系。相似破碎与$R_{500}$内的气体排空直接相关，而中心冷却时间与芯密度成反比。打破自相似性意味着打破冷核，将所有系统变形为非冷核物体，这与几个冷核系统的观测数据明显矛盾。自我调节的反馈，淬火冷却流和保存冷芯，防止戏剧性的疏散和相似性打破在任何规模的关系分散也是有限的。脉冲热爆可以在$T_{500} < 1$ keV下破坏包含核心的$L_{\rm x}-T_{\rm x}$，但实质上清空并过热晕，产生常年非冷核心群，正如宇宙学模拟所经历的那样。即使部分疏散，大规模系统仍然过热。我们表明，纯粹的活动星系核反馈的行动是降低光度和加热的气体，垂直于适合。
2014-01-20 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
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
X-ray Surface Brightness Profiles of Active Galactic Nuclei in the Extended Groth Strip: Implications for AGN Feedback
利用全波长扩展生长带国际巡天（AEGIS）的观测数据，我们统计地观测到了活动星系和正常星系在0.3 <= z <= 1.3的星际介质/团内介质（ICM）中的扩展X射线辐射。对于活动星系核（AGN）的宿主星系和正常星系样本，我们尝试性地在表面亮度剖面中探测到1- 10角秒尺度的过量X射线辐射，其亮度分布具有几个sigma的显著性。这种检测的确切意义是敏感的钱德拉的点扩散函数的真实表征。所观察到的过量的表面亮度轮廓是暗示较低的扩展发射活动星系核主机相比，正常的星系。这在性质上类似于活动星系核反馈模型中X射线表面亮度分布的理论预测，活动星系核的反馈很可能会将星系/星系团中心的气体抽空。我们建议，活动星系核，本质上是在X射线下发光，但具有等效的辐射热光度，我们的来源将是理想的样本，更有力地研究活动星系核的反馈扩散ISM/ICM气体的影响。
2015-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
