Molecular Gas Heating, Star Formation Rate Relations, and AGN Feedback in Infrared-luminous Galaxy Mergers
通过分析42个红外光度星系的CO谱线与辐射传输模型，发现不同CO谱线加热来源不同，且AGN对低光学深度星暴的CO谱线加热具负反馈作用。
2025-01-28 astro-ph.GA
Efficiency of Centrifugal Mechanism in Producing PeV Neutrinos From Active Galactic Nuclei
建立了一个多步骤的理论模型来追踪最近由IceCube合作组探测到的超高能（UHE）$[1-2]$ PeV中微子的起源。活动星系核磁层中的质子在不同的引力离心力作用下，通过广义双流不稳定性为朗缪尔波的参量激发提供自由能。在活动星系核磁层之外，这些波的朗道阻尼可以将质子加速到超高能量。这种机制的最终来源，朗缪尔-朗道-朗道驱动（LLCD），是致密物体的引力能。LLCD产生的UHE质子提供了通过适当的强子反应产生UHE中微子的基本成分;能量约为$10^{17}$ eV的质子可以在活动星系核周围的等离子体中产生，其辐射热光度为$10^{43}$ ergs $^{-1}$。通过对能量区间$[1-2]$ PeV的河外中微子扩散能流的估算，我们发现在总测热光度中，一个可接受的小部分$0.003\%$就足以产生观测到的河外超高能中微子流.
2018-02-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Acceleration of high energy protons in AGN relativistic jets
本文研究了在超大质量黑洞磁层中预加速的高能质子相对论喷流的加速问题。当质子通过喷流轴和其外围之间的总电势差$U$时，质子达到最大能量。这种电压是由旋转的黑洞产生的，并沿着磁场线传输到喷流中。结果表明，质子在喷流中的运动轨迹可分为三组：未捕获、捕获和未加速。未被捕获的粒子不会被喷流内部的极向和环向磁场所保持，因此它们会逃离喷流，并且它们的能量等于最大值$eU$。被捕获的质子沿着射流运动，并在径向方向上振荡。它们的能量在$0.74 eU$值附近变化。在强磁场中，在磁层中预加速的质子被压向喷流轴，实际上在喷流中不被加速。这项工作定义了一系列最知名的AGN对象与相对论性喷流和微类星体SS433的加速制度。
2020-08-07 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Two-temperature Magnetohydrodynamic simulations for sub-relativistic AGN jets:Dependence on the fraction of the electron heating
我们提出了两个温度的磁流体动力学模拟的活动星系核的亚相对论喷流的传播的结果。电子和离子的温度分布的依赖性上的电子加热铁在冲击波前的分数进行了研究，为Fe=0，0.05，和0.2。数值结果表明，在亚相对论性、稀薄喷流中，穿过终端激波的喷流等离子体形成热的双温等离子体，其中离子温度高于电子温度。双温等离子体膨胀并形成被称为茧的回流，其中离子温度保持高于电子温度超过1亿年。茧中的电子通过库仑碰撞被离子持续加热，因此茧中的电子温度保持在Te > 10^9 K。由于电子数密度较低，蚕茧的X射线辐射很弱。与此同时，软X射线从围绕茧的受冲击的团内介质中发射出来。混合射流等离子体和冲击的intracluster介质通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性在界面处增强周围的茧和冲击intracluster介质之间的接触不连续性的X射线发射。
2020-03-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN Heating in Simulated Cool-Core Clusters
我们分析加热和冷却过程中的一个理想化的模拟冷核心集群，动量驱动的活动星系核反馈平衡辐射冷却的时间平均意义上。我们发现，平均而言，通过激波的能量耗散几乎是一个数量级高于通过湍流。模拟中的大多数激波都是马赫数小于1. 5的非常弱的激波，但较强的激波虽然很少见，但更有效地耗散能量。我们发现，冲击耗散是一个陡峭的函数的半径，与大部分的能量消散在30千秒差距，而辐射冷却损失面积不集中。然而，绝热过程和（激波后物质和周围气体的）混合能够将热量重新分配到整个核心。活动星系核能量的相当一部分也逃逸出核心区域。在Gyr时间尺度上，星系团经历了活动星系核爆发的周期，伴随着降水增强和恒星形成的周期。星系团核心在每个周期结束时都处于欠热状态，但在活动星系核爆发的高峰期则处于过热状态。在加热占主导地位的阶段，湍流耗散本身往往能够平衡每个半径的辐射冷却，但当这种情况发生时，冲击波不可避免地耗散更多的能量。我们的模拟解释了为什么一些星系团，如阿贝尔2029，是冷却为主，而在其他一些星系团，如英仙座，各种加热机制，包括冲击加热，湍流耗散和气泡混合都可以单独平衡冷却，并一起，过热的核心。
2016-11-16 astro-ph.GA
Comment on "A snapshot of the oldest AGN feedback phases"
我们对最近的一个基于新的LOFAR射电观测的说法提出了异议，即混合不会加热星系群Nest200047的群内介质。我们认为，相反，即主要的加热过程是混合，通过显示，在这个星系群中的灯丝的无线电形态是定性地再现了过去的三维流体动力学模拟，也表明，主要的加热过程是通过混合的热气体从喷气膨胀的气泡与intracluster（或intracgroup）介质。
2021-10-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-resolution, 3D radiative transfer modelling IV. AGN-powered dust heating in NGC 1068
尘埃排放是整个宇宙中恒星形成和ISM质量的重要诊断，可以由与正在进行的恒星形成无关的来源提供动力。在DustPedia项目的框架内，我们已经着手将正在进行的恒星形成的辐射与较老的恒星星族的辐射分开。这是通过详细的，三维辐射转移模拟面对螺旋星系。在这项特别的研究中，我们关注的是NGC 1068，它包含一个活动星系核（AGN）。活动星系核（在环面之外）对弥漫尘埃加热的影响，迄今为止只对类星体进行了研究。这种额外的尘埃热源进一步污染了经典星系建模工具赖以获得物理特性的宽带通量。我们的目标是拟合一个现实的模型NGC 1068的观测和量化的几个尘埃热源的贡献。我们的模型能够再现银河系的全球光谱能量分布。它与分辨的光学和红外图像匹配得相当好，但在UV和亚毫米上有偏差。我们发现活动星系核污染对宽带通量有很强的波长依赖性。它在MIR中达到峰值，在FIR中下降，但在submm波长处再次上升。我们量化了每个3D尘埃单元中尘埃热源的贡献，并发现恒星形成组分的中值为83%。活动星系核的贡献在圆盘中的百分比水平上是可以测量的，但在内部的几个100 pc中迅速增加，峰值超过90%。这是第一次在附近的恒星形成星系中量化AGN加热其环面以外的弥漫尘埃的现象。NGC 1068只包含一个弱的活动星系核，这意味着这种效应在活动星系核更明亮的星系中可能更强。这可能会显着影响导出的恒星形成率和ISM质量的这样的系统。
2020-05-04 astro-ph.GA
Impact of Jet Density on Intracluster Medium Heating in Self-Regulated AGN Feedback Simulations
National Taiwan University（国立台湾大学）；National Tsing Hua University（国立清华大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
研究通过三维水动力模拟探讨喷流密度对团内介质加热的影响，发现轻喷流更易被冷气体偏转，但加热效率较低，需更高功率维持自调节，强调喷流密度在AGN反馈中的关键作用。
2025-10-20 astro-ph.GA
Interplay among Cooling, AGN Feedback and Anisotropic Conduction in the Cool Cores of Galaxy Clusters
来自活动星系核的反馈是解决星系团冷却流问题最有希望的加热机制之一。然而，热传导的作用仍然不清楚。以前的研究表明，在集群冷却核心（CC）的各向异性热传导可以驱动热通量驱动的浮力不稳定性（HBI），重新定向的磁场线在方位角方向和隔离的核心从外围的传导加热。然而，AGN如何与HBI相互作用仍然是未知的。为了理解这些相互交织的过程，我们进行了第一个3D磁流体动力学（MHD）模拟孤立的CC集群，包括各向异性传导，辐射冷却，活动星系核反馈。我们发现：（1）对于团簇中的实际磁场强度，磁张力可以抑制HBI不稳定模式的显著部分，因此HBI被完全抑制或显著受损，这取决于未知的磁场相干长度。(2)由活动星系核喷流驱动的湍流可以有效地使磁场线随机化，并使电导率维持在约1/3的斯皮策值;然而，活动星系核驱动的湍流不是体积填充的。(3)在英仙座星系团中，核心内的传导加热可能会导致约10%的辐射损失，而对于英仙座质量两倍的星系团，辐射损失高达约50%。(4)热传导对活动星系核活动和最热星系团的ICM性质有着不同的影响，未来的观测可能会发现这些影响，以限制星系团的传导水平。文中还讨论了冷气体的分布及其意义。
2016-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN activity and IGM heating in fossil cluster RX J1416.4+2315
我们研究了化石星系团RX J1416.4+2315中的活动星系核（AGN）活动。使用巨型米波射电望远镜在1420 MHz和610 MHz两个频率上进行了射电观测。在610MHz图上，观测到一个从中央核向外延伸的弱射电瓣.假设射电瓣起源于活动星系核的中心，注入星系间介质（IGM）的能量仅足以加热星系核中心50 kpc，而冷却半径较大（$\sim$ 130 kpc）。在硬度比图中，已经确定了三个低能腔。在这些地区没有检测到无线电发射。我们评估了膨胀空腔所需的功率，并表明总能量预算足以抵消辐射冷却。我们发现初始条件会显著改变结果。此外，还估算了Bondi吸积对活动星系核的供能效率。
2015-09-29 astro-ph.GA
AGN jet feedback on a moving mesh: cocoon inflation, gas flows and turbulence
在许多观测到的星系团中，由吸积过程发射到超大质量黑洞上的喷流膨胀成充满高能相对论性等离子体的大尺度空洞。这一过程被认为是调节冷却损失的原因，从而减缓了气体流入中央星系，抑制了进一步的恒星形成，并使星系保持在红色和死亡状态。在本文中，我们实现了一个新的射流反馈方案到移动网格代码arepo，比较不同的射流注入技术，并证明我们的实施的有效性，通过比较简单的分析模型。我们发现，射流可以显着影响的群内介质（ICM），抵消过冷通过一些加热机制，以及驱动湍流，虽然在喷叶。然而，射流驱动的湍流在很大程度上是无效的热源，即使射流瓣有效地填充冷却区域，也不太可能主导ICM加热预算，因为它最多只包含总注入能量的百分之几。相反，我们表明，ICM气体运动，产生的轨道子结构，而在加热ICM效率低下，驱动大规模的湍流，并结合射流反馈时，导致视线的速度和速度分散与瞳观测的英仙座星系团一致。
2017-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Relationship Between Halo Mass, Cooling, AGN Heating, and the Coevolution of Massive Black Holes
我们推导了45个星系团的X射线质量、光度和温度分布，以探讨晕质量、活动星系核反馈和中心冷却时间之间的关系。我们发现，在中央星系团星系的射电-机械反馈功率（这里称为“活动星系核功率”）与晕质量的相关性为P $_{\rm mech}$ $\propto$ M $^{1.55\pm0.26}$，但只有在晕与中央大气冷却时间短于1 Gyr。活动星系核功率随晕质量变化的趋势与活动星系核反馈回路的自调节所预期的标度一致，也与星系和中心黑洞沿$M_{\rm BH} - σ$关系的共同演化一致。在中心大气冷却时间比$\sim 1$ Gyr长的星系团中，活动星系核的能量通常比中心冷却时间短的星系团低两个数量级。星系团的中心冷却时间较长，但仍然经历着持续的，偶尔强大的活动星系核爆发。我们进一步研究反馈对集群标度关系的影响。我们发现$L-T$，和$M-T$的关系，在集群中的反馈是陡峭的直接证据比自相似的，但不是典型的相比，以前的研究，整个集群人口。当气体质量增加时，恒星质量几乎保持不变，总质量增加，与早期的研究一致。无论中央冷却时间如何，这种趋势都被发现，这意味着随着中央星系晕的增长，中央星系的恒星形成受到严格的调节，以及活动星系核加热和大气冷却之间的长期平衡。我们的标度关系的形式，可以很容易地纳入星系演化模型。
2016-10-11 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
Core Formation in High-z Massive Haloes: Heating by Post Compaction Satellites and Response to AGN Outflows
在恒星形成星系中观测到的旋转曲线表明，在$z\!\sim\! 2$质量为$\geq\! 10^{12}M_\odot$的晕内，延伸的扁平核心中暗物质令人费解地缺乏。目前的宇宙学模拟无法重现这一点，超新星驱动的外流在如此巨大的晕中并不有效。我们解决了一个混合的情况下，后压缩合并卫星加热的暗物质尖动态摩擦，允许活动星系核驱动的外流产生的核心。使用解析和半解析模型（SatGen），我们估计的动力摩擦加热作为一个函数的卫星紧凑性的宇宙学序列的合并。宇宙学模拟（VELA）表明，卫星的初始维里质量$>\!10^{11.3}M_\odot$，经历湿压缩，变得足够紧凑的显着加热。这些卫星在$z\!\sim\! 2$的半维里时间内加热了尖点，构成了晕$\geq\!10^{12}M_\odot$上吸积的主要部分。使用外流驱动的核心形成（CuspCore）的模型，我们证明了加热的暗物质尖发展扩展的核心，以响应去除一半的气体质量，而更紧凑的恒星系统保持不变。合并使暗物质保持高温，而新鲜和循环的气体供应足以供活动星系核流出。活动星系核确实在$\geq\!10^{12}M_\odot$晕中变得有效，在那里，黑洞的增长不再受到超新星的抑制，它的增长驱动的快速增长是由热CGM维持的。为了模拟再现动力摩擦效应，他们应该解决大型卫星的压实问题，避免人为的潮汐干扰。活动星系核的反馈可以通过星系团黑洞吸积和星系团对活动星…
2021-06-02 astro-ph.GA
Molecular Gas Heating and Modified Dust Properties in Active Galaxies: Growing Black Holes or Tidal Shocks?
我们调查，如果和如何成长超大质量黑洞（SMBH）被称为活动星系核（AGN）和引力相互作用影响温暖的分子气体和星系尘埃。我们的分析集中在z < 0.1的630个星系的形态和温暖的ISM属性。我们使用泛星巡天的灰色图像将星系分为合并，早期合并和非合并。我们使用MIR光谱测量旋转H2跃迁，尘埃和PAH功能，硅酸盐发射或吸收线在9.7微米，研究引力相互作用如何影响温暖的ISM活动星系核和非活动星系核主机。我们发现，在活动星系核的主机，ISM是温暖的，H2的多环芳烃的比例较大，多环芳烃的发射线比和硅酸盐强度有一个更广泛的值范围比非活动星系核主机。我们发现，合并和非合并的H2排放之间的一些统计差异，但这些差异是不太统计显着的活动星系核和非活动星系核主机之间的差异。
2020-04-03 astro-ph.GA
Mid-Infrared Spectroscopic Evidence for AGN Heating Warm Molecular Gas
我们分析了斯皮策红外光谱仪观测到的2,015个星系的中红外（MIR）光谱，包括具有超大质量黑洞的天体和大部分红外辐射来自新形成恒星的天体。我们确定在星系中心的超大质量黑洞-被称为活动星系核（AGN）-是否以及如何加热和吸收其宿主星系的尘埃和分子气体。我们使用四个MIR诊断来估计活动星系核对总MIR辐射的贡献。我们指的是星系的活动星系核的贡献超过50%的总MIR辐射作为活动星系核占主导地位。我们比较了PAH发射特征的相对强度，发现活动星系核主导源中的PAH颗粒比非活动星系核主导源中的PAH颗粒具有更宽的尺寸范围和电离分数。我们测量了H_2的转动跃迁，估算了单个目标的H_2激发温度和质量，估算了活动星系核对MIR的贡献所叠加的光谱的H_2激发温度，并通过分层贝叶斯模型估算了H_2的激发温度分布。在活动星系核主导星系和非活动星系核主导星系中，H_2S（5）和H_2S（7）纯转动分子氢跃迁对的激发温度平均相差200 K。我们的研究结果表明活动星系核会影响其宿主星系的星际介质。
2019-09-27 astro-ph.GA
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
The role of star-formation and AGN in dust heating of z = 0.3-2.8 galaxies - I. Evolution with redshift and luminosity
本文对$z=0.3-2.8$的343（Ultra）Luminous Infrared Galaxies的红外光谱能量分布进行了表征。我们诊断的活动星系核的存在下，分解个别斯皮策中红外光谱到恒星形成和活动星系核供电的连续发射，我们分类为恒星形成星系（SFG），活动星系核，或复合材料的来源。复合材料占我们样品的30%，在微弱和明亮的$S_{24}$中普遍存在，使它们成为红外活动星系核发射的重要来源。我们结合光谱学与多波长光度学，包括赫歇尔成像，创建三个库的公开可用的模板（2 - 1000 $μ$ m）。我们使用两个温度修改的黑体来测量冷和暖尘埃温度（$T_c$和$T_w$），以拟合远红外发射。我们发现，$T_c$不依赖于中红外分类，而$T_w$显示出一个显着的增加，活动星系核变得更加明亮。我们测量了活动星系核中红外辐射和活动星系核对$L_{\rm IR}$的贡献之间的二次关系。活动星系核、复合星系和SFG在$S_8/S_{3.6}$和$S_{250}/S_{24}$中分离，为估计这些源的相对数量提供了有用的诊断。我们估计，即使在微弱的选择阈值（$S_{24}$> 100 $μ$ Jy）下，超过40%的IR选择样本也有活动星系核。我们的分解技术和颜色诊断与詹姆斯韦伯太空望远镜即将进行的观测有关。
2015-10-09 astro-ph.GA
The Effect Of AGN Heating On The Low-Redshift Lyα Forest
利用Illustris模拟研究了活动星系核加热和紫外背景对低红移Lyman- $α$森林柱密度分布的影响。我们表明，Illustris再现观测$z =0.1$在列密度范围$10^{12.5} - 10^{13.5}$ cm $^{-2}$，相关的“光子生产不足的危机。“我们将此归因于AGN反馈的包含，它改变了气体分布，以模拟额外光子的影响，以及Faucher-Giguère紫外背景的使用，它在$z=0.1$比以前考虑的Haardt & Madau背景更电离。我们表明，运行与平滑粒子流体动力学和模拟使用移动网格的模拟之间的差异是小的，在此列密度范围内，但可以更显着在较大的列密度。我们进一步考虑了超新星反馈、Voigt轮廓拟合和有限分辨率的影响，所有这些对CDD的影响都很小。最后，我们确定了我们的模拟和观测之间的差异，在柱密度$10^{14} - 10^{16}$ cm $^{-2}$，其中Illustris产生太少的吸收体，这表明活动星系核反馈模型应进一步完善。由于“光子生产不足危机”主要影响低柱密度系统，我们得出结论，活动星系核反馈和标准电离背景模型可以解决危机。
2017-02-07 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 the halo heating from AGN feedback with ALMA
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应可以用来研究类星体反馈引起的环星系介质的加热和随后对宿主星系上冷气体吸积的抑制。我们使用的深ALMA观察HE 0515 -4414在波段4，最明亮的类星体已知的宇宙恒星形成的高峰期（z=1.7），寻找SZ信号跟踪加热的星系晕。ALMA的灵敏度范围广泛的空间尺度，使我们能够解开发射紧凑的来源，从负面的，扩展SZ信号。我们获得了一个边缘S-Z检测（~3.3 $σ$）的尺度约为300千秒差距（30-40弧秒），在0.2 mJy的水平，0.5 mJy后，应用校正因子的初级光束衰减和通量，是解决了阵列。我们表明，我们的结果是一致的模拟ALMA观测类似的类星体在FABLE宇宙学模拟。我们强调，检测SZ信号更容易实现在可见度平面比（推断）图像。我们还证实了边缘检测（3.2 $σ$）的潜在SZ下降在较小的规模（<100千秒差距）已经声称由其他作者，可能突出的复杂结构的晕加热。最后，我们使用SZ映射从FABLE宇宙学模拟，卷积与ALMA模拟，说明波段3的观测是更有效地检测SZ信号具有更高的意义，并讨论了最佳的观测策略。
2019-10-14 astro-ph.GA
The multi-phase ISM in the nearby composite AGN-SB galaxy NGC 4945: large (parsecs) scale mechanical heating
我们的目标是利用赫歇尔卫星的光谱和光度数据对附近的复合AGN-SB星系NGC 4945进行全面研究。特别是，我们希望通过使用HIFI，PACS，SPIRE以及APEX数据在不同空间尺度上对12^CO发射的空间分布进行多跃迁分析来表征该星系的热结构。我们结合12 ^CO/IR通量比和12 ^CO图像的LTE分析，推导出空间尺度从<200 pc到2 kpc的星际介质（ISM）的热结构。从12^CO分析中，我们发现导出的温度和12^CO/IR比值的分布有明显的趋势。值得注意的是，在中等尺度（360 pc-1 kpc）下，我们看到X射线流出方向的温度很高，而在较小尺度（<200 pc-360 pc）下，由高J线得出的最高温度不是朝向核，而是朝向星系平面。从12 CO多跃迁分析得出的热结构表明，机械加热，如冲击或湍流，占主导地位的加热的ISM在NGC 4945的核心位于超过100 pc的星系中心。这一结果得到了Kazandjian等人2015年模型的进一步支持，当包括机械加热机制时，该模型能够再现在高J（PACS）12^CO跃迁时观察到的发射。激波和/或湍流很可能是由在X射线中观察到的禁止势和外流产生的。
2020-07-30 astro-ph.GA
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
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
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
GATOS XI : Excess dust heating in the Narrow Line Regions of nearby AGN revealed with JWST/MIRI
GATOS XI研究揭示近邻AGN窄线区尘埃过热现象，通过JWST/MIRI观测发现尘埃加热可能由冲击波驱动。
2026-01-06 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
Searching For Fossil Evidence of AGN Feedback in WISE-Selected Stripe-82 Galaxies By Measuring the Thermal Sunyaev-Zel'dovich Effect With the Atacama Cosmology Telescope
我们利用热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应直接测量了星系周围气体的热能。我们对来自阿塔卡玛宇宙望远镜的微波背景图像进行了叠加分析，其中包括1179个0.5 <= z <= 1.0（“低z”）的大质量静止椭圆星系和3274个1.0 <= z <= 1.5的星系（'高z'），使用来自宽视场红外巡天探测器全天巡天和斯隆数字巡天（SDSS）条纹-82字段内的数据进行选择。这些星系周围的气体预计包含能量从过去的事件的活动星系核（AGN）的反馈，并使用建模减去未检测到的污染物后，我们检测到的tSZ信号的意义为0.9西格玛为我们的低Z星系和1.8西格玛为我们的高Z星系。然后，我们包括数据从高频普朗克波段的一个子集的227个低Z星系和529个高Z星系，并找到低Z和高Z的tSZ检测1.0西格玛和1.5西格玛，分别。这些结果表明，低z星系周围的平均热加热为5.6（+5.9/-5.6）x 10^60 erg，高z星系为7.0（+4.7/-4.4）x 10^60 erg。基于简单的加热模型，这些结果是一致的重力加热没有额外的加热由于AGN反馈。
2016-12-08 astro-ph.GA
The Near-Infrared CO Absorption Band as a Probe to the Innermost Part of an AGN Obscuring Material
我们对邻近活动星系核（AGN）的4.67 $μ$ m CO振转吸收带进行了系统的分析，并通过拟合一个平面平行局域热平衡气体模型，分析了从AKARI和Spitzer光谱观测中收集的10个邻近星系的CO吸收轮廓。我们发现CO气体温度高（200- 500 K），具有大的柱密度（$N_\mathrm{H}\gtrsim10^{23}~\mathrm{cm^{-2}}$）。气体的加热不能用紫外线加热或冲击加热来解释，因为这些过程不能代表温暖气体的大柱密度。相反，来自原子核的X射线光子是最有说服力的能量来源，它可以产生大柱的热气体，最高可达$N_\mathrm{H}\sim10^{24}~\mathrm{cm^{-2}}$。从CO带估算的氢柱密度小于从X射线观测推断的氢柱密度。这些结果表明，近红外CO吸收探测的区域是在核附近，位于X射线发射区之外。此外，所观察到的深吸收轮廓所需的覆盖因子接近1表明，探测区域接近连续源，这可以被指定为活动星系核周围的遮蔽材料的内缘。
2017-12-06 astro-ph.GA
Feedback from Reorienting AGN Jets
目的：在一个中心冷却时间较短的星系团环境中，我们测试了来自活动星系核（AGN）的重定向喷流对团内介质的影响。我们调查的外观和性能所产生的空腔，并提供近各向同性加热的冷却集群核心的射流的效率。方法：我们使用数值模拟来探索在几个活跃/不活跃的周期射流的四种模式。我们保持喷射功率和持续时间固定，仅改变喷射角度处方。我们跟踪的总能量的团内介质（ICM）在集群核心随着时间的推移，和喷射能量转移到ICM的分数，注意的能量沉积。我们还比较了模拟集群的合成X射线图像与实际观测。结果如下：重新定向最小的射流（$\lesssim 20^{\circ}$）通常会产生相互连接的空腔的锥形结构，锥体的张角为$\sim 15-20^{\circ}$，从集群中心延伸至$\sim 300$ kpc。这样的喷流将大约$60\%$的能量转移到ICM，但是它们在加热团核时不是很有效，因为喷流能量沉积在更远处。通过$\gtrsim 20^{\circ}$重新定向的射流通常产生多对分离的空腔。这些空腔虽然较小，但在中心50 kpc内膨胀，并且更加各向同性分布，从而更有效地加热核心。这样的喷流，超过几百万年，可以在需要的地方沉积高达$80\%$的能量。因此，这些模型最接近加热/冷却平衡，并减轻核心的失控冷却，即使所有模型具有相同的功率/持续时间曲线。此外，相应的合成X射线图像显示出与真实冷核星系团中所见非常相似的结构。
2018-08-17 astro-ph.GA
High-Resolution ALMA Imaging for a Gravitationally-lensed Quasar at $z=6.5$: Constraining the AGN Contribution to Galactic-Scale Dust Heating
University of Arizona（亚利桑那大学）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）；University of Michigan（密歇根大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Peking University（北京大学）
利用高分辨率ALMA观测引力透镜类星体J0439+1634，通过像素化透镜建模和辐射传输模型，发现AGN加热主导亚毫米辐射在~100 pc内，贡献约13%的亚毫米通量，表明高红移类星体的恒星形成率可能被轻微高估。
2026-06-09 astro-ph.GA
