Multiphase Powerful Outflows Detected in High-z Quasars
George Chartas, Massimo Cappi, Cristian Vignali, Mauro Dadina, Vincent James, Giorgio Lanzuisi, Margherita Giustini, Massimo Gaspari, Sarah Strickland, Elena Bertola
备注:
29 pages, includes 11 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal
We present results from a comprehensive study of ultrafast outflows (UFOs) detected in a sample of fourteen quasars, twelve of which are gravitationally lensed, in a redshift range of 1.41-3.91, near the peak of the AGN and star formation activity. New XMM-Newton observations are presented for six of them which were selected to be lensed and contain a narrow absorption line (NAL) in their UV spectra. Another lensed quasar was added to the sample, albeit already studied, because it was not searched for UFOs. The remaining seven quasars of our sample are known to contain UFOs. The main goals of our study are to infer the outflow properties of high-z quasars, constrain their outflow induced feedback, study the relationship between the outflow properties and the properties of the ionizing source, and compare these results to those of nearby AGN. Our study adds six new detections ( > 99% confidence) of UFOs at z > 1.4, almost doubling the current number of cases. Based on our survey of six quasars selected to contain a NAL and observed with XMM-Newton, the coexistence of intrinsic UV NALs and UFOs is found to be significant in > 83% of these quasars suggesting a link between multiphase AGN feedback properties of the meso- and micro-scale. The kinematic luminosities of the UFOs of our high-z sample are large compared to their bolometric luminosities (median of L_K/L_Bol ~ 50%). This suggests they provide efficient feedback to influence the evolution of their host galaxies and that magnetic driving may be a significant contributor to their acceleration.
Massive dusty multiphase outflow in local merger shows no sign of slowing on kiloparsec scales
Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理研究所);Armagh Observatory and Planetarium(阿马天文台和天文馆);INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Dipartimento di Fisica e Astronomia Augusto Righi, Università degli Studi di Bologna(博洛尼亚大学奥古斯托·里基物理与天文学系);INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间科学与天体物理学观测站)
Multiphase Gas Nature in the Sub-parsec Region of the Active Galactic Nuclei. III. Eddington Ratio Dependence on the Structures of Dusty and Dust-free Outflows
Kinematics and Dynamics of Multiphase Outflows in Simulations of the Star-Forming Galactic ISM
由恒星反馈产生的星系外流在本质上是多相的。观测和模拟都表明,在银河系盘中面的几千秒差距内的物质是由嵌入在热风中的暖云组成的。从理论上理解外流现象,包括风和喷泉流,需要研究热相之间的相互作用。我们开发了一种方法来量化这些相互作用,通过测量的质量,动量和能量通量交换使用时间和空间平均量和守恒定律。我们将这种方法应用于恒星形成ISM MHD模拟的基础上TIGRESS框架,太阳邻域条件。为了评估阶段之间的相互作用的程度,我们首先检查"弹道模型“的有效性,该模型预测了被视为非相互作用云的暖相($5050\,\rm{K}<T<2\times10^4\,\rm{K}$)的轨迹。该模型在中等垂直速度($ 50$ km s $^{-1}$ $\lesssim |v_z| \lesssim 100 $ km s $^{-1}$)下是成功的,但在较高速度下,我们观察到与弹道模型相比,模拟的温暖流出量过多。高速中温($2\times10^4\,\rm{K}<T<5\times10^5\,\rm{K}$)气体的冷却不能完全解释这种差异。通过考察质量、动量和能量的通量,我们得出结论,热相通过中间相的冷却获得质量,而动量从热相($T>5\times10^5\,\rm{K}$)转移到热相。来自热流出的大的能量通量被转移到温暖和中间阶段,并迅速辐射出去。一个简单的相互作用模式意味着喷泉流中的有效暖云尺寸为几个100…
Observational Constraints on the Multiphase Nature of Outflows Using Large Spectroscopic Surveys at $z\sim$0
质量流出率和负载因子通常用于推断银河系尺度流出的淬灭潜力。然而,这些通常依赖于单一气相的观测,这可能严重低估了总喷射气体质量。为了解决这个问题,我们使用的观测数据的高质量($\geqslant$ 1 - 0 $^{10}$ M $_{\odot}$),正常的恒星形成星系在$z\sim$ 0从MANGA,xCOLD GASS,xGASS和ALMANFA调查和堆叠的NaD,H $α$,CO(1-0)和HI 21厘米示踪剂的平均,总质量流出率和加载因子的限制。我们发现在中性和电离气体示踪剂的外流检测,没有检测到在堆栈的分子或原子气体排放。流出分量的模拟显示,对于中性气体和电离气体,速度分别为$|$ v $_{\text{NaD}}|$ =131 km s $^{-1}$和$|$ v $_{\text{H}α}|$ =439 km s $^{-1}$,流出速率分别为$\dot{M}_{\text{NaD}}$ =7.55 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$和$\dot{M}_{\text{H}α}$ =0.10 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$。假设分子/原子流出速度为200 km/s的$^{-1}$,我们推导出分子和原子气体的上限分别为$\dot{M}_{\text{CO}}<$ 19.43 M $_{\odot}$年$^{-1}$和$\dot{M}_{\tex…
Absorption-line Environments of High-redshift BOSS Quasars
大质量星系演化的早期阶段通常涉及由星暴或中央类星体驱动的外流加上冷模吸积(下落),这增加了星系中的质量积聚。为了研究类星体环境中这些流入和流出的性质,我们使用SDSS-BOSS DR 12的光谱数据研究了正和负速度变化下的窄吸收线(NALS)与其他类星体属性的相关性,例如它们的宽吸收线(BAL)流出和射电响度。我们的研究结果表明,关联吸收线(AALs)和流出AALs的发生率与BALs强烈相关,这表明大多数AALs形成类星体驱动的流出。多个AAL也与BALs密切相关,这表明类星体的外流往往是高度结构化的,并且可以沿着我们的视线产生具有不同速度变化的多种气体成分。在有BALs的类星体中,入射的AAL比没有BALs的类星体更少出现。这表明BAL外流在宿主星系中起着大规模的作用,并抑制了IGM气体的流入,支持了类星体外流在向宿主星系反馈中起着重要作用的理论模型。尽管有更大的距离,入流AAL比流出AAL更高度电离,这可以归因于较低的密度在入流吸收。
VLT/UVES Observation of the Outflow in Quasar SDSS J1439-0106
我们分析了类星体SDSS J143907.5-010616.7的VLT/UVES光谱,从UVES光谱类星体吸收数据库中检索。我们确定了两个流出系统的光谱:一个迷你宽吸收线(迷你BAL)系统和窄吸收线(NAL)系统。我们测量了具有Fe II的激发态吸收槽的mini-BAL($v=-1550$ km s $^{-1}$)流出物的离子柱密度。我们根据Fe II的激发态和基态丰度的比值确定了电子数密度$\log{n_e}=3.4^{+0.1}_{-0.1}$,并发现外流的动力学光度是类星体爱丁顿光度的$\lesssim 0.1 \%$,这使得它不足以对活动星系核的反馈做出贡献.
我们提出了自适应光学辅助近红外积分场光谱观测的发光类星体在$z = 2.4$,以前观察到的第一个已知的例子,在高红移的大规模类星体驱动的流出淬火恒星形成在其宿主星系。核谱显示吸收中的宽的蓝移H $β$,其追踪具有高密度($>10^8$ - $10^9$ cm $^{-3}$)和超过10,000 km s $^{-1}$的速度的流出气体。外流云的特性(覆盖因子、密度、柱密度和推断的位置)表明它们可能来自宽线区。这种核区域的能量学与大规模外流中观察到的能量学是一致的,支持类星体驱动的外流源自核区域并且是能量守恒的模型。我们注意到,H $β$和H $α$发射线的不对称轮廓可能是由于沿着视线的密集流出气体的吸收。这种外流引起的不对称性的影响,估计的黑洞质量使用维里估计,并警告其他几个类星体的特点是类似的线不对称性的影响。更一般地说,我们的研究结果可能会提出一个更广泛的修订的分解和解释类星体的光谱特征,以考虑到潜在的广泛的蓝移巴耳末吸收线的存在。我们的高空间分辨率数据还揭示了红移,动态冷星云发射线,可能跟踪流入流。
HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500-1050 Å Rest Frame: III. Four Similar Outflows in 2MASS J1051+1247 with Enough Energy to be Major Contributors to AGN Feedback
我们在哈勃空间望远镜/宇宙起源摄谱仪的类星体2 MASS J1051+1247的光谱中探测到四个非常有活力的外流,其组合动力学光度($\dot{E_k}$)为10 $^{46}$ erg s $^{-1}$。显着的相似之处被认为是在这些流出:4900和5700公里秒$^{-1}$之间的速度质心,距离中央源($R$)的几百秒差距内的错误都是一致的,和一个$\dot{E_k}$内的一个因素为2的所有流出。因此,外流的共同来源是可能的。大部分流出的物质存在于一个非常高的电离阶段,明显的是来自Ne VIII,Na IX,Mg X和Si XII的波谷,这将这些紫外线流出的物理条件与附近塞弗特星系中看到的X射线暖吸收体流出相连接。三个流出具有两个或三个独立的诊断的电子数密度,产生一致的值为每个流出,这增加了稳健性的$R$测定。槽从未见过的Ar VI,O IV*,Ne VI*,和Ne V* 的离子跃迁被确定。结合$\dot{E_k}$是类星体的爱丁顿光度的$7.0^{+6.5}_{-2.3}$ %,这些外流是主要的候选人是各种活动星系核反馈效应的主要代理人。
Simulating winds in the Galactic centre: I. Supernova-driven multiphase outflows and HI cloud acceleration
University of Florence(佛罗伦萨大学);INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所 - 阿切特里天文台);Institute of Astronomy, Nicolaus Copernicus University(尼古拉·哥白尼大学天文学研究所);École Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Nicolaus Copernicus Astronomical Centre(尼古拉·哥白尼天文学中心)
The Launching of Galactic Winds from a Multiphase ISM
Max Planck Institute for Astrophysics(马普天体物理研究所);Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg(海德堡大学天文学计算研究所);Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg(汉堡大学天文台)
Cosmic Ray Feedback in Galactic Disks: Star Formation, Cosmic Ray Transport, and Multiphase Outflows in TIGRESS++ Simulations
Princeton University(普林斯顿大学);University of Florence(佛罗伦萨大学);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文学与宇宙科学研究所);Flatiron Institute(费迪顿研究所);Columbia University(哥伦比亚大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院)