Моделирование показало: скорость джетов от черных дыр меняет структуру скоплений
Активные ядра галактик (AGN) выбрасывают мощные струи плазмы — джеты, которые способны переносить энергию и вещество на огромные расстояния. Как именно эти джеты влияют на эволюцию скоплений галактик, долгое время оставалось неясным. Новое исследование, выполненное с помощью гидродинамического моделирования, проливает свет на этот процесс.
Ученые использовали серию zoom-симуляций на основе проекта The Three Hundred и модели SIMBA-C. Они варьировали скорость джетов, их ориентацию и время задержки гидродинамической связи, чтобы изучить, как эти параметры влияют на состояние горячего газа в скоплениях и за их пределами.
Ключевым выводом стало доминирование скорости джетов. При высоких скоростях струи сильнее нагревают разреженные области на ранних этапах (z > 1), а в более поздние эпохи подавляют звездообразование, выбрасывают барионное вещество и замедляют рост черных дыр. Низкоскоростные джеты, напротив, оказывают слабое влияние на окружающую среду.
Особенно чувствительным индикатором оказался тепловой эффект Сюняева — Зельдовича (tSZ). В центральных областях скоплений и в филаментах сигнал меняется лишь на 10%, однако в разреженных зонах вне филаментов его усиление достигает 100%. Это делает такие области перспективными для проверки моделей обратной связи AGN.
Сравнение с данными рентгеновского обзора eRASS1 и наблюдениями ярчайших галактик скоплений показало, что лучше всего с наблюдениями согласуются сценарии с высокоскоростными джетами. Авторы отмечают, что горячий газ в малоплотной среде является точным тестом для теорий обратной связи.
В будущем детекторы вроде обсерватории Simons Observatory (миллиметровый диапазон) и спектрального эксперимента FOSSIL смогут с высокой точностью измерять tSZ-сигнал в разреженных областях, что позволит отсеять неверные модели. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv и примета к рецензии в профессиональном журнале.
