Моделирование показало: AGN и перемешивание подавляют охлаждение ядер скоплений галактик
Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, проливает свет на механизмы, предотвращающие охлаждение газа в центрах массивных скоплений галактик. Учёные давно задавались вопросом, почему горячий газ в ядрах скоплений не остывает и не образует звёзд с ожидаемой скоростью. Считается, что решающую роль играют обратная связь от активных ядер галактик (AGN) и процессы перемешивания газа, известные как слэшинг.
В работе использовались трёхмерные гидродинамические симуляции, в которых нагрев от AGN моделировался как тепловая энергия, имитирующая нагрев космическими лучами. Перемешивание задавалось в виде простых волн с различными амплитудами (0, 0.15 и 0.3 от скорости звука) и длинами волн (200, 1000 и 2000 килопарсек). Каждая модель эволюционировала из изотермического начального состояния в течение 8 миллиардов лет.
Без нагрева от AGN слэшинг частично подавлял охлаждение, но не мог остановить его полностью, если только ядро скопления не разрушалось целиком. Было обнаружено, что более длинные волны способствуют более глубокому перемешиванию и более сильному подавлению охлаждения. Кроме того, модели показали, что более холодный газ может двигаться быстрее горячего — эффект, уже наблюдённый в нескольких скоплениях с помощью телескопа XRISM.
При включении нагрева от AGN плотный центральный газ нагревался эффективно, что значительно отодвигало или предотвращало появление охлаждающего потока. Однако для волн средней длины ситуация оказалась неожиданной: слэшинг смещал наиболее плотный газ из зоны нагрева AGN, ослабляя эффект обратной связи и парадоксальным образом усиливая чистое охлаждение по сравнению со случаем без волн.
Авторы подчёркивают, что результаты выявляют нетривиальную связь между процессами слэшинга и обратной связью AGN. Это важно для корректной интерпретации скоростных и температурных карт ядер скоплений, которые получает рентгеновский телескоп XRISM.
Открытие помогает лучше понять, как скопления галактик остаются горячими на протяжении миллиардов лет, и уточняет модели эволюции крупномасштабной структуры Вселенной.
