活动星系核外流与磁重联的数值模拟研究

AGN feedback plays an important role in the formation and evolution of galaxies and is very popular in astrophysics in recent years. AGN feedback includes radiation feedback, outflows/winds and jets. The most important observational evidence of outflows is the detected blueshifted absorption lines in QSOs. The physical acceleration mechanism of outflows mainly has three models: thermal pressure driven, magnetic driven and radiation driven. Theoretical studies have shown that it is difficult to use only one mechanism to explain observations, therefore it is likely to be mixed, but there are very little works in this subject. We propose to use MHD numerical simulation methods to study AGN outflows, and compared the results with observational data, thereby limiting some parameters in our model. The famous Disk winds model are mainly driven by radiation pressure, but the particle velocity is lower in this model. We consider magnetic field effects in the Disk winds model. Magnetic reconnection can effectively accelerate the particle to very high speed, so it can explain the origin of the ultra-fast outflows,soft X-ray excess as well as some other observed phenomenon.

活动星系核反馈对星系的形成和演化起着重要作用，是近年来天体物理研究中非常热门的研究课题。活动星系核反馈主要包括辐射反馈、外流/风和喷流。活动星系核外流存在的主要观测证据是类星体中经常探测到具有蓝移的宽吸收线。外流的物理加速机制主要有三种：热压驱动，磁驱动和辐射驱动。理论研究表明很难简单地使用一种驱动机制去解释外流的诸多观测性质，因此很有可能是混合驱动机制，但是混合驱动这方面的工作非常少。我们提出用MHD数值模拟的方法研究外流性质，并且通过与观测数据的对比，从而限制模型的一些参数。著名的盘风模型主要是由辐射驱动加速外流，但是盘风模型产生的外流速度比较低。本研究课题考虑了在盘风模型的基础上增加了磁场，磁重联可以有效地加速电子到非常高的速度，因此有望解释超高速外流的起源以及观测到的软X射线超等问题。

软X射线超是活动星系核的重要组成部分，特别是I型的活动星系核有着明显的软X射线超现象。对于软超的物理起源需目前还没有统一解决答案。磁场普遍存在于等离子体各种物理机制里面，因此我们将磁场考虑进软X射线超的物理起源很有必要。在吸积盘的较差转动以及湍流的作用下，磁场会不可避免的缠绕而产生磁重联。在磁重联的作用下，会产出激波，激波会使得吸积盘中的热电子加速转变成非热电子，这些非热电子会通过逆康普顿散射而冷却，同时释放出高能光子。我们考虑磁重联的能量释放很可能是软X射线超的起源。我们提出用MHD数值模拟的方法研究外流性质，并且通过与观测数据的对比，从而限制模型的一些参数，解释X射线超现象。我们完成了大部分的工作。由于经验不足和时间不够，没有完成数值模拟结果与观测数据对比的工作。