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AGN anisotropic radiative feedback set by black hole spin
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.7 ) Pub Date : 2020-05-23 , DOI: 10.1093/mnras/staa1382
W Ishibashi 1
Affiliation  

We consider the impact of anisotropic radiation on the active galactic nucleus (AGN) radiative dusty feedback. The radiation pattern originating from the accretion disc is determined by the central black hole (BH) spin. Here we analyse how such BH spin-induced angular dependence affects the dynamics and energetics of the radiation pressure-driven outflows, as well as AGN obscuration and BH accretion. In addition, we explore the effect of a spatially varying dust-to-gas ratio on the outflow propagation. We obtain two distinct trends for high-spin and low-spin objects, providing a direct connection between anisotropic feedback and BH spin. In the case of maximum spin, powerful quasi-spherical outflows can propagate on large scales, at all inclination angles with fairly uniform energetics. In contrast, in the case of zero spin, only weaker bipolar outflows can be driven in the polar directions. As a result, high BH spins can efficiently clear out the obscuring gas from most directions, whereas low BH spins can only remove dusty gas from the polar regions, hence also determining the overall AGN obscuration geometry. Due to such anisotropic feedback, high BH spins can prevent accretion of gas from most directions (except in the equatorial plane), while low BH spins allow inflows to proceed from a wider range of directions. This may have important implications for the BH growth in the early Universe. Anisotropic radiative dusty feedback, ruled by the BH spin, may thus play a major role in shaping AGN evolution over cosmic time.

中文翻译:

由黑洞自旋设置的 AGN 各向异性辐射反馈

我们考虑了各向异性辐射对活动星系核 (AGN) 辐射尘埃反馈的影响。源自吸积盘的辐射图由中心黑洞 (BH) 自旋决定。在这里,我们分析了这种 BH 自旋引起的角度依赖性如何影响辐射压力驱动的外流的动力学和能量学,以及 AGN 遮蔽和 BH 吸积。此外,我们探索了空间变化的尘气比对流出传播的影响。我们获得了高自旋和低自旋物体的两种不同趋势,提供了各向异性反馈和 BH 自旋之间的直接联系。在最大自旋的情况下,强大的准球形外流可以以相当均匀的能量在所有倾角上大规模传播。相比之下,在零自旋的情况下,只有较弱的双极流出才能被驱动到极地方向。因此,高 BH 自旋可以有效地清除大部分方向的遮挡气体,而低 BH 自旋只能从极地区域去除含尘气体,因此也决定了整体 AGN 遮挡几何。由于这种各向异性反馈,高 BH 自旋可以防止气体从大多数方向吸积(赤道平面除外),而低 BH 自旋允许从更广泛的方向流入。这可能对早期宇宙中的 BH 增长具有重要意义。因此,由 BH 自旋控制的各向异性辐射尘埃反馈可能在塑造 AGN 随宇宙时间演化方面发挥重要作用。而低 BH 自旋只能从极地区域去除含尘气体,因此也决定了整体 AGN 遮蔽几何形状。由于这种各向异性反馈,高 BH 自旋可以防止气体从大多数方向吸积(赤道平面除外),而低 BH 自旋允许从更广泛的方向流入。这可能对早期宇宙中的 BH 增长具有重要意义。因此,由 BH 自旋控制的各向异性辐射尘埃反馈可能在塑造 AGN 随宇宙时间演化方面发挥重要作用。而低 BH 自旋只能从极地区域去除含尘气体,因此也决定了整体 AGN 遮蔽几何形状。由于这种各向异性反馈,高 BH 自旋可以防止气体从大多数方向吸积(赤道平面除外),而低 BH 自旋允许从更广泛的方向流入。这可能对早期宇宙中的 BH 增长具有重要意义。因此,由 BH 自旋控制的各向异性辐射尘埃反馈可能在塑造 AGN 随宇宙时间演化方面发挥重要作用。而低 BH 自旋允许流入从更广泛的方向进行。这可能对早期宇宙中的 BH 增长具有重要意义。因此,由 BH 自旋控制的各向异性辐射尘埃反馈可能在塑造 AGN 随宇宙时间演化方面发挥重要作用。而低 BH 自旋允许流入从更广泛的方向进行。这可能对早期宇宙中的 BH 增长具有重要意义。因此,由 BH 自旋控制的各向异性辐射尘埃反馈可能在塑造 AGN 随宇宙时间演化方面发挥重要作用。
更新日期:2020-05-23
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