Identificazione di AGN oscurati ad alto redshift attraverso spettroscopia a campo integrato nel vicino IR

Abstract

In questo lavoro di tesi abbiamo studiato le proprietà spettrali nel NIR di 16 sorgenti selezionate nella banda X, provenienti dalle survey HEL- LAS2XMM ed ELAIS-S1, aventi un rapporto X/O>1 e la caratteristica di avere degli spettri nell'ottico-NIR estremamente rossi (R-K>5). Il nostro studio è stato effettuato attraverso l'analisi spettrale di dati ottenuti prevalentemente con lo spettrografo infrarosso ad integrale di campo SINFONI, montato su uno dei più grandi telescopi esistenti: il VLT dell'ESO. E’ stato possibile ottenere lo spettro continuo delle nostre sorgenti nelle diverse bande del NIR (J, H, K). In 9 casi, grazie alla rivelazione di più righe in emissione, sia in banda ottica che NIR, è stato possibile ottenere una identificazione sicura delle righe e del redshift; nei casi in cui, invece, e stata rivelata una sola riga di emissione, questa è stata tentativamente identificata come H-alpha. Una identificazione, questa, molto probabile, dato che l'ipotesi che essa sia invece dovuta ad una delle altre righe tipicamente visibili in questi oggetti è esclusa dall'assenza di altre righe che sarebbero dovute essere state rivelate negli intervalli spettrali da noi campionati. Attraverso l'utilizzo di dati fotometrici multibanda disponibili per le sorgenti del nostro campione, siamo stati in grado di riprodurre la SED di tutte le nostre galassie con il modello a multicomponente di Fritz et al. (2006) e stimare approssimativamente un redshift fotometrico per quei 7 oggetti dove non siamo stati in grado di stimare un redshift spettroscopico. La conoscenza del redshift (spettroscopico o fotometrico) ci ha permesso di ricavare la luminosità X. Abbiamo così potuto interpretare l'emissione spettrale nei raggi X in termini di assorbimento e cioè di ricavare la densità colonnare lungo la linea di vista. E’ stato così possibile stimare la luminosi a intrinseca. E’ risultato che i nostri oggetti sono degli AGN oscurati, alcuni dei quali QSO 2, cioè degli AGN molto luminosi (LX >1044 erg/s) ma con alte densità colonnari (NH >1022 cm-2).Per quattro delle nostre 16 sorgenti è stato possibile rivelare delle galassie vicine entro una distanza di 15 kpc. Esse dunque appartengono a dei sistemi binari, probabilmente in fase di merging. Questa osservazione è in accordo con molti modelli teorici che ipotizzano che la presenza delle interazioni possa giocare un ruolo importante nell'evoluzione delle galassie. Purtroppo, al momento attuale, a z > 1:2 dove si collocano le nostre sorgenti, non esistono in letteratura misure univoche sulla frequenza di oggetti in interazione e dunque ci è risultato impossibile verificare la significatività di questo eccesso rispetto alla popolazione delle galassie \normali" aventi caratteristiche simili a quelle ospitanti i nostri AGN. Per una delle nostre sorgenti, applicando la tecnica della “spectro-astrometry”, siamo stati in grado di misurare la mappa di velocità della zona nucleare da cui abbiamo ricavato una massa dinamica di 4x1010 M_ entro un raggio di 2 kpc. Per altre tre sorgenti è stato invece possibile osservare una riga larga H in emissione che ci ha permesso di ricavare le masse dei BH (MBH), che risultano avere valori nell'intervallo 0.1-3x109 M; inoltre per queste tre sorgenti, attraverso l'analisi della SED, si è potuta anche stimare le masse (Mstar) delle galassie ospitanti gli AGN. E’ stato così possibile ottenere, per la prima volta, una stima della relazione MBH-Mstar per degli AGN oscurati ad alto redshift e selezionati in base al loro accrescimento (cioè in base alla loro luminosità X). Il confronto con la relazione locale mostra che non vi sono, all'interno delle incertezze statistiche, evidenze di evoluzione. Questo risultato contrasta con quanto misurato in altri campioni di AGN selezionati a redshift simili al nostro, ma con metodi diversi. Abbiamo dunque proposto l'ipotesi che queste sorgenti si trovino in uno stato avanzato di evoluzione, e che per questo motivo siano già collocate sulla relazione locale MBH-Mstar. In questo scenario la loro luminosità X sarebbe attribuibile ad una recente accensione dovuta alle (in parte da noi osservate) interazioni con delle galassie vicine. Questi risultati sono stati recentemente presentati in una lettera pubblicata su Astronomy and Astrophysics (Sarria et al. 2010). Ulteriori studi, analoghi a questo, su campioni di AGN oscurati, selezionati nella banda X, potrebbero migliorare la qualità statistica di questi risultati, e permettere inoltre di comprendere meglio eventuali effetti di selezione che probabilmente sono presenti in tutti i campioni sinora utilizzati per lo studio della co-evoluzione BH-galassie.