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Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica

Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario. Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica. Emissione infrarossa di galassie attive: formazione stellare vs agn Luigi Spinoglio IFSI-CNR, Roma. perchè è importante l’emissione IR ?.

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Presentation Transcript

  1. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Emissione infrarossa di galassie attive: formazione stellare vs agn Luigi Spinoglio IFSI-CNR, Roma • perchè è importante l’emissione IR ? • cosa si può fare con la fotometria IR: ruolo svolto da IRAS e ISO  futuro di SIRTF e Herschel • la spettroscopia IR per separare i meccanismi di emissione in galassie: Nucleo Attivo  Burst di Formazione Stellare Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  2. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Satellite IRAS  Galassie: FORTI EMETTITORI IR  nuova popolazione di galassie (IR Bright galaxies) IRAS utilizzato per selezionare galassie a 60 e 12 mm: A 60mm: la selezione privilegia oggetti “dusty”  starburst/IRBs Il campione di galassie a 12mm [Spinoglio,Malkan 1989 ApJ; Rush,Malkan, Spinoglio 1993,ApJS]: - Grande (893 galaxies) - Contiene il più esteso campione di galassie attive nell’Universo Locale (53 Seyfert type 1; 63 Seyfert type 2; 29 LINERs; 38 Starburst galaxies) - completo (a 0.3 Jy a 12mm) - privo degli effetti di selezione delle survey UV e FAR-IR. - miglior campione per rappresentare l’ UNIVERSO LOCALE per studi cosmologici Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  3. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica A 12mm c’è una frazione constante del flusso bolometrico sia per galassie attive (1/5 di FBOL)che galassie normali (1/14 of FBOL).  a 12mm è come selezionare a un flusso limite bolometrico Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  4. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica ISO: Decomposizione spettrale delle componenti Attive e Quiescenti : IRAS • galassie normali = componente di cirro  minima formazione stellare recente ISO • Starburst  massima formazione stellare recente Seyfert pura starburst puro  mancanza di polvere fredda Seyfert 2’s: due tipi: A: starburst like B: cirrus like [Spinoglio Andreani & Malkan 2002,ApJ,572,105] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  5. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica I dati ISO aiutano a separare i meccanismi di emissione : Galassie Normali : polvere fredda Starburst: forte eccesso a 60µm AGNs: polvere calda, basso eccesso a 60µm [Spinoglio Andreani & Malkan 2002,ApJ,572,105] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  6. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Spettroscopia infrarossa di galassie attive Le righe di struttura fine nel medio e lontano IR sono state misurate per la prima volta da ISO in galassie attive. Sono dovute all’emissione di gas eccitato dal continuo ionizzante prodotto da: • nucleo attivo (nella Narrow Line Region e Coronal L.R.) • burst di formazione stellare (nucleare e/o circumnucleare) • 3. Presenza di regioni di fotodissociazione (PDRs) Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  7. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica righe di struttura fine del MID- & FAR-INFRARED tracciano: • densità: 102-107 • potenziale di ionizzazione : 0-150eV (NIR fino a 400eV) IONIZATION • Diagrammi diagnostici per le regioni di emissione in galassie: NLR, ILR, CLR (near-IR) DENSITY [Spinoglio & Malkan 1992,ApJ,399,504] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  8. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica DIAGRAMMA ISO-LWS [CII]158m/[OI]63m vs[OIII]88m/[OI]63m. Seyfert 1s Seyfert 2s (+ componente starburst) galassie starburst Campione di galassie vicine normali starburst models AGN models modellidi Regioni di fotodissociazione Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  9. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica DIAGRAMMA ISO-SWS [NeVI]7.6m/[OIV]25.9m vs [NeV]14.3m}/[NeV]24.3m Righe prodottesolonel mezzo fortemente ionizzatodegli AGN e non dafotoionizzazioneda stelle ionization [NeVI]7.6m/[OIV]25.9m traccia laionizzazione [NeV]14.3m/ [NeV]24.3mtraccia ladensità density Seyfert 1s: (NGC1365, NGC4151, Tol0109),Seyfert 2s (MKN~3, Cen A, Circinus, NGC1068, PKS2048)e NLXR galaxies (NGC5506, NGC7582).La griglia sovrapposta rappresentamodelli di NLR di AGN con spettro ionizzante di indice spettrale=-1.0 e diverse densitàe parametridi ionizzazione [Malkan, Spinoglio et al 2003, in preparation] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  10. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica NGC1068: Spettro 0.1-160m Risultati del fit usando 3 diversi continui ionizzanti: 1. AGN: continuo ionizzante assorbito (Alexander et al.2000) 2. continuo originale (Pier et al. 1994) • 3. Big Blue Bump • + in tutti i casi: • starburst nucleare(log U=-3.5) • starburst ring (log U=-2.5) [Spinoglio et al 2003, in preparation] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  11. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Lavoro futuro: OSSERVAZIONI di galassie ed AGN a 0.02<z<1 : Utilizzo di SIRTF = Space IR Telescope Facility – NASA Legacy Surveys + Guest Observations Preparazione di osservazioni con Herschel (ESA) MODELLI: 1. Affiancare ai modelli di fotoionizzazione i modelli del continuo (1-200m) delle galassie (e.g. DUSTY) 2. Utilizzo di un modello “montecarlo” in tre dimensioni per riprodurre in modo consistente righe e continuo di sistemi complessi (collaborazione con UCL – Londra) Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  12. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica PREDIZIONI DI CONTEGGI E SED x SIRTF e Herschel I dati ISO sono stati usati per predire le distribuzioni energetiche spettrali (SED) ed i conteggi delle galassie ad alto redshift: Le SED osservate di: Seyfert 1’s, Seyfert 2’s, Starburst, galassie normali e Quasars sono state fatte evolvere all’indietro nel tempo usando le LOCAL LUMINOSITY FUNCTIONS e la loro presunta EVOLUZIONE Per le QSOs: EVOLUZIONE è ben nota, ma le SED sono incerte Per le Seyfert e starburst locali le SED sono ben definite, ma l’evoluzione è incerta. Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  13. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica A quale redshift queste galassie saranno rivelate ? Dipende fortemente dalla loro EVOLUZIONE [Andreani Spinoglio & Malkan 2003, ApJ, 597,759] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  14. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica • Diagrammi colore-colore di oggetti osservati in survey multifrequenza • IDENTIFICAZIONE & CLASSIFICAZIONE [4.5 - 8] vs [8 -24] & [8 -24] vs [24 - 70] quasars Seyfert 1’s Seyfert 2’s Starburst Normal’s [Andreani Spinoglio & Malkan 2003,ApJ,597,759] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 15 dicembre 2003

  15. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica AGN ioniziong continuum: a: big “hole”(Alexander et al.2000)b: “classical” (Pier et al.1994)c: big blue bump (BH accretion disc) Starburst ioniziong continuum: a: instantaneous 5 Myrsb: continuous 5 Myrsc: continuous 50 Myrs Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  16. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Infrared color-color diagrams: Powerful tools to measure nuclear activity in galaxies Nuclear activity [Spinoglio et al 1995,ApJ,453,616] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  17. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Infrared color-color diagrams: Powerful tools to discriminate different types: Type1 Type2 Starburst [Spinoglio et al 1995,ApJ,453,616] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  18. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica How many galaxies will SIRTF & HERSCHEL detect ? • Expected counts of AGNs: • 10^3 – 10^4 Seyfert galaxies • 10^4 – 10^5 Starburst galaxies • can be detected by • SIRTF 4, 8, 24 • Herschel 75, 110, 179 m • in 0.3-1 deg2 [Andreani Spinoglio & Malkan 2003,ApJ,in press] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  19. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica The IR spectrum (2-200µm) of NGC1068: AGN + nuclear starburst + starburst ring (at 15” from the center) [Spinoglio, Malkan, Smith, Fischer 2003, in preparation] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  20. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica First determination of the 12mm Local Luminosity Function a first approximation to the Bolometric Luminosity Function [Rush, Malkan & Spinoglio 1993, ApJS, 89,1] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

  21. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica • ISO 120-150-170-180 -200mm photometry on 90 galaxies belonging to the 12mm sample : • 29 Seyfert 1’s • 35 Seyfert 2’s • 12 Starburst • 14 normal galaxies [Spinoglio Andreani & Malkan 2002,ApJ,572,105] Luigi Spinoglio - IFSI Roma, 5-6 novembre 2003

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