Caterina Cannavacciuolo (1999)
Università degli studi di Napoli Federico II
Abstract
I Nuclei Galattici Attivi (AGN) sono nuclei di galassie caratterizzati da una forte luminosità [L(bol) ~ 1042 – 1047 erg sec-1] emessa da una regione nucleare dalle dimensioni sono estremamente piccole (da 1-20 U.A. a ~ 200 pc). Il loro spettro presenta righe di emissione permesse e proibite, anche di elementi ad alta ionizzazione, ed un continuo che copre l’intero spettro elettromagnetico e che può variare in intensità su scale di tempi che vanno dal secondo all’anno. Sulla base delle proprietà osservate dello spettro (presenza o meno della componenta larga delle righe permesse, rapporti di intensità, emissione radio, ecc.), gli AGN vengono suddivisi in più classi. In particolare, gli AGN senza emissione radio nel cui spettro sono presenti righe permesse e proibite prendono il nome di galassie di Seyfert. La successiva suddivisione in sottoclassi (da Seyfert-1 a Seyfert-2 attraverso classi intermedie), si basa sulla presenza o meno della componente larga per le righe permesse e sui rapporti di intensità tra le righe. Il “Modello Standard” prevede che il buco nero centrale presente negli AGN sia circondato da un toro di polveri situato in una zona intermedia tra la “Broad Line Region” (BLR) e la “Narrow Line Region” (NLR), il cui gas è fotoionizzato dalla radiazione nucleare. Per questo motivo, se la visuale non è parallela con l’asse del toro, quest’ultimo oscura la BLR, per cui nello spettro sono presenti sono le righe strette, tipiche delle Seyfert-2. Se invece la gisuale è parallela all’asse del toro, saranno visibili sia la BLR che la NLR, per cui nello spettro si vedranno sia la componente larga delle righe permesse, che le righe strette, permesse e proibite (Seyfert-1). Ad angoli intermedi di osservazioni, corrispondono le classi intermedie. Un’evidenza indiretta della presenza del toro negli AGN è costituita dai cosiddetti coni di ionizzazione, formati dalla radione emessa dal nucleo collimata dal toro, che ionizza le regioni gassose formando dei coni con vertici nel nucleo e con assi diametralmente opposti. Gli oggetti esaminati in questa tesi sono le tre galassie attive Mkn 917, Mkn 938 e Mkn 298, estratte da un campione di galassie attive selezionato spettroscopicamente per studi sulla relazione tra interazione ed attività degli AGN. Lo scopo è di verificare il modello Standard (o Modello Unificato) da un punto di vista osservativo, mediante la ricerca di evidenza della presenza dei coni di ionizzazione nelle regioni extranucleari. Per questo scopo, è stata utilizzata la tecnica dell’Integral Field Spectroscopy (IFS), che permette di verificare se la regione di emissione nucleare e circumnucleare è dovuta alla presenza di un AGN oppure a formazione stellare (HII). Per verificare ciò, sono stati utilizzati alcuni diagrammi diagnostici e mappe di colore.
I rapporti di intensità tra ben definite righe di emissione permette infatti di distinguere l’emissività dovuta ad AGN da quella dovuta a regioni HII. In particolare, il rapporto [OIII]5007/Hβ è un indicatore del grado di ionizzazione, mentre i rapporti [OI]6300/Hα, [NII]6584/Hα, [SII]6724/Hα sono indicatori della presenza di una zona parzialmente ionizzata, dovuta a fotoni altamente energetici. Questi rapporti vengono utilizzati per la costruzione di tre diagnostici, ottenuti ponendo in ordinata sempre il rapporto [OIII]5007/Hβ, ed in ascissa una degli altri tre. Le mappe di colore permettono di ottenere una rappresentazione in colori di grandezze fisiche quali la liminosità o l’intensità di una riga, e permettono, anch’esse, di identificare zone o strutture particolari. I dati utilizzati sono spettri IFS ottenuti con lo strumento MPFS allo Special Astrophysical Observatory (SAO).
L’analisi dei dati studiati in questa tesi ha portato alla formulazione di un preciso quadro delle condizioni fisiche ed ambientali delle tre galassie esaminate, permettendo di fornire un ulteriore significativo supporto osservativo al Modello Standard.
Dai diagrammi diagnostici si è evidenziato che ogni oggetto studiato ha un nucleo di tipo AGN, anche se tutti e tre gli oggetti presentano una regione di emissione dovuta a regioni HII che circonda la parte centrale del nucleo.
Allo scopo di identificare regioni o strutture caratteristiche, ed in particolare i coni di ionizzazione, sono state costruite mappe che riportano la distribuzione di luminosità delle righe più intense, la distribuzione di velocità radiale del gas, e dei rapporti di intensità tra le righe per l’intera matrice di spettri di ciascun oggetto. Queste mappe, che costituiscono una rappresentazione in colori dei valori delle grandezza fisiche a cui si riferiscono, hanno evidenziato in modo particolare le zone circumnucleari, in cui gioca un ruolo dominante la fotoionizzazione del gas ad opera del continuo non termico emesso dal nucleo.
Poiché in tutte e tre le galassie sono chiaramente visibili coni di ionizzazione (zone cioè prevale la ionizzazione dovuta a sorgente non termica), si può concludere che c’è evidenza indiretta della presenza di un toro di polvere che oscura la BLR e che costringe la radiazione nucleare a diffondersi lungo due direzioni opposte all’interno di un cono, in tutti gli oggetti esaminati.
Relatori:
- Massimo Capaccioli – Università degli studi di Napoli Federico II
- Piero Rafanelli – INAF OAPd
- Agatino Rifatto – INAF OACN