Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI Emissione.

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

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

4 A 12 m cè una frazione constante del flusso bolometrico sia per galassie attive (1/5 di F BOL ) che galassie normali (1/14 of F BOL ). Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI a 12 m è come selezionare a un flusso limite bolometrico

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

6 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 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI [Spinoglio Andreani & Malkan 2002,ApJ,572,105]

7 Spettroscopia infrarossa di galassie attive 1.nucleo attivo (nella Narrow Line Region e Coronal L.R.) 2.burst di formazione stellare (nucleare e/o circumnucleare) 3. Presenza di regioni di fotodissociazione (PDRs) Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI Sono dovute allemissione di gas eccitato dal continuo ionizzante prodotto da: Le righe di struttura fine nel medio e lontano IR sono state misurate per la prima volta da ISO in galassie attive.

8 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI righe di struttura fine del MID- & FAR-INFRARED tracciano: [Spinoglio & Malkan 1992,ApJ,399,504] IONIZATION DENSITY densità: 10 2 -10 7 potenziale di ionizzazione : 0-150eV (NIR fino a 400eV) Diagrammi diagnostici per le regioni di emissione in galassie: NLR, ILR, CLR (near-IR)

9 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 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI starburst models modelli di Regioni di fotodissociazione AGN models

10 DIAGRAMMA ISO-SWS [NeVI]7.6 m/[OIV]25.9 m vs [NeV]14.3 m}/[NeV]24.3 m Righe prodotte solo nel mezzo fortemente ionizzato degli AGN e non da fotoionizzazione da stelle Seyfert 1s: (NGC1365, NGC4151, Tol0109), Seyfert 2s (MKN~3, Cen A, Circinus, NGC1068, PKS2048) e NLXR galaxies (NGC5506, NGC7582). La griglia sovrapposta rappresenta modelli di NLR di AGN con spettro ionizzante di indice spettrale =-1.0 e diverse densità e parametri di ionizzazione Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI [Malkan, Spinoglio et al 2003, in preparation] [NeVI] 7.6 m/[OIV] 25.9 m traccia la ionizzazione [NeV] 14.3 m/ [NeV] 24.3 m traccia la densità ionization density

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

12 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI 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)

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14 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 15 dicembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI 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 1s, Seyfert 2s, Starburst, galassie normali e Quasars sono state fatte evolvere allindietro 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 levoluzione è incerta. PREDIZIONI DI CONTEGGI E SED x SIRTF e Herschel

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

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

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18 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 5-6 novembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI 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 Myrs b: continuous 5 Myrs c: continuous 50 Myrs

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

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

21 Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Roma, 5-6 novembre 2003 Luigi Spinoglio - IFSI [Andreani Spinoglio & Malkan 2003,ApJ,in press] 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 deg 2 How many galaxies will SIRTF & HERSCHEL detect ?

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

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

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