The coevolution of the AGNs and their host galaxies
Authors: Μασούρα Βασιλεία-Ασπασία 
Published: April 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή, πραγματεύεται τη μελέτη της σχέσης του Eνεργού Γαλαξιακού Πυρήνα (AGN) με τον περιβάλλοντα γαλαξία. Μελέτες των τελευταίων δεκαετιών έχουν οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι υπάρχει άρρηκτη σχέση ανάμεσα στους γαλαξίες και στις υπερμεγέθεις μελανές οπές (SMBHs) που φιλοξενούν στο κέντρο τους. Εντούτοις, είναι ακόμη ασαφές εάν και πώς η δραστηριότητα της SMBH επηρεάζει τις ιδιότητες του περιβάλλοντα γαλαξία. Το πρώτο μέρος αυτής της μελέτης, έχει ως στόχο την διερεύνηση του εν λόγω ζητήματος και πιο συγκεκριμένα, πραγματεύεται τη σχέση ανάμεσα στη δραστηριότητα του AGN και του ρυθμού παραγωγής αστέρων (SFR) του εκάστοτε γαλαξία. Για το σκοπό αυτό, συνθέτουμε το μεγαλύτερο δείγμα πηγών Ακτίνων - Χ (μεγαλύτερο σε σχέση με μελέτες που άπτονται του εν λόγω θέματος). Το δείγμα μας αποτελείται από ∼ 3,500 AGNs, σε ένα μεγάλο φάσμα ερυθρομετατοπίσεων καθώς και φωτεινοτήτων στις Ακτίνες - Χ, 0.03 < z < 3 και log LX(2-10 keV) = (41 - 45.5) erg s^−1, χρησιμοποιώντας τα πεδία X-ATLAS και XMM-XXL North. Πιο συγκεκριμένα, η σύνδεση μεταξύ του AGN (χρησιμοποιώντας ως δείκτη την LX), και του σχηματισμού άστρων, διερευνάται, απαντώντας στα ακόλουθα ερευνητικά ερωτήματα: σύνδεση SFR-Lx, εξέλιξη του SFR με την ασ- τρική μάζα του γαλαξία (M∗) και την ερυθρομετατόπιση, αποδέσμευση του SFR από τις επιδράσεις της M∗ και της ερυθρομετατόπισης και σύγκριση με την κύρια ακολουθία. Οι γαλαξιακές ιδιότητες (π.χ. M∗, SFR) υπολογίζονται μέσω της ανάλυσης της φασματικής ενεργειακής κατανομής (Spectral Energy Distribution, SED), με τη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού (CIGALE). Σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, υπάρχει συσχέτιση ανάμεσα στον AGN και το SFR του περιβάλλοντα γαλαξία, ανεξάρτητα από τη θέση του σε σχέση με την κύρια ακολουθία. Το δεύτερο μέρος της διατριβής πραγματεύεται ένα επίσης ανοικτό ζήτημα, αυτό της σχέσης του τύπου του AGN (απορροφημένος ή μη) με τον περιβάλλοντα γαλαξία. Είναι υπό διερεύνηση το εάν η απορρόφηση, εξαιτίας μεσοαστρικού αερίου και κονιορτού, που παρατηρούμε στα περισσότερα AGN, οφείλεται στη διαφορετική γωνία υπό την οποία παρατηρείται το κάθε σύστημα (ενοποιημένα μοντέλα) ή αποτελεί μια εξελικτική φάση του γαλαξία (εξελικτικά μοντέλα). Η μελέτη εστιάζεται στην ύπαρξη συσχέτισης ανάμεσα στις ιδιότητες γαλαξιών που φιλοξενούν απορροφημένα και μη απορροφημένα AGN, καθώς επίσης στη σχέση της αστρογένεσης με το LX, για διαφορετικούς τύπους AGN. Χρησιμοποιώντας το προαναφερθέν δείγμα, αυτή τη φορά μόνο τις πηγές που προέρχονται από το πεδίο XMM-XXL North, μελετώνται οι ιδιότητες του περιβάλλοντα γαλαξία (M∗, SFR) καθώς επίσης, επανεξετάζεται η σχέση του SFR με τον AGN λαμβάνοντας υπόψη και στις δύο περιπτώσεις, την απορρόφηση του κάθε συστήματος. Τα αποτελέσματα μας φαίνεται να συμφωνούν με τις προβλέψεις του ενοποιημένου μοντέλου, δεδομένου ότι αφενός οι κατανομές των ιδιοτήτων των γαλαξιών δεν επηρεάζονται σημαντικά από τον τύπο του AGN, αφετέρου διότι η σχέση ανάμεσα στο AGN και στο SFR παραμένει ίδια ανεξαρτήτως απορρόφησης. Με αφορμή τα αποτελέσματα μας, στο τρίτο και τελευταίο μέρος της έρευνας, εξετάζεται η σχέση οπτικής/υπέρυθρης και X- ray απορρόφησης. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε, και πάλι, πηγές του πεδίου XMM -XXL. Εφαρμόζοντας συγκεκριμένα κριτήρια (r − W2 > 6, Yan et al.) εντοπίζουμε ∼ 600 απορροφημένους (κόκκινους) AGNs στο υπό μελέτη πεδίο. 50 από αυτούς έχουν διαθέσιμα φάσματα ακτίνων Χ κι επιτρέπουν τη μελέτη των X-ray ιδιοτήτων των εν λόγω πηγών (XSPEC). Επιπροσθέτως, πραγματοποιείται ανάλυση της φασματικής ενεργειακής κατανομής, με τη χρήση του CIGALE κι εξετάζονται τα οπτικά τους φάσματα, όπου αυτά είναι διαθέσιμα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μας το 76% (28/37) των κόκκινων πηγών παρουσιάζει απορρόφηση και στις Ακτίνες Χ.