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# Fisica# Astrofisica delle galassie

Radio-Excess AGNs e Evoluzione delle Galassie

Questo studio esplora il ruolo degli AGN a eccesso radio nell'evoluzione delle galassie.

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Indice

I Nuclei Galattici Attivi (AGN) giocano un ruolo fondamentale in come le galassie crescono e cambiano nel tempo. Rilasciano energia in vari modi e possono essere visti attraverso diversi tipi di luce, dalle onde radio alla luce visibile. Questo studio si concentra in particolare sugli AGN a eccesso radio, che sono quelli che emettono più onde radio del previsto in base ad altre emissioni. Capire come questi AGN interagiscono con le loro galassie ospitanti, soprattutto in galassie tranquille (inattive) e in formazione stellare, può offrire intuizioni sull'evoluzione cosmica.

Dati e Campioni

Per approfondire questo argomento, i ricercatori hanno raccolto dati tramite tre sondaggi significativi: GOODS-N, GOODS-S e COSMOS. Questi sondaggi includevano una vasta gamma di galassie, con un campione totale di oltre 500.000 galassie. In questa selezione estesa, sono stati identificati 1.162 AGN a eccesso radio in base ai loro modelli di radiazione.

Perché studiare gli AGN a Eccesso Radio?

Gli AGN a eccesso radio sono interessanti perché aiutano a rivelare come i buchi neri interagiscono con le loro galassie. Tradizionalmente, la maggior parte degli studi si è concentrata su AGN potenti, ma questa ricerca amplia la visione per includere fonti più deboli. Analizzando le emissioni radio, i ricercatori possono capire meglio i diversi tipi di galassie e i loro comportamenti nel tempo.

Il Ruolo dei Sondaggi

I sondaggi menzionati hanno fornito osservazioni profonde e ampie, fondamentali per identificare sorgenti radio deboli. I dati sono stati combinati da diverse lunghezze d'onda per garantire una comprensione completa delle proprietà delle galassie. Questa combinazione ha permesso ai ricercatori di vedere come gli AGN sono distribuiti tra galassie in formazione stellare e tranquille.

Metodologia

Identificazione degli AGN a Eccesso Radio

Per determinare quali AGN avevano emissioni radio superiori, i ricercatori hanno usato la correlazione infrarosso-radio, che suggerisce che le emissioni IR sono collegate alle emissioni radio a causa delle attività di formazione stellare. Se le emissioni radio di un oggetto erano significativamente superiori a quelle attese in base a questa correlazione, veniva classificato come AGN a eccesso radio.

Studio dei Tipi di Galassia

I ricercatori hanno classificato le galassie in due categorie principali: galassie in formazione stellare (SFG) e Galassie Quiescenti (QG). Le SFG stanno attivamente formando nuove stelle, mentre le QG sono più stabili e non stanno formando stelle a tassi significativi. Questa classificazione era essenziale per capire i diversi ambienti in cui esistono gli AGN.

Evoluzione Cosmica degli AGN Radio

Funzioni di Luminosità Radio (RLF)

Lo studio ha costruito funzioni di luminosità radio per comprendere come cambia il numero di AGN a eccesso radio con la distanza (redshift). Hanno scoperto che queste funzioni possono descrivere l'evoluzione cosmica mostrando che un redshift più alto si correla con luminosità più elevate per questi AGN.

Luminosità di Crossover

I ricercatori hanno anche derivato una luminosità di crossover, sopra la quale gli AGN superano le galassie in formazione stellare. Hanno scoperto che questo crossover aumentava nel tempo, il che significa che AGN più potenti sono diventati più prevalenti nell'universo primordiale.

Risultati e Scoperte

Posizione nelle Galassie

I risultati hanno mostrato che gli AGN a eccesso radio tendono a trovarsi in galassie più massicce, soprattutto in quelle quiescenti. Questa preferenza indica una tendenza in cui galassie più massicce supportano la crescita di AGN più potenti.

Evoluzione degli AGN

Man mano che il tempo cosmico avanza, la frazione di AGN a eccesso radio sia nelle SFG che nelle QG aumenta, con le SFG che mostrano un aumento più rapido. Questo suggerisce che, man mano che le galassie evolvono, la loro capacità di ospitare AGN cambia significativamente.

Influenze Ambientali

La ricerca ha sottolineato che l'ambiente circostante a una galassia, come densità e massa, influisce notevolmente sull'attività degli AGN. I risultati hanno indicato che le galassie quiescenti tendono a ospitare AGN con emissioni radio e masse stellari più elevate rispetto alle galassie in formazione stellare.

Implicazioni dello Studio

Questa ricerca fornisce nuove intuizioni su come i buchi neri e le galassie interagiscono. Suggerisce che, mentre le condizioni di formazione stellare permettono ai buchi neri di regolare la loro crescita, le galassie quiescenti potrebbero avere meccanismi diversi che influenzano l'attività degli AGN. I risultati avvallano studi continui sui meccanismi di feedback tra AGN e le loro galassie ospitanti.

Conclusione

In generale, lo studio degli AGN a eccesso radio fornisce una prospettiva preziosa sull'universo dinamico e sulle relazioni tra buchi neri e galassie. Man mano che nuove tecnologie diventano disponibili, ulteriori ricerche miglioreranno la comprensione di questi fenomeni cosmici e delle loro implicazioni per l'evoluzione delle galassie.

Riconoscimenti

La ricerca è stata supportata da varie istituzioni accademiche e finanziamenti destinati ad avanzare la comprensione dei fenomeni cosmici e del loro impatto sulla formazione e evoluzione delle galassie.

Fonte originale

Titolo: Cosmic evolution of radio-excess AGNs in quiescent and star-forming galaxies across $0 < z < 4$

Estratto: Recent deep and wide radio surveys extend the studies for radio-excess active galactic nuclei (radio-AGNs) to lower luminosities and higher redshifts, providing new insights into the abundance and physical origin of radio-AGNs. Here we focus on the cosmic evolution, physical properties and AGN-host galaxy connections of radio-AGNs selected from a sample of ~ 500,000 galaxies at 0 < z < 4 in GOODS-N, GOODS-S, and COSMOS fields. Combining deep radio data with multi-band, de-blended far-infrared (FIR) and sub-millimeter data, we identify 1162 radio-AGNs through radio excess relative to the FIR-radio relation. We study the cosmic evolution of 1.4 GHz radio luminosity functions (RLFs) for star-forming galaxies (SFGs) and radio-AGNs, which are well described by a pure luminosity evolution of $L_*\propto (1+z)^{-0.31z+3.41}$ and a pure density evolution of $\Phi_*\propto (1+z)^{-0.80z+2.88}$, respectively. We derive the turnover luminosity above which the number density of radio-AGNs surpasses that of SFGs. This crossover luminosity increases as increasing redshift, from $10^{22.9}$ W Hz$^{-1}$ at z ~ 0 to $10^{25.2}$ W Hz$^{-1}$ at z ~ 4. At full redshift range (0 < z < 4), we further derive the probability ($p_{radio}$) of SFGs and quiescent galaxies (QGs) hosting a radio-AGN as a function of stellar mass ($M_*$), radio luminosity ($L_R$), and redshift (z), which yields $p_{radio}\propto (1+z)^{3.54}M_*^{1.02}L_R^{-0.90}$ for SFGs, and $p_{radio}\propto (1+z)^{2.38}M_*^{1.39}L_R^{-0.60}$ for QGs, respectively. It indicates that radio-AGNs in QGs prefer to reside in more massive galaxies with larger $L_R$ than those in SFGs, and radio-AGN fraction increases towards higher redshift in both SFGs and QGs with a more rapid increase in SFGs. Further, we find that the radio-AGN fraction depends on accretion states of BHs and redshift in SFGs, while in QGs it also depends on BH (or galaxy) mass.

Autori: Yijun Wang, Tao Wang, Daizhong Liu, Mark T. Sargent, Fangyou Gao, David M. Alexander, Wiphu Rujopakarn, Luwenjia Zhou, Emanuele Daddi, Ke Xu, Kotaro Kohno, Shuowen Jin

Ultimo aggiornamento: 2024-02-18 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2401.04924

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.04924

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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