Il mezzo circumnucleare: Oscuramento. Monday, January 9, 12

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1 Il mezzo circumnucleare: Oscuramento

2 Riassunto/Ripasso delle Componenti Disco di Accrescimento (sorgente UV-X D < 0.01 pc L = erg/s Spectral Energy Distribution (SED Radio Loud IR bump He 2+ Big Blue Bump log ν F(ν 0-1 Radio Quiet O star H + He+ Fe +9 S +8 X-rays

3 Le Componenti Nucleari Getto Relativistico D ~ 0.1 pc - 1 Mpc Spectral Energy Distribution (SED Radio Loud IR bump He 2+ Big Blue Bump plasma a velocità relativistiche (moti superluminali quando la linea di vista è prossima all asse del getto log ν F(ν 0-1 Radio Quiet O star H + He+ Fe +9 S +8 X-rays

4 Le Componenti Nucleari Broad Line Region (BLR D ~ 0.01 pc pc densità N ~ cm -3 covering factor ~ % ΔV ~ 5000 km/s 4

5 Le Componenti Nucleari Toro Oscurante D ~ 1-10 pc densità di colonna NH ~ cm -2 covering factor ~ 70 %. Spectral Energy Distribution (SED Radio Loud IR bump He 2+ Big Blue Bump La polvere viene riscaldata dalla radiazione UV/X del disco e riemette nell IR. log ν F(ν 0-1 Radio Quiet O star H + He+ Fe +9 S +8 X-rays

6 Le Componenti Nucleari Narrow Line Region (NLR D ~ pc densità N ~ cm -2 covering factor ~ 1-3 % 6

7 Il Modello Unificato BH e disco di accrescimento: sorgente radiazione ionizzante (X-UV e getti (princ. radio. Nubi della Narrow Line Region (NLR: fuori dal toro, sono fotoionizzate dal nucleo. Si trovano all interno del cono di ionizzazione. Toro oscurante: blocca la radiazione vicino al piano del disco Cono di ionizzazione: regione dove la radiazione oscurante non viene bloccata dal toro. Ω angolo solido sotteso dal cono: Seyfert 1/Seyfert 2 = Ω/4π Nubi della Broad Line Region (BLR: molto vicine al BH grosse velocità. Getti relativistici: solo radio loud. 7

8 Coni di Ionizzazione La presenza del toro oscurante si deve manifestare anche con coni di ionizzazione. La radiazione esce solo da un angolo solido ben definito attorno al getto ovvero entro un cono. L apertura del cono determina il rapporto tra AGN di tipo 1 e di tipo 2. Blu: [OIII] Verde: Hα HST [OIII] 5007 Å Circinus Galaxy Continuo IR NGC

9 Coni di Ionizzazione La presenza del toro oscurante si deve manifestare anche con coni di ionizzazione. La radiazione esce solo da un angolo solido ben definito attorno al getto ovvero entro un cono. L apertura del cono determina il rapporto tra AGN di tipo 1 e di tipo 2. Blu: [OIII] Verde: Hα HST [OIII] 5007 Å Circinus Galaxy Continuo IR NGC

10 Il Toro Oscurante Ricostruzione ideale di un AGN visto di lato rispetto al getto. La radiazione e le particelle energetiche (getti sfuggono lungo l asse polare. Il Toro è una ciambella di gas denso e ricco di polvere. Il nucleo attivo è nascosto dentro al toro. 10

11 Emissione della polvere nel toro Grani di silicio e grafite sublimano a temperature Tsub ~ 1500 K Imponendo Tsub = Teq (T equilibrio si ottiene: Rsub 0.06 L 1/2 pc 45 questo è probabilmente il raggio interno del toro polveroso oscurante. E interessante confrontarlo col raggio della BLR stimato dal reverberation mapping: Ovvero la Broad Line Region è libera da polvere. Infine, il fatto che la temperatura della polvere non possa superare la temperatura di sublimazione di 1500 K indica che la polvere più calda emette a λ ~2 μm questo spiega il dip log ν F(ν 0-1 Radio Loud RBLR 0.02 L 1/2 pc 45 IR bump Radio Quiet O star dip Big Blue Bump X-rays nella SED degli AGN

12 Toro: dimensioni Ci sono evidenze per assorbitori (polverosi a diverse scale: 1 su scala galattica (dust lanes, assorbimento associato al disco della galassia 2 su scale di decine di pc (es: NGC fino al raggio di sublimazione IMMAGINI INTERFEROMETRICHE Jaffe(et(al.(2004( Tristram(et(al.(2007( Greenhill(et(al.(2003( 12

13 Toro: dimensioni IMMAGINI INTERFEROMETRICHE Meisenheimeretal

14 Toro: dimensioni REVERBERATION MAPPING Po#$et$al.$2010$ 14

15 Emissione della polvere nel toro La radiazione UV prodotta dal nucleo riscalda la polvere nel toro e più generalmente nel mezzo circumnucleare. Ricordiamo che Teq 1000 L 1/5 R -2/5 K 46 pc Ci aspettiamo quindi che ci sia una forte distribuzione radiale della temperatura della polvere, quindi del massimo di emissione termica. 15

16 Emissione della polvere nel toro Sono stati elaborati modelli molto complessi sull emissione infrarossa del toro oscurante. Non è semplice riprodurre la SED IR che è molto più larga di un singolo black body e che quindi richiede polvere a diverse temperature. 16

17 Emissione della polvere nel toro Modelli recenti: tori composti da nuvole, che si estendono fino al raggio di sublimazione Silicatesabsorp.on/emission Nenkova(et(al.(2008a,b( 17

18 AGN dominati dall emissione IR ULIRG: Ultraluminous Infrared Galaxies: L > LSUN, LIR ~ LBOL Sono le galassie piu luminose nell Universo locale, e sono simili alle galassie ad alto redshift (molto piu comuni dove avviene il picco della formazione stellare, e che producono la maggior parte del fondo cosmico in infrarosso. Sono per lo piu SISTEMI INTERAGENTI (Sanders et al Il merging fra due galassie attiva la formazione stellare ed alimenta il (i nucleo/i attivo/i. La grande quantita di polvere circumnucleare assorbe quasi tutta la radiazione prodotta (sia da AGN che da SB e la riemette nell infrarosso. PROBLEMA: distinzione fra le componenti AGN e SB 18

19 ULIRGs: Separazione AGN/SB Vari metodi, basati sull osservazione di features tipiche di una delle due componenti. Esempio: righe di alta ionizzazione nel medio infrarosso (AGN, emissione X (AGN, emissione di PAH (SB. Metodo fiorentino : f (IR = f (AGN e +(1 f (SB Risaliti et al Sani et al Nardini et al Nardini et al Risaliti, Imanishi & Sani

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