Cuásares de alto desplazamiento al rojo y Hot DOGs
Proyectos de investigación
Una visión MUSE de cuásares de radiofrecuencia de alto corrimiento al rojo
En este proyecto, nos centramos en una muestra de cuásares con radiofrecuencia a z > 3,5 con datos profundos del VLT/MUSE. Estudiamos las propiedades de su medio circungaláctico y sus entornos más cercanos, buscando la presencia de halos Lyman Alfa y emisores Lyman Alfa cercanos. Compararemos estos resultados con los observados en cuásares sin emisión de radio intensa (radiosilenciosos).
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Las propiedades de los cuásares de radiofrecuencia de alto corrimiento al rojo en la época de la reionización
Este proyecto se centra en comprender varias propiedades físicas de potentes cuásares que muestran una fuerte emisión de radio (radio-fuerte) en la época de reionización (z~6). Nos interesa estudiar sus entornos a gran escala donde se encuentran estos objetos, que se prevé que sean muy ricos. Para ello, como punto de partida, inspeccionaremos los campos de tres fuentes, utilizando datos de imágenes profundas del HST y VLT/FORS2, y espectroscopía de Magellan/LDSS3. También inspeccionaremos las propiedades de sus galaxias anfitrionas, tal como las obtuvo ALMA (5 fuentes), y de sus regiones más internas (5 fuentes; los datos del VLT/X-Shooter se tomarán en ESO P112).
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Selección de candidatos a cuásares de alto corrimiento al rojo para el estudio 4MOST “CHANGES”
En este proyecto, compilamos un catálogo de candidatos a cuásares de alto corrimiento al rojo (z > 5,5) para su seguimiento por 4MOST como parte del sondeo chileno «ChANGES» (Chilean AGN/Galaxy Extragalactic Survey). Utilizamos una selección basada en estudios ópticos/NIR de gran superficie del cielo disponibles y en una rutina de distribución de energía espectral diseñada a medida.
Selección de objetivos de 4MOST CHANGES en función de sus SED
4MOST es un estudio espectroscópico de próxima aparición que, a lo largo de 5 años, obtendrá espectros de decenas de millones de fuentes en el hemisferio sur. 4MOST se divide en varios estudios públicos, incluyendo el Estudio de Evolución de AGN y Galaxias de Chile (ChANGES). Este estudio público obtendrá espectros de millones de núcleos galácticos activos (AGN), seleccionados de diversas maneras. En este proyecto, lideramos la selección de candidatos a AGN con base en sus distribuciones de energía espectral, que conformarán aproximadamente el 50% de la muestra final de ChANGES.
Firmas de fusión en galaxias oscurecidas por polvo caliente
Las galaxias oscurecidas por polvo caliente, o Hot DOGs, son algunos de los cuásares oscurecidos más luminosos conocidos en el universo. Se espera que los cuásares y las fusiones, en general, desempeñen un papel fundamental en la evolución de las galaxias masivas. La idea es que las fusiones puedan impulsar el gas desde el medio interestelar (ISM) hacia los agujeros negros supermasivos centrales, desencadenando un intenso episodio de acreción (conocido como cuásar) que inicialmente está completamente oscurecido por el polvo, pero que finalmente la presión de los fotones o los chorros de radio elimina parte de este polvo, pasando a la fase tradicional de cuásar, y finalmente detiene la formación estelar en la galaxia. Una serie de estudios (p. ej., Stern et al. 2014, Tsai et al. 2015, 2018, Assef et al. 2015, 2022, Diaz-Santos et al. 2016, Wu et al. 2018, Zewdie et al. 2023) hemos demostrado que los Hot DOG y sus entornos tienen características que hacen probable que estos objetos correspondan a esa primera fase de la evolución, cuando la acreción muy intensa está completamente envuelta en polvo. Diaz-Santos et al. (2018) demostraron dramáticamente que esta imagen es probable para el Hot DOG más luminoso conocido, W2246-0526, al encontrar que el Hot DOG está en el centro de una fusión múltiple, con colas de marea polvorientas que lo unen a sus tres vecinos más cercanos. En este proyecto, hemos llevado a cabo observaciones similares a las de Diaz-Santos et al. (2018) en una muestra de 4 Hot DOG más para determinar si estas estructuras se observan comúnmente en estos objetos.
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Polarimetría de imágenes de galaxias oscurecidas por exceso de polvo caliente azul
Las galaxias oscurecidas por polvo caliente representan una fracción significativa de los cuásares intensamente oscurecidos más luminosos conocidos en el universo. Un pequeño subconjunto de ellas, conocidas como BHD, muestra un exceso de emisión azul, que se cree que surge de la luz dispersada del cuásar altamente oscurecido. Estudios detallados de tres de estos objetos (Assef et al. 2016, 2020) utilizando observaciones de su morfología con el telescopio espacial Hubble, de la emisión de rayos X con el telescopio espacial Chandra, de sus distribuciones de energía de espectros UV a infrarrojo medio y de sus líneas de emisión UV llevaron a la conclusión de que el exceso de azul se debe a la luz dispersada del cuásar oscurecido que alimenta el infrarrojo medio. Específicamente, encontramos que aproximadamente el 1% de la luz del motor central oscurecido escapa en alguna dirección y luego se dispersa en nuestra línea de visión. El AGN es tan luminoso que solo el 1% de su luminosidad es suficiente para ocultar por completo la galaxia anfitriona debajo de él. Recientemente, en Assef et al. (2022), utilizamos observaciones polarimétricas de imagen con FORS2 en el VLT en la banda R de un BHD (W0116-0505, z = 3,173) para confirmar la naturaleza del exceso de azul como luz dispersa y derivar las propiedades del medio dispersante. Nuestro modelo preferido es que el dispersor es un viento de salida masivo impulsado por el cuásar detectado por Finnerty et al. (2020), que podría transportar más de 1000 M_sun/año de gas. En este proyecto, estamos obteniendo más observaciones polarimétricas de imagen (ImPol) de BHD utilizando FORS2 en el VLT. Primero, obtendremos observaciones V e I ImPol de W0116-0505 para delimitar mejor la naturaleza del material dispersante. También obtendremos observaciones ImPol en R de cuatro BHD adicionales para evaluar la prevalencia de fracciones de alta polarización en estos objetos, determinar si todos pueden modelarse con los mismos parámetros físicos y evaluar la posible relación con efluentes gaseosos masivos para probar un escenario propuesto recientemente para la secuencia evolutiva de cuásares luminosos. Las observaciones están en curso como parte de una propuesta de clasificación A en los semestres 2023A y B.