Tesis Doctorado
Cinemática del gas central de galaxias activas cercanas con ALMA
Central gas kinematics of nearby active galaxies with ALMA;
Cinemática del gas central de galaxias activas cercanas con alma;
central gas kinematics of nearby active galaxies with alma
Fecha
2018Autor
Nagar, Neil Mark
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
Institución
Resumen
Para trazar flujos entrantes y salientes en núcleos de galaxias activas (AGNs), determinar
la masa de gas involucrada y su impacto en la galaxia hu ́esped y en el agujero negro
central, se requieren estudios en imágenes 3-D de tanto gas ionizado como molecular.
Estudios previos de imagen han revelado una correlación entre la presencia de espirales
nucleares de polvo en escalas de unos cientos de parsecs con una actividad nuclear en
galaxias, sugiriendo que tales estructuras trazan el flujo de alimentación al agujero negro
supermasivo en el núcleo (SMBH). Como adición, estudios cinemáticos de gas ionizado
y gas molecular caliente (2000 K) usando unidades de campo integral (IFU) en galaxias
activas cercanas, han revelado flujos entrantes con velocidades de ∼50 km s^{-1} a lo largo
de espirales de polvo. No obstante, las tasas de flujo de masa en esas fases del gas son
usualmente pequeñas (10^{-4} – 10^{-3} M yr^{-1}) e interpretadas a ser solamente la piel caliente
de una reserva de gas mucho mayor y flujo, el cual debería estar dominado por gas
molecular frío. Dado esto, ALMA se convierte en el instrumento ideal para mapear tanto
la distribución espacial como la cinemática de este gas molecular frío de manera de cuantificar
el flujo nuclear entrante y saliente presente a la misma escala probada por medio
de observaciones en el rango óptico e infrarrojo cercano. Este trabajo mostrará la cinemática y morfología del gas molecular a ∼0.5" de resolución (CO J:2-1 con ALMA) dentro del kiloparsec mas central en una muestra de 5 galaxias Seyferts seleccionadas por mostrar flujos entrantes de ∼50 km s^{-1} a lo largo de espirales nucleares de polvo en observaciones previas con IFU en en el rango óptico. Se presentan los diferentes métodos que resultan útiles para analizar la cinemática del gas a las escalas mas internas para cada fuente en nuestra muestra, para despues mostrar como estos métodos, una vez aplicados en una de las galaxias de nuestro interés (NGC 1566),
nos permite realizar un análisis mas profundo para los distintos componentes detectados
en la región nuclear a través d mapeos con una resolución espacial y espectral significativa
como lo obtenido con el telescopio Gemini (GMOS-IFU) y especialmente, con el radiotelescopio ALMA (Banda 6 desde ciclo-1 y ciclo-2). Tracing nuclear inflows and outflows in active galactic nuclei (AGNs), determining the
mass of gas involved in these, and their impact on the host galaxy and nuclear black hole,
requires 3-D imaging studies of both the ionized and molecular gas. Previous imaging
studies have revealed a correlation between the presence of dusty nuclear spirals at scales
of hundred of parsecs and nuclear activity in galaxies, suggesting that such structures trace
the feeding flow to the nuclear supermassive black hole (SMBH). In addition, studies of
ionized gas and hot (2000 K) molecular gas kinematics using integral field units (IFU)
in nearby active galaxies, have revealed inflows with velocities of ∼50 km s^{-1} along the
dusty spirals. Nevertheless, the mass flow rates in these gas phases are usually small (10^{-4}
– 10^{-3} M yr^{-1}) and interpreted to be only the hot skin of a much larger gas reservoir and
flow, which should be dominated by cold molecular gas. Giving this, ALMA becomes
in the ideal instrument to map both the spatial distribution and kinematics of this cold
molecular gas in order to quantify the actual nuclear inflows and outflows at the same
scale probed by the optical and near-IR observations.
This work will show molecular gas kinematics and morphology at ∼0.5" of resolution
(CO J:2-1 with ALMA) within the inner kiloparsec in a sample of 5 nearby Seyferts
selected for showing inflows of ∼50 km s^{-1} along dusty nuclear spirals in previous optical
IFU observations. It presents, the different methods which result useful to analyze the gas
kinematics at inner scales to each source of our sample, to then show how these methods,
once applied in one of the galaxies of our interest (NGC 1566), allow us to make a deeper
analysis for the different components detected in the nuclear region through maps with
significant spatial and spectral resolution as obtained with Gemini telescope (GMOS-
IFU) and specially, with the ALMA radiotelescope (Band 6 from cycle-1 and cycle-2).