Nuclear activity and interstellar medium in a sample of isolated galaxies

Resumen

La evolución de las galaxias depende del entorno, En particular la actividad nuclear, producida por la acreción de materia en el agujero negro supermasivo central, podría verse afectada por dicho entorno. Se piensa que la interacción entre galaxias disminuye el momento angular del gas, provocando su caída hacia el agujero negro central, alimentándolo de este modo. Según esta hipótesis se esperaría un aumento de la actividad nuclear en las galaxias en interacción, sin embargo se encuentran resultados contradictorios. En unos estudios se encuentra que la tasa de actividad nuclear aumenta con la interacción mientras que en otros es independiente de ésta. Gran parte de las diferencias entre los distintos estudios podría deberse tanto al uso de distintos criterios para la selección de las muestras como a la ausencia de una muestra de referencia. El proyecto AMIGA (Análisis del Medio Interestelar en Galaxias Aisladas; http://amiga.iaa.es/) ofrece una muestra estadísticamente significativa de galaxias aisladas libres de interacción durante un tiempo significativo de su vida. Esta muestra constituye la base para estudiar el efecto de las interacciones sobre la actividad nuclear, el medio interestelar y la formación estelar. El primero de estos aspectos constituye el objeto de estudio de la presente tesis. Para llevar a cabo el estudio de la actividad nuclear en la muestra AMIGA de galaxias aisladas, hemos usado distintos métodos. Por una parte hemos estudiado la correlación entre la emisión en infrarrojo lejano y en radiocontinuo de las galaxias de la muestra. Pues un exceso de radiocontinuo en esta correlación indica la presencia de un núcleo activo emitiendo a longitudes de onda de radio. También hemos usado el color entre la emisión en infrarrojo medio y lejano, que nos indica la presencia de un candidato a núcleo activo. Asimismo hemos determinado el origen dominante de la ionización del núcleo usando los espectros en visible del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Por último hemos realizado una búsqueda en la bibliografía existente del tipo de actividad nuclear que pudieran presentar las galaxias de nuestra muestra. Se pueden destacar los siguientes resultados. No encontramos galaxias aisladas que muestren un valor superior a un factor 5 de exceso de radio con respecto a la correlación radio continuo-infrarrojo lejano. Usando el límite más permisivo de un factor 3, encontramos tan solo un 2% de galaxias con actividad nuclear tipo radio, las tasas más bajas encontradas con respecto a cualquier otra muestra. Comparando con muestras de galaxias situadas en entornos más densos se observa un aumento de la tasa de actividad en longitudes de onda de radio conforme aumenta el número de galaxias en interacción o la cercanía al centro de un cúmulo. Se ha descartado que este cambio en la tasa de actividad provenga de la relación entorno-morfología o entorno-luminosidad. Adicionalmente se ha cuantificado la precisión del método de selección de candidatos a galaxias activas usando el color infrarrojo obteniendo una tasa de acierto del 72.2% para este método. El número de galaxias activas seleccionadas en base a los datos del Sloan Digital Sky Survey alcanza una tasa del 21.7% y no muestra una dependencia tan alta con el entorno en comparación con las galaxias activas tipo radio. El número de galaxias activas que muestran líneas de emisión anchas (Seyfert 1) con respecto al total de galaxias activas es del 10.2%. Se ha creado un catálogo de candidatos a núcleos activos de galaxias en la muestra de galaxias aisladas. Este catálogo servirá para futuros estudios de los efectos del entorno sobre la actividad nuclear. Del trabajo realizado en esta tesis doctoral podemos concluir que el entorno es fundamental para producir el fenómeno de la actividad nuclear de tipo radio, observándose un aumento de la actividad conforme aumenta la interacción (galaxias en interacción, pertenencia a un cúmulo, cercanía al centro del cúmulo) para todos los tipos morfológicos y todos los rangos de luminosidades. La muestra AMIGA de galaxias aisladas se confirma como la muestra de galaxias, incluidas las de tipo temprano, más libre de efectos de la interacción, con una tasa de actividad nuclear tipo radio casi nula.