Ambiente su grande scala delle radiogalassie compatte a basso redshift

The aim of this project is to study the large-scale environment of compact radio galaxies, a class of Radio-Loud Active Galactic Nuclei (AGN). AGN accrete gas on the supermassive black hole at the centre of the host galaxy; this process generates plasma jets which may have different spatial extensions. In compact radio galaxies, the plasma jets are fully contained into the inner region of the host galaxy. This compactness is considered as an evidence of youth in these objects: compact radio galaxies may represent the young version of the extended ones, which have larger plasma jets. The study of the cosmic environment of compact radio galaxies might add a piece of information to their phenomenological picture. While there are literature works that show that extended radio galaxies live more likely in regions of the Universe rich of galaxies (groups or clusters of galaxies), nothing is known about the environment of compact radio galaxies. In my work, I make use of the CORALZ (Compact Radio sources at Low Redhsift) sample and of the data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), the largest photometric and spectroscopic catalog available today. By means of the photometric data of the SDSS, I analyse the distribution of the galaxies projected into a circular sky region of 2 Mpc radius (hereafter referred to as 'field') around each radio galaxy. I find a significant galaxy overdensity in the inner regions (few hundreds of kpc) in these fields: this overdensity is around 15% higher than the density I observe in fields of the same size around galaxies that were randomly chosen in the sky, although characterized by the same distance from the observer of the CORALZ galaxies. By means of the spectroscopic data of the SDSS, I select the potential 'neighbours' of the radio galaxies by constraining on 'redshift' of the galaxies of each field. The redshift of a galaxy is a combination of distance and velocity information, so the selected subsample contains the real neighbours of the radio galaxies. Following the same procedure I applied to photometric data, I find again a significant central galaxy overdensity of a factor 2 with respect to the random fields. The magnitude limit of the SDSS has an impact on my analysis: galaxies fainter than this limit are not included in my sample. This effect is expected to be stronger at larger distance from the observer. By comparing the known galaxy luminosity function with the galaxy distribution of my fields, I show that those fields around compact radio galaxies that are farther from the observer are depleted of neighbours, consistently with what expected from the magnitude limit of the SDSS. This analysis gives further evidences of the presence of a possible structure around CORALZ radio galaxies. Assuming that the galaxies close to the compact radio sources of the sample are members of a gravitationally bound structure, I derive the main physical characteristics of this structure: the harmonic radius and the galaxy velocity dispersion. The distribution of these values are consistent with those observed in the sample of loose groups identified in the CfA redshift survey. My pioneering work on the large scale environment of compact radio galaxies shows that these objects live in groups of galaxies, a cosmic environment that may easily trigger the accretion process of the central supermassive black hole.

Lo scopo del mio lavoro di tesi è quello di studiare l'ambiente su grande scala delle radiogalassie compatte, una classe di Nuclei Galattici Attivi (AGN) Radio-Forti. Gli AGN presentano getti di plasma che possono avere estensioni spaziali diverse e che sono generati da processi di accrescimento di gas sul buco nero supermassiccio che si trova al centro della galassia ospite. Nelle radiogalassie compatte i getti di plasma sono interamente contenuti nella galassia ospite ed hanno quindi dimensioni inferiori a qualche decina di kpc. La compattezza di questi oggetti viene interpretata come evidenza della loro giovane età: le radiogalassie compatte potrebbero rappresentare le fasi iniziali dell'evoluzione delle radiogalassie estese, caratterizzate invece da getti di plasma di dimensioni molto superiori (fino a migliaia di kpc). Lo studio dell'ambiente cosmico in cui le radiogalassie compatte vivono può aggiungere informazioni al quadro interpretativo della loro fenomenologia. Mentre infatti è noto che le radiogalassie estese si trovano con maggior probabilità in zone di universo ricche di galassie (gruppi o ammassi di galassie), non è ancora noto quale sia l'ambiente in cui vivono le radiogalassie compatte. Per effettuare questo studio, ho impiegato il campione CORALZ (Compact Radio sources at Low Redshift) e i dati della Sloan Digital Sky Survey (SDSS), il catalogo fotometrico e spettroscopico di galassie ad oggi più esteso. Utilizzando i dati fotometrici della SDSS ho analizzato la distribuzione delle galassie proiettate entro una regione di cielo circolare di 2 Mpc di raggio (che definisco 'campo') attorno ad ogni radiogalassia compatta e ho trovato una sovradensità significativa di galassie nelle regioni centrali (alcune centinaia di kpc) di questi campi: tale sovradensità è maggiore di circa il 15% rispetto a quanto ho osservato in campi della stessa dimensione intorno a galassie che ho scelto in posizioni casuali nel cielo, ma alla stessa distanza dall'osservatore a cui si trovano le radiogalassie. Utilizzando i dati spettroscopici della SDSS, ho selezionato tra le galassie di ogni campo i potenziali 'vicini' delle radiogalassie del campione CORALZ imponendo dei vincoli sul loro 'redshift'. Poiché il redshift di una galassia è una combinazione di distanza e velocità, il campione selezionato include i reali vicini delle radiogalassie. Anche per questo campione, con un procedimento analogo a quello utilizzato per i dati fotometrici, ho trovato nuovamente una sovradensità centrale di galassie significativamente maggiore di circa un fattore 2 rispetto ai campi casuali. Ho che galassie con una luminosità minore di quella limite della SDSS non sono incluse nel mio campione: un confronto con la funzione di luminosità delle galassie, nota dalla letteratura, ha mostrato che i campi attorno alle radiogalassie che si trovano a distanze crescenti dall'osservatore risultano spopolati proprio a causa della luminosità limite della SDSS. Assumendo che le galassie 'vicine' alle radiogalassie CORALZ siano membri di una struttura gravitazionalmente legata, ho valutato le caratteristiche fisiche di tale struttura: il raggio armonico e la dispersione di velocità delle galassie. Le distribuzioni dei valori di queste quantità sono compatibili con quelle osservate nel campione dgruppi di galassie aperti identificati nella CfA redshift Survey. Il mio lavoro sull'ambiente delle radiogalassie compatte suggerisce dunque che si trovino in gruppi di galassie.