Feedback in nearby Active Galactic Nuclei: a study of near-infrared diagnostic diagrams and warm molecular outflows with JWST

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Souza, José Henrique Costa Pinto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria; Brasil; UFSM; Programa de Pós-Graduação em Física; Centro de Ciências Naturais e Exatas
• Palavras-chave em Português: Active Galactic Nuclei; Galaxy evolution; AGN feedback; JWST; Núcleos ativos de galáxias; Evolução de galáxias; Feedback de AGN; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/38599

O impacto dos Núcleos Ativos de Galáxias (AGNs) nas várias fases do gás é fundamental para compreender os processos de feedback na evolução das galáxias. Uma componente do meio interestelar (ISM) ainda pouco explorada é o gás molecular morno (100 ≲ T ≲ 1000K). Embora instrumentos espaciais anteriores tenham detectado a emissão rotacional do hidrogénio molecular (H2) no infravermelho médio, a sua resolução espacial limitada impediu estudos detalhados da sua distribuição e cinemática, algo que o JWST torna agora possível. Não somente a distribuição e a cinemática do gás molecular morno são pouco entendidas, como também os seus mecanismos de excitação dominantes. Utilizando espectroscopia de campo integral de alta resolução do Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) do JWST (∼ 1–5 μm), investigamos os mecanismos de excitação do gás nas regiões centrais de nove galáxias ultra-luminosas no infravermelho. Apresentamos novos diagnósticos capazes de distinguir entre excitação por formação estelar (SF), AGN e choques. Constatamos que as regiões de SF apresentam log10(H2 1– 0 O(5)/PAH3.3 μm) < −2.2, as regiões excitadas por AGN entre −2.2 e −1.44, e as excitadas por choque > −1.44; na razão log10([C I] 0.9852 μm/Paγ), as regiões de SF apresentam valores < −0.67, as excitadas por AGN entre −0.67 e 0.02, e as excitadas por choque > 0.02. Combinando traçadores de gás molecular e fracamente ionizado, demonstramos que a excitação por choque está sistematicamente associada ao aumento da largura das linhas em ambas as fases do gás. Utilizando o Mid-Infrared Instrument (MIRI) do JWST no seu modo de Espectroscopia de Resolução Média (MRS), investigamos o impacto da atividade dos AGN no gás molecular morno das regiões centrais de três galáxias com excesso de emissão de H2 em relação ao esperado para formação estelar pura. Demonstramos que os AGN de baixa luminosidade em 3C293, NGC3884 e CGCG012-070 impulsionam outflows de gás molecular morno, com eficiências de acoplamento, em média, uma ordem de magnitude superiores às inferidas para o gás ionizado. Em 3C293, os outflows são provavelmente induzidos mecanicamente, enquanto em NGC3884 e CGCG012-070 são mais consistentes com aceleração por pressão de radiação. Os nossos resultados destacam a componente molecular morno como um indicador fundamental do feedback dos AGN e do seu papel na evolução das galáxias, enfatizando a necessidade de estudos mais aprofundados sobre esta fase.