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A very active group

Multiple AGN in the crowded field of the compact group SDSSJ0959+1259
The images in the optical and in the X-ray band show the exceptional field of SDSS J0959+1259.

Authors

De Rosa A. (INAF-IAPS, Roma), Bianchi S. (Università di Roma Tre), Bogdanovic T.
(Georgia Institute of Technology, Atlanta), Decarli R. (MPIA, Heidelberg), Herrero-Illana R. (IAA-CSIC, Granada), Husemann B. (ESO), Komossa S. (MPIfR, Bonn), Kun E. (University of Szeged), Loiseau N. (ESAC/XMM–Newton Science Operations Centre), Paragi Z. (Joint Institute for VLBI ERIC, Dwingeloo), Perez-Torres M. (IAA-CSIC, Granada; CEFCA, Teruel), Piconcelli E. (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma), Schawinski K. (ETH, Zurich), Vignali C. (Università di Bologna; INAF, Osservatorio Astronomico di Bologna)

Published on August 13, 2015, in MNRAS, Vol. 453, p. 214

Abstract

Thanks to the combined observations carried out with XMM-Newton in the X-ray band, the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) in the optical band and the BUSCA optical camera at the Calar Alto Telescope (Spain), a group of Italian researchers has discovered a compact group of galaxies with intriguing properties.

The team, led by Alessandra De Rosa (INAF-IAPS, Roma) and including Cristian Vignali from the Department of Physics and Astronomy of Bologna, has discovered a compact group of galaxies, SDSS J0959+1259, characterized by a high fraction of active nuclei (AGN): five of the eight galaxies (~60%) host a massive black hole accreting matter from the surrounding environment; this fraction is much higher than the 10-30% typically observed in groups of galaxies.

This result suggests that compact groups are ideal systems where galaxy interactions and merging of massive black holes may occur with higher frequency than in other regions of the Universe.

The optical and X-ray images in the figure show the field of SDSS J0959+1259. The X-ray detected sources are shown as solid yellow circles, while X-ray undetected galaxies are shown as dashed yellow circles. The AGN in the field are src1, src2, src3, src5 and src8 (outside the image); src4, src6 and src7 are star-forming galaxies. The study of compact groups is thought to be fundamental to help understanding galaxy formation and evolution of galaxies.

SDSS J0959+1259 is distant 500 million light years; its size (radius) is of the order of 800000 light years. Besides the high fraction of AGN, the group shows high star-formation activity and the presence of diffuse atomic hydrogen among galaxies; some galaxies have also a distorted shape.

All of these elements suggest that the AGN of this compact group are the result of past interactions; some galaxies are still interacting, and this may be responsible for the high AGN activity.

Recently, deep observations with MUSE/ESO have been granted to our group to study the gas dynamics in the group.

The work was developed within the MAGNA (Multiple AGN Activity) project supported by the International Space Science Institute (ISSI) in Bern.

  • Link to the scientific paper: http://mnras.oxfordjournals.org/content/453/1/214
  • Link to Media INAF: http://www.media.inaf.it/2015/07/21/un-gruppo-davvero-attivo/

Image

The images in the optical (BUSCA camera at Calar Alto, R band, left panel) and in the X-ray band (XMM-Newton, right panel) show the exceptional field of SDSS J0959+1259. Solid circles indicate X-ray detected sources, while dashed circles mark X-ray undetected sources.
Src1, src2, src3, src5 are AGN (plus src8, outside the image), while src4, src6 and src7 are star-forming galaxies.

Un gruppo davvero attivo

Scoperta di elevatà attività nucleare nel gruppo di galassie SDSSJ0959+1259

Grazie alle osservazioni condotte con il telescopio ai raggi X XMM-Newton e a quelle ottiche con la Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e la camera BUSCA a Calar Alto (Spagna), un gruppo di ricercatori italiani, guidato da Alessandra De Rosa (INAF-IAPS, Roma), ha scoperto un gruppo di galassie davvero interessante.

Alla scoperta ha partecipato anche Cristian Vignali, professore associato presso il
Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Bologna. Il gruppo di galassie in questione, SDSS J0959+1259, è caratterizzato da un’alta frazione di nuclei galattici attivi (AGN): cinque delle otto galassie (60%) del gruppo hanno un buco nero super-massiccio in fase attiva al loro interno.

Questa frazione è superiore a quella tipicamente osservata nei gruppi di galassie, dell’ordine di 10-30%, e potrebbe essere dovuta al fatto che i gruppi compatti sono sistemi ideali in cui interazioni tra galassie e fenomeni di merging accadono con piú alta frequenza che in altre regioni dell’Universo.

Nella figura, in cui sono riportate l’immagine ottica (a sinistra) e quella X (a destra), sono indicate sette delle otto galassie appartenenti al gruppo; i cerchi gialli ‘continui’ indicano le sorgenti con emissione in banda X. Le galassie associate ad AGN sono src1, src2, src3, src5 e src8 (fuori dall’immagine riportata in figura); src4, src6 e src7 sono invece galassie con formazione stellare.

SDSS J0959+1259, distante da noi 500 milioni di anni luce, ha una dimensione (raggio) dell’ordine di 800000 anni luce. Il gruppo, oltre a possedere un’elevata frazione di nuclei attivi, è caratterizzato anche da un’alta attività di formazione stellare e da idrogeno atomico diffuso. Inoltre, alcune galassie mostrano una forma distorta che suggerisce fenomeni di interazione tra le galassie. Tali fenomeni possono essere responsabili dell’attivazione della fase di accrescimento nei nuclei delle galassie.

Nei prossimi mesi osservazioni con lo strumento MUSE (VLT@ESO) permetteranno di studiare la dinamica del gas nel gruppo.

Il lavoro è stato sviluppato all’interno del progetto MAGNA (Attività di AGN multipli) col supporto dell’Istituto Internazionale di Scienza Spaziale (ISSI) a Berna.

In figura sono riportate l’immagine ottica (banda R, camera BUSCA presso il Calar
Alto, a sinistra) e in banda X (dati XMMNewton, pannello di destra) del gruppo di
galassie SDSS J0959+1259. I cerchi ‘continui’ indicano le sorgenti con emissione
X; nuclei attivi sono presenti nelle sorgenti src1, src2, src3, src5 e src 8 (quest’ultima
fuori dall’immagine), mentre src4, src6 e src7 sono galassie caratterizzate da formazione stellare.