Bolsa de PD em Astronomia Extra-Galáctica

Post-doctoral fellowship in Extragalactic Astronomy

• Resumo Summary

  Núcleos galácticos são regiões especiais de galáxias, hospedando buracos negros supermassivos e populações estelares que registram importantes aspectos da história da formação e evolução da galáxia. Estamos efetuando um levantamento de núcleos de uma amostra completa de galáxias com espectroscopia 3D profunda nos telescópios de 8 m Gemini, com uma combinação de resolução espacial e sinal a ruído sem precedentes. Objetivamos detectar e estudar as propriedades estatísticas, geométricas e físicas de AGN de baixa luminosidade: anãs Seyferts e LINERs bem como núcleos starburst e inativos. É esperado que o candidato trabalhe na redução e análise destes dados, bem como que os complemente com dados oriundos de observações AO assistidas em NIR.
  
  Motivação
  Galáxias têm sido conhecidas como entidades contendo centenas de bilhões de estrelas - ilhas no Universo - por cerca de 90 anos. Seus núcleos certamente preservam informação importante sobre sua origem e evolução. Por estas razões é importante estudá-las, tanto em nível individual quanto em base estatística. Além da emissão estelar, muitos núcleos galácticos apresentam linhas de emissão que não são originadas por estrelas. Eles são frequentemente chamados Núcleos Galácticos Ativos (AGNs). A função luminosidade de AGN é tal que eles podem ser estudados a grandes distâncias. Curiosamente, os mais abundantes objetos são de baixa luminosidade (LLAGN) e não tão bem estudados, embora sua população seja abundante nas galáxias do Universo local.
  
  A maioria das galáxias massivas hospedam um núcleo ativo, a maioria dos quais apresentando linhas de emissão de baixa ionização - e portanto classificadas como LINERS (Low Ionization Nuclear Emission Regions). A emissão nuclear em LINERS tem sido proposta como sendo similar àquela de Galáxias Seyfert, mas num ambiente com parâmetro de ionização mais baixo; esta ideia foi confirmada pela descoberta de emissão H? larga numa fração significativa das LINERS bem como a detecção de contínuo óptico não-térmico, linhas proibidas de alta ionização e em Raios-X. Tais características são usualmente associadas com um buraco negro.
  
  Galáxias do tipo recente são geralmente de baixa massa, ricas em gás, com forte formação estelar, sem bulbo ou associadas a pseudo-bulbos. Um modo efetivo de estudo de galáxias e seus núcleos é a execução de levantamentos de grandes amostras. Com tais levantamentos, novos e interessantes objetos têm sido encontrados e, se as amostras forem selecionadas por critérios rigorosos, propriedades estatísticas podem ser derivadas.
  
  Levantamento DIVING3D
  O Levantamento DIVING3D - Visão IFS Profunda de Núcleos de Galáxias - obviamente se beneficia de ambos o discernimento científico e as ferramentas de análise desenvolvidos para estes levantamentos IFU prévios e em andamento. A estatística de LLAGN é limitada pela sensibilidade das técnicas de detecção. Acreditamos que, com as técnicas desenvolvidas por nosso grupo, somos capazes de detectar AGN sob limites significativamente mais baixos de luminosidade do que o atual nível de detecção, como o do Levantamento do Monte Palomar.
  
  Baseamos esta crença em dois fatos: estamos concluindo um mini-levantamento de núcleos galácticos massivos, compreendendo uma amostra não tendenciosa de 36 galáxias do sul. Nossa estatística preliminar indica que encontramos duas vezes mais objetos com largo H? do que antecipado pelo Levantamento do Palomar. Isto é provavelmente devido ao fato de que temos resolução espacial muito melhor. Um segundo e talvez mais importante argumento vem da análise Log N x Log S de AGNs presente em galáxias Sc-Sd.
  
  Objetivo
  No Levantamento DIVING3D propomos executar um levantamento de núcleos galácticos no hemisfério sul inspirado no Levantamento Palomar. Este é de fato o primeiro levantamento de galáxias no universo local feito no hemisfério sul. Mas o objetivo não é replicar o Levantamento Palomar. Primeiramente ele é projetado para ir muito além (embora para amostragem menor): usará um telescópio de 8 m (ao invés de 5 m) com tecnologia de detecção atualizada. Mais importante, será feito com espectroscopia 3D ao invés de fenda única. Terá uma resolução espacial limitada por seeing ao invés de espectro único com 4”x2”. De fato, este levantamento terá a resolução espacial mais alta que qualquer outro levantamento de galáxias feito ou em progresso no óptico. Os objetivos científicos de nosso levantamento são o estudo de: a - Propriedades das linhas de emissão nuclear; b - As propriedades de linha de emissão circumnuclear; c - A dinâmica estelar; e d - A arqueologia estelar.
  
  Metodologia
  O pós-doc será parte de nosso grupo e envolvido na redução e processamento de cubos de dados usando o conjunto de técnicas que desenvolvemos e aplicamos a uma variedade de objetos. O candidato também executará análises de dados com técnicas padrões bem como desenvolverá novas. É esperada publicação de papers sobre objetos individuais, bem como participação na análise estatística mais fundamental de subamostras do levantamento. Um importante aspecto é que o candidato selecionado complementará os dados com cubos de dados (AO assistidos) originários do NIR.

  Galactic nuclei are special regions of galaxies, hosting supermassive black holes and stellar populations that record important aspects of the history of the galaxy formation and evolution. We are performing a survey of nuclei of a complete sample of galaxies with deep 3D spectroscopy on the 8m Gemini telescopes, with a combination of unprecedented spatial resolution and signal-to noise. We aim to detect and study the statistical, geometric and physical properties of Low Luminosity AGN: "dwarf" Seyferts and LINERs as well as starburst and inactive nuclei. The candidate is expected to work on the reduction and analysis of these data as well as complement them with data from AO assisted observations in the NIR.
  
  Motivation
  Galaxies have been known as entities containing hundreds of billions of stars - islands in the universe - for about 90 years. Their nuclei certainly preserve important information about their origin and evolution. For these reasons it is important to study them, both at the individual level and on a statistical basis. Besides the stellar emission, many galactic nuclei present emission lines that are not originated by stars. They are frequently called Active Galactic Nuclei (AGNs). The luminosity function of AGN is such that they can be studied at large distances. Curiously the most abundant objects are of low luminosity (LLAGN) and not so well studied although abundantly populating the galaxies in the local universe.
  
  Most of the massive galaxies host an active nucleus, the majority of them presenting low ionization emission lines and hence classified as LINERs (Low Ionization Nuclear Emission Regions). The nuclear emission in LINERs has been proposed to be similar to that of Seyfert galaxies, but in an environment with lower ionization parameter; this idea was confirmed by the discovery of broad H? emission in a significant fraction of the LINERs as well as the detection of optical non-thermal continuum, high ionization forbidden lines and in X-Rays. Such characteristics are usually associated with a black hole.
  
  Late type galaxies are generally of low mass, gas rich, with strong star formation, bulge-less or associated with pseudo-bulges. An effective way of studying galaxies and their nuclei is by performing surveys of large samples. With such surveys, new and interesting objects have been found and, if the samples are selected by rigorous criteria, statistical properties can be derived.
  
  The DIVING3D Survey
  The DIVING3D - Deep IFS View of Nuclei of Galaxies - survey obviously benefits from both the scientific insight and the analysis tools developed for these previous and on-going IFU surveys. The statistics of LLAGN is limited by the sensitivity of the detection techniques. We believe that, with the techniques developed by our group we are able to detect AGN at significant lower luminosity limits than the current level of detection such as in the Palomar Survey.
  
  We base this belief on two facts: we are concluding a mini-survey of massive galactic nuclei, comprising an unbiased sample of 36 southern galaxies. Our preliminary statistics indicate that we found two times more objects with broad H? then anticipated from the Palomar survey. This is probably due to the fact that we have much better spatial resolution. A second and perhaps more important argument comes from the Log N x Log S analysis of AGN present in Sc-Sd galaxies.
  
  Goal
  In the DIVING3D survey we propose to perform a survey of galactic nuclei in the southern hemisphere inspired on the Palomar Survey. This is in fact the first such a survey of galaxies in the local universe done in the southern hemisphere. But it is not meant to replicate the Palomar Survey. First, it is designed to go much deeper (although for a smaller sample): it will use an 8 m telescope (instead of 5 m) with updated detector technology. More importantly, it will be made with 3D spectroscopy instead of a single slit. It will have a spatial resolution limited by seeing instead of a single spectrum with 4”x2”. In fact this survey will have the highest spatial resolution of any survey of galaxies done or in progress in the optical. The scientific goals of our survey are the studies of: a - The nuclear emission line properties; b - The circumnuclear emission line properties; c - The stellar dynamics; and d - the stellar archaeology.
  
  Methodology
  The post-doc will be part of our group and involved in the reduction and processing of the data cubes using the set of techniques we have developed and applied to a variety of objects. The candidate will also perform data analysis with standard techniques as well as develop new ones. It is expected to publish papers both of individual objects as well as participate in the more fundamental statistical analysis of the survey's subsamples. An important aspect is that the selected candidate will complement the data with (AO assisted) data cubes from the NIR.
  
  This opportunity is open to candidates of any nationalities. The selected candidate will receive a FAPESP's Post-Doctoral fellowship in the amount of R$ 6.819,30 monthly and a research contingency fund, equivalent to 15% of the annual value of the fellowship which should be spent in items directly related to the research activity. 
  
  More information about the fellowship is at: www.fapesp.br/en/5427.