Study of active galactic nuclei in the otelo survey

Resumen

Los cartografiados celestes han sido, históricamente, el principal método de obtención de datos astronómicos para el estudio del Universo. Esta tesis se centra en uno de ellos, OTELO, un cartografiado en líneas de emisión que utiliza los filtros sintonizables del instrumento OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS, actualmente el mayor telescopio óptico reflector completamente orientable del mundo. El uso combinado de los filtros sintonizables, que permiten obtener espectroscopía de baja resolución en dos dimensiones de todas las fuentes del campo, y de un telescopio de gran diámetro, capaz de alcanzar magnitudes límite extremadamente profundas, es ideal para la búsqueda de objetos emisores débiles. En particular, nos hemos centrado en el estudio de los núcleos activos de galaxias (AGN, por sus siglas en inglés), uno de los objetos más brillantes y fascinantes del Universo. Las galaxias que albergan un AGN muestran una intensa emisión en su núcleo, fruto de la acreción de material por parte de un agujero negro super-masivo ubicado en su centro, según el modelo actualmente aceptado. Su estudio puede darnos información valiosa acerca de la formación y evolución de las galaxias en el Universo. Durante esta tesis, hemos llevado a cabo la reducción y la calibración de los datos de OTELO desde cero, un proceso que ha requerido múltiples iteraciones y el diseño de procedimientos específicos. A continuación se ha obtenido un catálogo profundo multi-rango de todas las fuentes del campo. El siguiente paso ha sido la selección de los objetos emisores usando, por un lado, la información contenida en el catálogo y, por otro, los pseudo-espectros previamente construidos para cada fuente, que constituyen una herramienta única fruto del uso de filtros sintonizables. Nos hemos centrado, específicamente, en la población de emisores Hα a z~0.40, una de las líneas de emisión más intensas del espectro óptico de las galaxias, directamente relacionada con su formación estelar y con la actividad nuclear cuando ésta está presente. A continuación, hemos seleccionado los AGN del campo utilizando cuatro métodos distintos, cada uno de ellos centrado en un rango espectral diferente. Finalmente hemos analizado la muestra de AGN, en un estudio que incluye su demografía y morfología, la búsqueda de galaxias infrarrojas luminosas y ultra-luminosas (LIRGs/ULIRGs), la obtención de la función de luminosidad (LF) de Hα a z~0.40 y un análisis del entorno a ese desplazamiento al rojo. El principal producto de esta tesis es el catálogo de objetos emisores de OTELO, un catálogo profundo y multi-rango que será la base de futuros trabajos. Además, hemos obtenido muestras fiables de emisores Hα y de AGN en el campo de OTELO. El análisis de la población de AGN nos ha permitido confirmar resultados previos, como el predominio de galaxias de tipo tardío, una mayor incidencia de AGN entre los ULIRGs que entre los LIRGs o la efectividad de los rayos-X a la hora de seleccionar los AGN, entre otras muchas cosas. La función de luminosidad Hα obtenida a z~0.40 nos ha permitido, además, extender el límite de anteriores LFs, llegando a luminosidades casi 1 dex más débiles que el resto de los trabajos publicados hasta la fecha. Conociendo los AGN a z~0.40, hemos podido estimar también la tasa de formación estelar de las galaxias con formación estelar a ese desplazamiento al rojo, así como la contribución de los AGN a la luminosidad total.