Clustering Analysis of Cosmic Sources at High Redshifts

La tesi e' dedicata allo studio delle proprieta' di clustering di galassie normali e attive, in un ampio intervallo di redshift, dall'Universo locale fino a z>2. Queste sorgenti, selezionate nell’infrarosso con Spitzer e nei raggi X con Chandra, rappresentano diverse classi di oggetti ad alto redshift - AGN a z>1 che emettono nell'X, massicce galassie evolute a z~2 e galassie con formazione stellare a z~=1.7 e 0.7. Calcoliamo alcune misure di funzioni di correlazione angolare per questi oggetti e le combiniamo con dei modelli di clustering per gli aloni di materia oscura allo scopo di inferire le proprieta' di occupazione degli aloni per le diverse popolazioni di galassie. Inizialmente si sono discusse le proprieta' di clustering delle galassie con indicazioni di attivita' di formazione stellare, rilevate a 24 um da Spitzer. Usando i colori nell'ottico/vicino-IR, abbiamo suddiviso il campione in una popolazione a basso-redshift e in (<z>=0.68) una popolazione ad alto-redshift (<z>=1.72), e abbiamo misurato una lunghezza di correlazione comovente di r0 = 4.74+-0.16h**{-1} Mpc e r_0 =7.87+-0.63 h**{-1}Mpc, rispettivamente. Da questo abbiamo potuto derivare le masse degli aloni di materia oscura Mtot>~2*10**12 h**{-1}Msun per la popolazione ad alto redshift, da confrontare con quella stimata per la popolazione a basso redshift Mtot>~5*10**11 h**{-1}Msun - in linea con le stime delle luminosita' IR L_IR>10**12Lsun(``ULIRG``) e L_IR~10**11 Lsun (``LIRG``). Si e' quindi presentata l'analisi di galassie massicce (massa stellare stimata di M*~=1.6*10**11 Msun), ad alto redshift (<z>=2.2) preliminarmente selezionate dalla presenza del picco di emissione stellare a 1.6 um, che si trova spostato alla lunghezza d'onda osservata a nella 5.8 um banda Spitzer (i cosiddetti ``IR-peakers``). Si e' trovato che le proprieta' osservate degli IR-peakers - la loro massa stellare, densita' numerica e proprieta' di clustering - sono spiegate al meglio se si assume che essi risiedano in quel 10-25% di aloni di materia oscura con Mtot~=[0.5-1]*10**13 Msun, in cui l'efficienza di conversione stellare raggiunge il ~10-20%. Si e' inoltre dimostrato che gli IR-peakers non possono trovarsi solamente nelle galassie centrali dei corrispettivi aloni di materia oscura, o solo nei sottoaloni. Infine, si e' misurato il clustering spaziale degli AGN rilevati dall'osservatorio spaziale a raggi X Chandra nel campo Bootes, in un intervallo di redshift da z=0.17 a z~3. Le lunghezze di correlazione derivate non indicano nessun andamento con il redshift, all’interno di questo campione. La disponibilita' di accurati redshift spettroscopivi ci ha permesso di utilizzare le funzioni di correlazione a due punti proiettate sul piano del cielo, e lungo la linea di vista, per mostare che gli AGN selezionati nei raggi X sono principalmente collocati nei centri degli aloni di materia oscura con Mtot>3.7*10**12 h**{-1} Msun, e tendono ad evitare galassie satelliti in aloni di masse di quest'ordine di grandezza, o maggiori. Le proprieta' di occupazione derivate dai dati di clustering degli AGN Chandra - la scala delle masse dei corrispettivi aloni di materia oscura, la mancanza di una significativa evoluzione con il redshift della lunghezza di correlazione del clustering, e la bassa frazione di satelliti - sono in linea di massima consistenti con lo scenario dell'attivita' di quasar attivata dai \textit{mergers} di galassie di massa simile. Di particolare interesse, si e' trovato che le tre classi di oggetti studiate in questa tesi hanno una lunghezza di correlazione simile (r0~=7-8 h**{-1} Mpc), e quindi risiedono in aloni di materia oscura di massa comparabile, alcuni*10**12 h**{-1}Msun. Tuttavia, essi rappresentano delle popolazioni distinte e largamente non sovrapposte. Le galassie star-forming si trovano nel ~=20% degli aloni di questa massa, probabilmente quelli che hanno subito un innescamento della formazione stellare nel passato recente. Le galassie normali molto massicce (``IR-peakers``) risiedono nel 10-20% degli aloni che hanno avuto un aumento dell’efficienza della formazione stellare a redshift molto alti. Gli AGN selezionati nei raggi X occupano una piccola frazione (~ 1-5%) degli aloni, e si e' trovata evidenza di una differenza nelle proprieta' di clustering di AGN ed IR-peakers: mentre questi ultimi includono sia galassie centrali massicce e galassie satellite, gli AGN sono preferenzialmente situati nelle galassie centrali. Considerati insieme, gli oggetti studiati in questa tesi popolano il ~30-50% degli aloni di materia oscura piu' massicci fra z=1 e z=2.