Multiwavelength analysis of high-redshift far-IR galaxies detected by the Herschel space observatory in the South ecliptic pole field

Negli ultimi anni, sempre più studi hanno dimostrato l'esistenza di una co-evoluzione tra nuclei galattici attivi e galassie ospiti. Fenomeni di starburst sono spesso accompagnati da una incrementata attività nucleare e le proprietà dei due meccanismi fisici sembrano essere correlate. Data la natura polverosa delle regioni nelle quali questi meccanismi si manifestano, l'osservazione diretta è fortemente influenzata dall'estinzione. L'emissione UV ed ottica nascosta ha costituito per lungo tempo una grande limitazione a questi studi sia per la difficoltà nella rilevazione di una frazione consistente di queste sorgenti, sia per per la stima della loro estinzione intrinseca. Comunque, l'energia assorbita a lunghezze d'onda minori è riemessa dalla polvere riscaldata, nel medio e lontano infrarosso (MIR e FIR). In questo contesto, le osservazioni ottenute con gli osservatori spaziali Herschel e Spitzer giocano un ruolo predominante. Esplorando le regioni spettrali tra il picco di emissione stellare ed il picco di emissione delle polveri, essi permettono di stimare la quantità totale di energia emessa dai meccanismi fisici coinvolti e, conseguentemente, la loro importanza relativa ed assoluta. Le osservazioni Herschel e Spitzer sono comunque necessarie ma non sufficienti per questo tipo di studi. Redshift fotometrici affidabili possono essere calcolati solo con una buona copertura spettrale alle lunghezze d'onda dell'ottico. Inoltre, nello studio dell'attività AGN, tenere in considerazione la regione spettrale del medio IR, dove domina l'emissione del toro di polveri, diventa cruciale. La regione spettrale del medio IR può essere indagata e.g. dall'osservatorio spaziale Akari. Con il lavoro sintetizzato in questa tesi, abbiamo contribuito allo studio della connessione tra AGN e galassia ospite sotto vari aspetti. La nostra analisi si focalizza nell'area del polo sud eclittico (SEP), che data la sua posizione, è soggetta ad una bassa emissione da cirri. Per prima cosa, abbiamo ridotto un vasto set di immagini ottiche riprese nel campo SEP. I mosaici risultanti sono ora disponbili per ulteriori studi relativi allo stesso argomento o ad altri. In secondo luogo, a partire dalle nostre immagini ottiche e da altre immagini e cataloghi sia pubblici che privati, abbiamo costruito un catalogo di sorgenti all'interno di 7 gradi quadrati nell'area SEP. La copertura fotometrica va dall'ottico al lontano infrarosso delle bande Herschel-SPIRE. Misurazioni Spitzer-IRAC e MIPS, insieme ad osservazioni Akari-IRC sono inoltre incluse. Questo catalogo è ora disponibile per la comunità scientifica. Il nostro terzo contributo alla ricerca in questo campo è rappresentato dall'analisi condotta su un sottocampione di sorgenti selezionate nel lontano IR. Usando tecniche di SED fitting, abbiamo analizzato le principali proprietà di queste galassie (redshift, massa in stelle, attività di formazione stellare e di AGN). Quindi, abbiamo studiato il contributo di ciascun singolo meccanismo fisico (stelle, AGN, formazione stellare) all'emissione a differenze lunghezze d'onda. Per ultimo, abbiamo discusso le relazioni tra queste proprietà. La nostra analisi multi-banda è complementare ad analisi di letteratura condotte nel dominio dei raggi X, le quali puntano verso l'esistenza di una doppia ``sequenza principale'', una nel piano massa stellare (M*) contro tasso di formazione stellare (SFR), e l'altra nel piano M* contro tasso di accrescimento del buco nero (BHAR). Per ultimo abbiamo stimato la pendenza della sequenza principale M*-BHAR a redshift z<0.5