Modeling the Extended narrow line Region in the era of Integral Field surveys

La Extended Narrow Line Region (ENLR) dei Nuclei Galattici Attivi (AGN) è una regione di gas altamente ionizzato di forma conica o di cono bifalde, che si estende dalla Narrow Line Region (~ 100 pc) fino a 15-20 kpc con gli apici che puntano verso il nucleo. Al momento circa 50 galassie hanno mostrato evidenza di una ENLR, di queste la maggior parte sono galassie di Seyfert nell'Universo locale. La presenza di questi coni viene interpretata nel contesto del modello unificato degli AGN, il quale predice che la radiazione uscente dal nucleo sia anisotropa, poiché collimata da un toro di gas e polveri. L'intensa radiazione non termica prodotta dal disco di accrescimento sembra a tutti gli effetti la principale responsabile della ionizzazione della ENLR, anche se il contributo degli shock non può essere sempre ignorato. Il gas ionizzato tuttavia non si limita solamente ai coni. Alcune galassie (e.g. NGC 4151, Mrk 3, NGC 3393) sono state osservate emettere righe di bassa ionizzazione ai margini dei coni o persino in direzione perpendicolare al cono stesso. Le variazioni spaziali della ionizzazione della ENLR potrebbero essere un nuovo canale per lo studio della collimazione della radiazione da parte del toro e fornire importanti informazioni sulla sua struttura. Inoltre i recenti progressi nella spettroscopia integral field e la comparsa delle prime survey con questi strumenti permetterano una sempre miglior caratterizzazione di questi fenomeni. Lo studio teorico del gas ionizzato negli AGN viene condotto principalmente attraverso i modelli di fotoionizzazione, realizzati con codici dedicati. Questi calcolano numericamente il trasporto radiativo, laionizzazione e la chimica del gas. Lo stato dell'arte di questi modelli consiste su un approcio ad hoc con una o due nubi di gas, in grado di riprodurre in dettaglio le caratteristiche dello spettro. Questi modelli non sono tuttavia adatti allo studio degli effetti su grande scala nella ENLR. Lo scopo di questa tesi è esplorare un nuovo metodo per realizzare modelli di fotoionizzazione della ENLR che siano in grado di considerare gli effetti della struttura del toro sulla collimazione della radiazione utilizzando al contempo una distribuzione del gas frammentata in nubi, realizzando così modelli bidimensionali. Per raggiungere questo scopo abbiamo sviluppato un codice in python in grado di generare proceduralmente una distribuzione di gas in diverse regioni dello spazio. La posizione, la dimensione e la massa di ogni nube viene estratta casualmente da una distribuzione di probabilità decisa dall'utente. Questo metodo con multi nube è pensato per evitare le assunzioni tipiche dei modelli tradizionali e allo stesso tempo riprodurre le osservazioni con ipotesi più realistiche sulla distribuzione del gas. L'utente può, ad esempio, generare nubi di gas nel disco galattico e ionizzarle con una emissione di sua scelta. Per collimare la radiazione è stato incluso un semplice modello di toro: liscio, frammentato o composito. Il codice si interfaccia con Cloudy, il codice di fotoionizzazione, attraverso le librerie pyCloudy ed è in grado di definire un insieme di modelli, scrivere i file di input e, una volta che i calcoli sono terminati, leggere e mostrare i risultati.