Estudo das populações estelares em galáxias ativas no infravermelho próximo: o caso de NGC 4303

Abstract

Aimed at studying the relation between circumnuclear star-formation and the active galactic nuclei, we present here a detailed study of a prototype object: NG4303. We present a stellar population study of the inner 200 pc radius of this source using near-infrared ( 1.1-2.4 m) integral eld spectroscopy with the VLT instrument SINFONI at a spatial resolution of 40-80 pc. Our methodology consists of performing stellar population synthesis using the starlight code and new generations of stellar population models. As the rst part of this thesis, we tested the reliability of the stellar population models in the near-infrared, after that, we applied our methodology to NGC4303 in order to study spatially the star formation history of this source. We found the distribution of the stellar populations presents a spatial variation, suggesting an age strati cation. Three main structures stand out. Two nuclear blobs, one composed by young stars (t 50 Myr) and one with intermediateage stars (50 Myr < t 2 Gyr) both shifted from the centre. The third one is an internal intermediate-age spiral arm-like structure, surrounding the blob of young stars. Our results indicate star formation has occurred through multiple bursts in this source. Furthermore, the younger stellar populations (t . 2 Gyr) are distributed along a circumnuclear star-forming ring with r 250 pc. The ring displays star formation rates (SFRs) in the range of 0.002-0.14M yrð€€€1, favoring the `pearls-on-astring' scenario. The old underlying bulge stellar population component (t > 2 Gyr) is distributed outside the two blob structures. For the nuclear region (inner 60 pc radius) we derived a SFR of 0.43M yrð€€€1 and found no signatures of non-thermal featureless continuum and hot dust emission, supporting the scenario in which a LLAGN/LINER-like source is hidden in the centre of NGC4303. Thus, our results reveal a rather complex star formation history in NGC4303, with di erent stellar population components coexisting with a low e ciency accreting black hole in its centre.

Com o objetivo de estudar a relação entre a formação estelar circumnuclear e o nucleo ativo de galaxias, apresentamos aqui um estudo detalhado de uma galaxia prototipo: NG4303. Assim, apresentamos o estudo das populações estelares na região central (r . 200 pc) dessa fonte, atrav es de espectroscopia de campo integral no infravermelho pr oximo ( 1.1-2.4 m). Os dados foram obtidos com o instrumento SINFONI, anexado ao telesc opio VLT e apresentam resolução espacial de 40-80 pc. A metodologia do trabalho consiste em realizar sintese de população estelar utilizando o codigo starlight e novas gerações de modelos de populações estelares. Como primeira parte do trabalho, testamos a confiabilidade dos modelos no intervalo espectral do infravermelho proximo. Depois disso, aplicamos a metodologia a NGC4303, no intuito de estudar o historico de formação estelar espacialmente resolvido nessa fonte. Encontramos que a distribuiçao das populações estelares apresenta uma variação espacial, sugerindo uma estratificaçao em idade. Tres principais estruturas se destacam: Dois blobs, um composto por estrelas jovens (t 50 106anos) e outro composto por estrelas de idade intermediaria (50 106anos < t 2 109anos), ambos deslocados do centro. A terceira e uma estrutura do tipo bra co-espiral interno com estrelas de idade intermediaria, circundando o blob de estrelas jovens. Nossos resultados indicam que a formação estelar ocorreu atrraves de m ultiplos surtos de formação estelar nessa fonte. Alem do mais, as populaçoes estelares mais jovens (t . 2 Gyr) estão distribu das ao longo de um anel de formação estelar circumnuclear, com raio de r 250 pc. O anel apresenta taxas de formação estelar (SFRs) no intervalo de 0.002-0.14M anoð€€€1, favorecendo o cenario de formação estelar chamado `pearls-on-a-string'. A componente velha da população estelar (t > 2 109anos), a qual atribu mos a população estelar do bojo, esta distribuída fora dos dois blobs de idades mais jovens. Para a região nuclear (r 60 pc internos), derivamos um SFR de 0.43M anoð€€€1 e não encontramos nenhuma assinatura de continuo não-termico ou emissão de poeira quente, dando suporte ao cenario no qual um AGN de baixa luminosidade/LINER esta obscurecido no centro de NGC4303. Assim, nossos resultados revelam um cenario complexo de historico de formação estelar em NGC4303, com diferentes componentes da população estelar coexistindo com um buraco negro de baixa e ciência de acreção no seu centro.