Evolución y agrupamiento a gran escala de una muestra de fuentes extragalácticas en rayos-x

Resumen

Los núcleos galácticos activos (AG, en sus siglas en inglés) son fuentes extragaláctica de extrema luminosidad que emiten en todas las frecuencias del espectro. Su rasgo más característico es su intensa emisión en rayos-x, siendo el único mecanismo físico conocido que pueda producirlo la acreción gravitatoria de materia sobre un agujero negro supermasivo. Los rayos-X tienen gran capacidad de penetrar cantidades ingentes de materia y son, por lo tanto, detectables a grandes distancias, lo que convierte el estudio de los AGN en esta longitud de onda en indispensables para estudiar sus propiedades evolutivas de agrupamiento a gran escala. En esta tesis hemos usado dos muestras de fuentes X extragalácticas (AXIS Y XMS), construidas y lideradas por el grupo de astronomía de rayos-x del Instituto de Física de Cantabria y en las cuales el autor de la tesis ha tomado parte activa, para estudiar sus propiedades cosmológicas y de agrupamiento. Usando la muestra AXIS en combinación con otras muestras públicas más brillantes y profundas hemos calculado la distribución en flujo de AGN en un amplio abanico de flujos con una precisión sin precedentes. Para ello hemos empleado un método de ajuste de los datos a un modelo empírico totalmente novedoso, incluyendo un nuevo método para calcular mapas de sensitividad y teniendo en cuenta las incertidumbres tanto en los flujos como en el número de fuentes por campo. Una vez hecho eso, hemos calculado la fracción resuelta por fuentes individuales del fondo cósmico de rayos-x (FCX), encontrando que la mayor parte de la intensidad del FCX se emite a flujos medios y que la extrapolación a flujo cero no satura el FCX, comprobando que una población dominante de galaxias o de AGN oscurecidos a flujos más débiles que los de nuestra muestra bastarían para dar cuenta de la emisión total del FCX. Por otro lado hemos usado la muestra AXIS para estudiar el agrupamiento a gran escala de los AGN mediante el cálculo de la función de correlación angular, observando fuertes evidencias de agrupamiento en rayos-x blandos pero no en duros, aunque en este caso hemos comprobado que esto se debe a la baja densidad de fuentes por campo. Finalmente, usando la muestra XMS (submuestra limitada en flujo de AXIS identificada en un 90%) en combinación con otras, hemos estudiado la evolución de los AGN en rayos-x mediante el cálculo de su función de luminosidad intrínseca (corrigiendo por la absorción). Hemos confirmado que el mejor modelo es que aquel en el que la evolución se produce tanto en la luminosidad como en la densidad de los objetos, también en rayos-x muy duros, banda inexplorada hasta el momento. De aquí hemos deducido que los AGN más luminosos se forman antes que los de baja luminosidad, de acuerdo con un escenario de crecimiento antijerárquico.