Scheda SMBH-UFOs FINAL

Informazioni generali

Super Massive Black Hole Ultra Fast Outflow and their role in AGN feedback

SMBH-UFOs

Programma

RSN4

RSN1

Attività: In Itinere; Data inizio: 2018; Data fine: 2025

giorgio.lanzuisi giorgio.lanzuisi@inaf.it

Gli Ultra Fast Outflows sono tra i principali meccanismi che regolano l'evoluzione delle galassie attraverso feedback dal Super Massive BH centrale. Studiarli al picco della attività cosmica è fondamentale per capire la coevoluzione AGN/galassia. Osservabili tramite righe di assorbimento del Ferro altamente ionizzato, con velocità di outflow v_out =0.1-0.4c, richiedono dati X di alta qualità, difficili da ottenere già a z>0.1. Grazie a numerosi programmi osservativi, negli ultimi anni abbiamo ottenuto tali dati per un campione di AGN a z=0.1-0.5 e per Quasar lensati a z=1-4, estendendo lo studio degli UFO oltre l'Universo locale. Su tali dati possiamo testare modelli fisici di vento che saranno indispensabili con l'avvento di spettroscopia X ad alta risoluzione (XRISM e Athena).

Ultra Fast Outflows are one of the main mechanisms regulating galaxy evolution via feedback from the central Super Massive BH. Studying them at the peak of cosmic activity is key to understanding AGN/galaxy co-evolution. Detectable as absorption features from ionized Fe and blueshifted by v_out=0.1-0.4c, they require high-quality X-ray spectra, which is challenging already at z>0.1. We have secured high-quality X-ray data of a large sample of AGN at z=0.1-0.5 and for z=1-4 lensed QSOs. On such data, we can now test state-of-the-art wind models, which will be crucial to interpreting future high-resolution X-ray spectra (XRISM and Athena).

Galassie, AGN e loro evoluzione

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Team Summary

15. Personale INAF coinvolto

Numero di partecipanti INAF al progetto: 12

Struttura	Nfte	TI 2023	TI 2024	TI 2025	TD 2023	TD 2024	TD 2025	Nex	Extra
OAS BOLOGNA	2	0.40	0.40	0.40	0	0	0	0	0.00
O.A. ARCETRI	0	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0	0.00
IAPS ROMA	0	0	0	0	0.00	0.00	0.00	2	0.20
O.A. ROMA	0	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0	0.00
O.A. TRIESTE	0	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0	0.00
O.A. BRERA	0	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0	0.00
Totali	2	0.40	0.40	0.40	0.00	0.00	0.00	2	0.20

16. Personale Associato INAF coinvolto

Numero di partecipanti Associati INAF: 9

#	Struttura	TI 2023	TI 2024	TI 2025	TD 2023	TD 2024	TD 2025	Extra
1	Università di Bologna	0.10	0.10	0.10	0.20	0.20	0.00	0.00
2	Università degli Studi di Roma - Tor Vergata	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0.00
3	Università Roma 3	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0.00
4	Università degli studi Roma 3	0	0	0	0.00	0.00	0.00	0.00
5	Catholic University of America, Washington DC	0.00	0.00	0.00	0	0	0	0.00
	Totali	0.10	0.10	0.10	0.20	0.20	0.00	0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)

Certi 2023	Certi 2024	Certi 2025	Presunti 2023	Presunti 2024	Presunti 2025
0.0	0.0	0.0	11.0	8.0	0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights

#	DOI	Descrizione
1	10.1051/0004-6361/202245047	Titolo: Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS Autori:M. Mehdipour and G. A. Kriss and M. Brusa and G. A. Matzeu and M. Gaspari and S. B. Kraemer and S. .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2023
2	10.1051/0004-6361/202245036	Titolo: Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS Autori:G. A. Matzeu and M. Brusa and G. Lanzuisi and M. Dadina and S. Bianchi and G. Kriss and M. Mehdipou .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2023
3	10.1051/0004-6361/202142642	Titolo: The properties of the X-ray corona in the distant ($\less$i$\greater$z$\less$/i$\greater$ Autori:E. Bertola and C. Vignali and G. Lanzuisi and M. Dadina and M. Cappi and R. Gilli and G. A. Matzeu .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2022
4	10.3847/1538-4357/ac0ef2	Titolo: Multiphase Powerful Outflows Detected in High-z Quasars Autori:G. Chartas and M. Cappi and C. Vignali and M. Dadina and V. James and G. Lanzuisi and M. Giustini a .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2021
5	10.1093/mnras/staa1534	Titolo: Linking the small-scale relativistic winds and the large-scale molecular outflows in the z~ Autori:G Chartas and E Davidson and M Brusa and C Vignali and M Cappi and M Dadina and G Cresci and R Pala .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2020
6	10.1051/0004-6361/202037742	Titolo: X-raying winds in distant quasars: The first high-redshift wind duty cycle Autori:E. Bertola and M. Dadina and M. Cappi and C. Vignali and G. Chartas and B. De Marco and G. Lanzuisi .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2020
7	10.3847/2041-8213/ab15dc	Titolo: $\less$i$\greater$NuSTAR$\less$/i$\greater$ Measurement of Coronal Temperature in Two Luminous, High-redshift Quasars Autori:G. Lanzuisi and R. Gilli and M. Cappi and M. Dadina and S. Bianchi and M. Brusa and G. Chartas and .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2019
8	10.1051/0004-6361/201732406	Titolo: Yet another UFO in the X-ray spectrum of a high-$\less$i$\greater$z$\less$/i$\greater$ lensed QSO Autori:M. Dadina and C. Vignali and M. Cappi and G. Lanzuisi and G. Ponti and E. Torresi and B. De Marco a .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2018
9	10.1093/mnras/stac2155	Titolo: A new emulated Monte Carlo radiative transfer disc-wind model: X-Ray Accretion Disc-wind Emulator \textendash $\less$scp$\greater$xrade$\less$/scp$\greater$ Autori:G A Matzeu and M Lieu and M T Costa and J N Reeves and V Braito and M Dadina and E Nardini and P G .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2022
10	10.3847/1538-4357/ac9388	Titolo: Tell-tale Spectral Signatures of MHD-driven Ultrafast Outflows in AGNs Autori:Keigo Fukumura and Mauro Dadina and Gabriele Matzeu and Francesco Tombesi and Chris Shrader and Dem .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2022

Informazioni Pubbliche

High Energy Astrophysics; Black Hole physics; Active galactic nuclei; AGN host galaxies; Broad-absorption line quasar; Galaxy winds; Gravitational lensing; Extragalactic Astronomy;

Team members have a recognized world leadership in:<ul><li style="text-align: justify; ">SMBH UFOs: the widely used acronym "UFO" was coined in the seminal papers by Tombesi, Cappi et al. (2010, 2011, and 2012). A number of papers led by team members have greatly contributed to identifying UFOs as a ubiquitous phenomenon.</li><li style="text-align: justify;">UFO in high-z quasars: virtually all z>1 UFOs detections have been published by members of this team. These results are shaping our understanding of the AGN outflow phenomenon beyond the local Universe. </li><li style="text-align: justify;">Wind models: Phisically-motivated wind models with realistic geometry for both radiation-driven and magnetically-driven winds have been developed in the latest years. Two of the most advanced wind models on the market have been developed by team members (XRADE, Matzeu et al. 2022 and WINE, Luminari et al. 2018, 2021). They will be extensively tested on the high-quality data collected by the team, also in view of the XRISM launch (May 2023) and the forthcoming opening of the GO calls.</li></ul>

XRISM, XMM-Newton, Nustar, Chandra, Noema, ALMA, HST.

15. Team members, Informazioni generali

15. Personale INAF coinvolto

#	Nome	E-mail	Struttura	TI	Qualifica	Ruolo nel Progetto	FTE Impegnate (2023/2024/2025)	FTE Presunte (2023/2024/2025)	Extra
1	giorgio.lanzuisi	giorgio.lanzuisi@inaf.it	OAS BOLOGNA	Y	RICERCATORE	Coordinamento, SUBWAYS-XMM co-PI, AGN winds and ultrafast outflows observations	X X X	X X X	X
2	massimo.cappi	massimo.cappi@inaf.it	OAS BOLOGNA	Y	PRIMO RICERCATORE	AGN winds and ultrafast outflows observations	X X X	X X X	X
3	emanuele.nardini	emanuele.nardini@inaf.it	O.A. ARCETRI	Y	RICERCATORE	AGN spectra, Extensive work on the local quasar PDS-456	X X X	X X X	X
4	alfredo.luminari	alfredo.luminari@inaf.it	IAPS ROMA	N	ASSEGNISTA	Wind models for X-ray spectra	X X X	X X X	X
5	roberto.serafinelli	roberto.serafinelli@inaf.it	IAPS ROMA	N	ASSEGNISTA	Ultrafast outflows observations in local Seyferts	X X X	X X X	X
6	mauro.dadina	mauro.dadina@inaf.it	OAS BOLOGNA	Y	RICERCATORE	Ultrafast outflows observations	X X X	X X X	X
7	giovanni.cresci	giovanni.cresci@inaf.it	O.A. ARCETRI	Y	RICERCATORE	Multiwavelength data, IFU, ionized and molecular outflows IFU	X X X	X X X	X
8	enrico.piconcelli	enrico.piconcelli@inaf.it	O.A. ROMA	Y	RICERCATORE	Multiwavelength data, luminous quasars, nuclear outflows observations	X X X	X X X	X
9	fabrizio.fiore	fabrizio.fiore@inaf.it	O.A. TRIESTE	Y	DIRIGENTE DI RICERCA	Coordinator of the Scheda "AGN feedback"	X X X	X X X	X
10	chiara.feruglio	chiara.feruglio@inaf.it	O.A. TRIESTE	Y	RICERCATORE	PI of Noema-SUBWAYS program, Multiwavelength data, ionized and molecular outflows	X X X	X X X	X
11	andrea.comastri	andrea.comastri@inaf.it	OAS BOLOGNA	Y	DIRIGENTE DI RICERCA	AGN population studies, X-ray data interpretation	X X X	X X X	X
12	valentina.braito	valentina.braito@inaf.it	O.A. BRERA	Y	RICERCATORE	Ultrafast outflows observations in local Seyferts	X X X	X X X	X

16. Personale Associato INAF coinvolto

#	Nome	E-mail	Struttura	TI	Qualifica	Ruolo nel Progetto	FTE Impegnate (2023/2024/2025)	FTE Presunte (2023/2024/2025)
1	marcella.brusa	marcella.brusa3@unibo.it	Università di Bologna	Y	professoressa associata	multi-wavelength data, PI SUBWAYS-XMM	[0.1, 0.1, 0.1]	[0.1, 0.1, 0.1]
2	gabriele.matzeu	gabriele.matzeu@unibo.it	Università di Bologna	N	Assegnista di Ricerca	SUBWAYS data analysis, wind models	[0.2, 0.2, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
3	francesco.tombesi	francesco.tombesi@inaf.it	Università degli Studi di Roma - Tor Vergata	Y	Professore Associato	Ultra Fast Outflows and multiphase winds observations	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
4	cristian.vignali	cristian.vignali@unibo.it	Università di Bologna	Y	Professore Associato	X-ray AGN winds, AGN/galaxy co-evolution, high-redshift Universe	[0, 0, 0]	[0.1, 0.1, 0.0]
5	elena.bertola	elena.bertola2@unibo.it	Università di Bologna	N	Dottoranda di Ricerca	X-ray AGN winds at high redshift, lensed quasars	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
6	stefano.bianchi	stefano.bianchi@inaf.it	Università Roma 3	Y	Professore Associato	PI SUBWAYS-Nustar, X-ray spectroscopy	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
7	francesco.ursini	francesco.ursini@uniroma3.it	Università degli studi Roma 3	N	TDA	in charge of SUBWAYS-Nustar data reduction	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
8	pietro.baldini	pietro.baldini@studio.unibo.it	Università di Bologna	N	Studente Laurea Magistrale	Ultrafast outflows and multi-phase winds observations	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]
9	james.reeves	james.n.reeves456@gmail.com	Catholic University of America, Washington DC	Y	Researcher	AGN spectra, Extensive work on the local quasar PDS456	[0, 0, 0]	[0.0, 0.0, 0.0]

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Anni 2020-2022: 48k€ da Accordo ASI - INAF 2017-14-H.0 "Studi di Astrofisica delle Alte Energie e di Fisica Astroparticellare". Anni 2023-2024 19k€ richiesti con Mini-Grant 2023

Tabella fondi:

#	Provenienza	Certi 2023 (k€)	Certi 2024 (k€)	Certi 2025 (k€)	Presun. 2023 (k€)	Presun. 2024 (k€)	Presun. 2025 (k€)	Totale Certi (k€)	Totale Presunti (k€)
1	MiniGrant 2023 SMBH-UFOs	0	0	0	11	8	0	0	19

Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:

#	Provenienza	Fondi 2023 (€)	Fondi 2024 (€)	Fondi 2025 (€)