Scheda CAT FINAL




Informazioni generali

Black holes archaeology with electromagnetic and gravitational wave signals. A cosmic archaeology tool (CAT)

CAT

Programma

Progetto

RSN1

RSN4

Attività: In Itinere; Data inizio: 2019; Data fine: 2030

rosa.valiante rosa.valiante@inaf.it

Comprendere i meccanismi di formazione e crescita dei buchi neri supermassicci (SMBH; >109 Msun) ad alto redshift (z>6), meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, è un'enorme sfida per i modelli teorici. Lo scopo del programma è studiare la natura dei BH semi (seeds; light, medium-weight e heavy) a partire dai quali si formano i SMBH, le caratteristiche osservabili dei seeds in banda elettromagnetica e gravitazionale e infine le proprietà della popolazione di buchi neri all’alba cosmica (funzioni di massa e luminosità etc.). Stiamo realizzando una nuova generazione di modelli teorici per lo studio della formazione di quasar/galassie con raffinate prescrizioni per descrivere i processi fisici che regolano formazione, crescita e feedback di stelle e buchi neri a diverse epoche cosmiche

Understanding the formation and growth of supermassive black holes (SMBHs) that are as massive as 109-1010 Msun already at high redshift (z>6), less than 1 Gyr after the Big Bang, represents a major challenge for theoretical models. The aim of this program is to study the nature of BH seeds (light, medium-weight or heavy) upon which the SMBHs have grown, the observational imprints of seeds in the electromagnetic and gravitational wave windows and BH population properties (e.g. low-end of the mass and luminosity function) at cosmic dawn. We are working on developing a new generation of theoretical models for quasar/galaxy formation and evolution with improved descriptions of the main physical processes regulating the formation, growth and feedback of stars and BHs across cosmic epochs.

Galassie, AGN e loro evoluzione

Infrastrutture da Terra (utilizzo)

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 14
Struttura Nfte N0 TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Nex Extra
O.A. ROMA 2 0 0.60 0.50 0.50 0 0 0 0 0.00
OAS BOLOGNA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. BRERA 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00
Totali 2 0 0.60 0.50 0.50 0.00 0.00 0.00 0 0.00
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 8
# Struttura TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Extra
1 Sapienza, Università di Roma 0.20 0.20 0.20 0.40 0.40 0.40 0.00
2 Sapienza Università di Roma 0 0 0 0.40 0.40 0.40 0.00
3 Università dell'Insubria 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
Totali 0.20 0.20 0.20 0.80 0.80 0.80 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2024 Certi 2025 Certi 2026 Presunti 2024 Presunti 2025 Presunti 2026
123.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1093/mnras/stw225 Titolo: From the first stars to the first black holes Autori:Rosa Valiante and Raffaella Schneider and Marta Volonteri and Kazuyuki Omukai Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2016
2 10.1093/mnras/stx3028 Titolo: Chasing the observational signatures of seed black holes at z > 7: candidate statistics; Autori: Valiante, Rosa; Schneider, Raffaella; Graziani, Luca; Zappacosta, Luca; Publisher: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 474, Issue 3, p.3825-3834
3 10.1093/mnras/sty213 Titolo: Chasing the observational signatures of seed black holes at z > 7: candidate observability . Autori: Valiante, Rosa; Schneider, Raffaella; Zappacosta, Luca; Graziani, Luca; Pezzulli, Edwige; Volonteri, Marta. Publisher: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 476, Issue 1, p.407-420
4 10.1093/mnras/staa3395 Titolo: Unveiling early black hole growth with multifrequency gravitational wave observations . Autori: Valiante, Rosa; Colpi, Monica; Schneider, Raffaella; Mangiagli, Alberto; Bonetti, Matteo; Cerini, Giulia; Fairhurst, Stephen; Haardt, Francesco; Mills, Cameron; Sesana, Alberto. Publisher: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 500, Issue 3, pp.4095-4109
5 10.1093/mnras/stab1737 Titolo: Light, medium-weight, or heavy? The nature of the first supermassive black hole seeds Autori:Federica Sassano and Raffaella Schneider and Rosa Valiante and Kohei Inayoshi and Sunmyon Chon and .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2021
6 10.1093/mnras/stac062 Titolo: The low-end of the black hole mass function at cosmic dawn Autori:Alessandro Trinca and Raffaella Schneider and Rosa Valiante and Luca Graziani and Luca Zappacosta a .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2022
7 10.1093/mnras/stac3768 Titolo: Seeking the growth of the first black hole seeds with JWST Autori:Trinca, Alessandro and Schneider, Raffaella and Maiolino, Roberto and Valiante, Rosa and Graziani, L .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Oxford University Press (OUP)
8 10.1093/mnras/stad2503 Titolo: Are we surprised to find SMBHs with JWST at z ≥ 9? Autori:Schneider, Raffaella and Valiante, Rosa and Trinca, Alessandro and Graziani, Luca and Volonteri, Mar .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Oxford University Press (OUP)
9 10.1093/mnras/stae651 Titolo: Exploring the nature of UV-bright z ≳ 10 galaxies detected by JWST: star formation, black hole accretion, or a non-universal IMF? Autori:Trinca, Alessandro and Schneider, Raffaella and Valiante, Rosa and Graziani, Luca and Ferrotti, Aria .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Oxford University Press (OUP)
10 10.1093/mnras/stac3608 Titolo: Super-critical accretion of medium-weight seed black holes in gaseous proto-galactic nuclei Autori:Sassano, Federica and Capelo, Pedro R and Mayer, Lucio and Schneider, Raffaella and Valiante, Rosa Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Oxford University Press (OUP)



Informazioni Pubbliche

<p>Extragalactic astronomy; Early Universe; Primordial galaxies; HIgh-redshift galaxies; Galaxy mergers; Galaxy environments; High-energy astrophysics; Active Galactic nuclei; Quasars; Astrophysical black holes; Supermassive Black holes; Observational astronomy; Gravitational Waves Astronomy; </p><p><font color="#000000"><span style="background-color: rgb(255, 255, 0);">Schede INAF collegate scientificamente: </span></font></p><p><font color="#000000">AstroBlack-Italy (PI: Rosa Valiante)</font></p><p><font color="#000000">ET (PI: </font><span style="font-family:arial,sans-serif">Giancarlo Ghirlanda</span><font color="#000000">)</font></p><p><font color="#000000">highzgal (PI: Paola Santini)</font></p><p><font color="#000000"> RELIGHT (PI: Marco Castellano) </font></p><p><font color="#000000">JWST_Extragal (PI: Laura Pentericci)</font></p><p><font color="#000000">HSC (PI: Luca Zappacosta)</font></p><p><font color="#000000">Dual&amp;BinaryAGN (PI: Paola Severgini) </font></p><p><font color="#000000">z6qso (PI: Roberto Decarli)<br></font></p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra
1 rosa.valiante rosa.valiante@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE coordinator X X X X X X X OK
2 luca.zappacosta luca.zappacosta@inaf.it O.A. ROMA Y RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
3 angela.bongiorno angela.bongiorno@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
4 emiliano.merlin emiliano.merlin@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
5 paola.santini paola.santini@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
6 marco.castellano marco.castellano@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
7 enrico.piconcelli enrico.piconcelli@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
8 laura.pentericci laura.pentericci@inaf.it O.A. ROMA Y DIRIGENTE DI RICERCA science team member X X X X X X X OK
9 adriano.fontana adriano.fontana@inaf.it O.A. ROMA Y DIRIGENTE DI RICERCA science team member X X X X X X X OK
10 marco.limongi marco.limongi@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
11 nicola.menci nicola.menci@inaf.it O.A. ROMA Y ASTRONOMO ASSOCIATO science team member X X X X X X X OK
12 roberto.decarli roberto.decarli@inaf.it OAS BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
13 paola.severgnini paola.severgnini@inaf.it O.A. BRERA Y PRIMO RICERCATORE science team member X X X X X X X OK
14 jasbir.singh jasbir.singh@inaf.it O.A. BRERA N ASSEGNISTA science team member X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra
1 raffaella.schneider raffaella.schneider@roma1.infn.it Sapienza, Università di Roma Y professore ordinario science team member [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
2 luca.graziani luca.graziani@roma1.infn.it Sapienza, Università di Roma N senior postdoc science team member [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
3 claudia.dicesare claudia.dicesare@uniroma1.it Sapienza Università di Roma N phd science team member [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
4 alessandra.venditti alessandra.venditti@uniroma1.it Sapienza Università di Roma N phd science team member [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
5 tommaso.zana tommaso.zana@uniroma1.it Sapienza Università di Roma N AdR science team member [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
6 alessandro.trinca alessandro.trinca@roma1.infn.it Sapienza, Università di Roma N phd science team member [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
7 federico.angeloni federico.angeloni@roma1.infn.it Sapienza Università di Roma N PhD science team member [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
8 alessandro.lupi alessandro.lupi@unimib.it Università dell'Insubria Y ricercatore science team member [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Al programma è associato un progetto finanziato per 2 anni con fondi INAF - Theory Grant 2023 "Theoretical models for Black Holes Archaeology" PI Rosa valiante Inoltre il programma può beneficiare di fondi PRIN 2022 n. 2022935STW, CUP C53D23000950006 dal titolo “Black hole formation mechanisms and their impact on high-redshift quasar host properties: combining theory and observations” (PI nazionale A. Lupi; ref locale INAF R. decarli)


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Certi 2026 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Presun. 2026 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 PRIN MUR 2022 (PI Nazionale: Alessandro Lupi, PI Locale INAF: Robaerto Decarli) 53 0 0 0 0 0 53 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€) Fondi 2026 (€)
1 INAF - Theory Grant 50000.0
2 INAF - Mini Grant 20000.0