Scheda SMBH-UFOs FINAL




Informazioni generali

Super Massive Black Hole Ultra Fast Outflow in X-rays and UV, and their role in AGN feedback

SMBH-UFOs

Programma

RSN1

RSN4

Attività: In Itinere; Data inizio: 2018; Data fine: 2027

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 vout =0.1-0.4c, richiedono dati X di alta qualità, difficili da ottenere già a z>0.1. Grazie a programmi osservativi tra i più grandi mai approvati da XMM, negli ultimi anni abbiamo ottenuto dati per campioni di QSOs da z=0.1 a z=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).

AGN-driven winds are one of the main mechanisms regulating galaxy evolution via feedback from the central SuperMassive 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 vout =0.1-0.4c, they require high-quality X-ray spectra, which is challenging already at z>0.1. Thanks to some of the largest observing programs ever approved by XMM, we have secured high-quality data of large samples of QSOs from z=0.1 to z=4. 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: 17
Struttura Nfte N0 TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Nex Extra
OAS BOLOGNA 2 0 0.40 0.50 0.50 0 0 0 0 0.00
O.A. ARCETRI 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00
IAPS ROMA 1 0 0 0 0 0.00 0.20 0.20 1 0.10
O.A. ROMA 1 0 0.30 0.50 0.50 0.00 0.00 0.00 1 0.10
O.A. TRIESTE 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. BRERA 1 0 0.10 0.20 0.20 0 0 0 0 0.00
IASF MILANO 1 0 0.10 0.30 0.30 0 0 0 0 0.00
Totali 6 0 0.90 1.50 1.50 0.00 0.20 0.20 2 0.20
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 Università di Bologna 0.20 0.20 0.20 0 0 0 0.00
2 ESAC 0 0 0 0.20 0.00 0.00 0.00
3 Università degli Studi di Roma - Tor Vergata 0.10 0.20 0.20 0 0 0 0.00
4 Università Roma 3 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
5 Università degli studi Roma 3 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
6 Catholic University of America, Washington DC 0.00 0.20 0.20 0 0 0 0.00
7 Università Roma Tre 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
Totali 0.30 0.60 0.60 0.20 0.00 0.00 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
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1051/0004-6361/202245047 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 10.3847/2041-8213/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
6 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
7 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
8 10.1051/0004-6361/202243285 Titolo: The WISSH quasars project: X. Discovery of a multi-component and highly variable UV ultra-fast outflow in a z = 3.6 quasar Autori:Vietri, G. and Misawa, T. and Piconcelli, E. and Franzetti, P. and Luminari, A. and Travascio, A. an .... Publisher:EDP Sciences Rivista: EDP Sciences
9 10.48550/arXiv.2402.16966 Titolo: Winds of change: the nuclear and galaxy-scale outflows and the X-ray variability of 2MASS 0918+2117. Autori: P Baldini, G Lanzuisi, M Brusa, et al. Publisher: arXiv:2402.16966
10 10.1051/0004-6361/201834940 Titolo: The WISSH quasars project: VI. Fraction and properties of BAL quasars in the hyper-luminosity regime Autori:Bruni, G. and Piconcelli, E. and Misawa, T. and Zappacosta, L. and Saturni, F. G. and Vietri, G. and .... Publisher:EDP Sciences Rivista: EDP Sciences



Informazioni Pubbliche

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

<p>Team members have a recognized world leadership in:</p><ul><li style="text-align: justify; "><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;"><u>SMBH UFOs:</u>&nbsp;the widely used acronym "UFO" was coined in the seminal papers [T10] from key team members. Several papers led by team members have greatly contributed to identifying UFOs as a ubiquitous phenomenon [C09, R09, L12, V15, M23].</span></li><li style="text-align: justify;"><u><font face="var(--bs-font-sans-serif)"><span style="font-size: 1rem;">X-ray and UV UFOs in&nbsp;</span></font></u><font face="var(--bs-font-sans-serif)"><span style="font-size: 1rem;"><u>high-z QSOs</u>: virtually all z&gt;1 X-ray UFOs detections have been published by members of this team. These</span></font><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">&nbsp;results are shaping our understanding of the AGN outflow phenomenon beyond the local Universe. Now, the recently approved XMM WISSHFUL Heritage Program will revolutionize our understanding of UFOs in luminous QSOs at Cosmic Noon. Variable UV UFOs were also discovered by us in one WISSH QSO (</span>J1538+08 at z=3.6) thanks to multiple UV rest-frame spectra [V22].</li><li style="text-align: justify;"><u>Wind models:</u>&nbsp;Physically-motivated wind models with realistic geometry for both radiation-driven and magnetically-driven winds have been developed in recent years. Two of the most advanced wind models on the market have been developed by team members (XRADE [M22] and WINE [L19,21]). They will be tested on the high-quality data collected by the team, also in view of results of the first GO call for XRISM.&nbsp;</li></ul>

<p>XRISM; XMM-Newton; Nustar; Chandra; Noema; ALMA; HST; LBT</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 giorgio.lanzuisi giorgio.lanzuisi@inaf.it OAS BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE Coordinamento, SUBWAYS-XMM co-PI, AGN winds and ultrafast outflows observations X X X X X X X OK
2 massimo.cappi massimo.cappi@inaf.it OAS BOLOGNA Y DIRIGENTE DI RICERCA AGN winds and ultrafast outflows observations X X X X X X X OK
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 OK
4 alfredo.luminari alfredo.luminari@inaf.it IAPS ROMA N ASSEGNISTA Wind models for X-ray spectra X X X X X X X OK
5 roberto.serafinelli roberto.serafinelli@inaf.it O.A. ROMA N ASSOCIATO ADR UNIVERSITA / ENTI Ultrafast outflows observations in local Seyferts X X X X X X X OK
6 mauro.dadina mauro.dadina@inaf.it OAS BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE Ultrafast outflows observations X X X X X X X OK
7 giovanni.cresci giovanni.cresci@inaf.it O.A. ARCETRI Y PRIMO RICERCATORE Multiwavelength data, IFU, ionized and molecular outflows IFU X X X X X X X OK
8 enrico.piconcelli enrico.piconcelli@inaf.it O.A. ROMA Y PRIMO RICERCATORE Multiwavelength data, luminous quasars, nuclear outflows observations X X X X X X X OK
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 OK
10 chiara.feruglio chiara.feruglio@inaf.it O.A. TRIESTE Y PRIMO RICERCATORE PI of Noema-SUBWAYS program, Multiwavelength data, ionized and molecular outflows X X X X X X X OK
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 OK
12 valentina.braito valentina.braito@inaf.it O.A. BRERA Y PRIMO RICERCATORE Ultrafast outflows observations in local Seyferts X X X X X X X OK
13 alessia.tortosa alessia.tortosa@inaf.it O.A. ROMA N ASSEGNISTA Super Eddington accretion ultrafast outflows observations X X X X X X X OK
14 giustina.vietri giustina.vietri@inaf.it IASF MILANO Y RICERCATORE UV winds in high-redshift QSOs X X X X X X X OK
15 luca.zappacosta luca.zappacosta@inaf.it O.A. ROMA Y RICERCATORE Coordinator of HSC and PI of the XMM LP on z>6 Titans X X X X X X X OK
16 gabriele.bruni gabriele.bruni@inaf.it IAPS ROMA N RICERCATORE Radio data analysis X X X X X X X OK
17 elena.bertola elena.bertola@inaf.it O.A. ARCETRI N ASSEGNISTA Ultrafast outflows observations in high-z QSOs 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 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] 0.0
2 gabriele.matzeu gabriele.matzeu@ext.esa.int ESAC N Ricercatore SUBWAYS data analysis, wind models [0.2, 0, 0] [0.0, 0.2, 0.2] 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 [0.1, 0.2, 0.2] [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 [0.1, 0.1, 0.1] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
5 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] 0.0
6 francesco.ursini francesco.ursini@uniroma3.it Università degli studi Roma 3 N TD-A in charge of SUBWAYS-Nustar data reduction [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
7 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, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
8 fabio.lafranca fabio.lafranca@uniroma3.it Università Roma Tre Y Prof. Ordinario Data analysis [0, 0, 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".


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 Large Grant 2024 0 0 0 0 0 0 0 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€) Fondi 2026 (€)