Il ruolo dei quasars nel processo di reionizzazione dell'universo

Il mezzo intergalattico presenta un elevato grado di ionizzazione almeno fino a z≈5-6, il redshift delle galassie e dei quasars più distanti osservati (assenza dell'effetto Gunn-Peterson). Il modello cosmologico standard d'altra parte prevede che l'idrogeno si sia ricombinato a un redshift non inferione a z(rec)≈1100; quindi l'evidenza di una successiva ionizzazione presuppone una qualche forma di immissione di energia nel mezzo intergalattico. I candidati più accreditati sono una generazione primordiale di stelle o una popolazione di quasars alimentati da black holes massivi.
Le attuali osservazioni delle anisotropie nella radiazione di fondo cosmico ci consentono di confinare l'epoca della reionizzazione entro il range 6≤z(rei)≤40.
In questa tesi si analizza a fondo il ruolo che i quasars hanno avuto nell'ambito del processo di reionizzazione dell'universo, esaminando le possibili conseguenze, fino al calcolo del redshift di reionizzazione.
Dopo una approfondita analisi sulla natura delle sorgenti e dei processi coinvolti, l'attenzione si concentra su tre particolari modelli di formazione ed evoluzione dei quasars: quello di Haiman & Loeb (1998), quello di Haenelt, Natarajan & Rees (1998) e quello di Haiman, Madau & Loeb (1998, basato sulle osservazioni dell'Hubble Space Telescope).
L'aspetto originale del presente lavoro di tesi consiste nell'aver applicato allo studio della reionizzazione i risultati derivanti dai più recenti modelli di formazione ed evoluzione congiunta dei quasars e delle galassie-ospiti, mantenendo costantemente il contatto con l'aspetto osservativo mediante una calibrazione mirata dei parametri dei modelli.