A tale of two dual AGN: investigating active galactic nuclei in the act of merging

Abstract

Este estudo investiga a relação entre as fusões de galáxias e a evolução de buracos negros supermassivos junto com suas galáxias hospedeiras. Utilizando espectroscopia de campo integral, analisamos dois sistemas de AGNs duplos: SDSS J1414-0000 (z = 0,0475) e SDSS J1544-0441 ( z = 0,0416), com separações nucleares projetadas de ~4,9 kpc e ~3,4 kpc, respectivamente. Essas galáxias representam estágios distintos de fusão, sugerido por suas propriedades estruturais e cinemáticas. Por meio de uma síntese da população estelar, identificamos uma predominância de populações mais antigas ( > 1 Gyr) em ambas as galáxias, com a galáxia SDSS J1544-0441 exibindo um comportamento mais desordenado em relação ao avermelhamento. Uma análise do perfil da linha de emissão do gás ionizado revelou que as características de ionização eram consistentes com um cenário de AGN, como obsevado também pelas razões de linha nos diagramas BPT e WHAN. Além disso, as investigações cinemáticas revelaram um comportamento dinâmico complexo, com desalinhamentos significativos entre a cinemática do gás e a cinemática das estrelas em ambos os sistemas. O SDSS J1544-0441 mostra perturbações cinemáticas mais pronunciadas e uma proeminente cauda de maré, indicativa de um estágio avançado de fusão, enquanto o SDSS J1414-0000, com perturbações menos evidentes, pode representar um estágio inicial ou um encontro de primeira passagem.

Abstract: This study investigates the relationship between galaxy mergers and the evolution of supermassive black holes along with their host galaxies. Using integral field spectroscopy, we analyze two dual AGN systems: SDSS J1414-0000 (z = 0.0475) and SDSS J1544-0441 (z = 0.0416), with projected nuclear separations of ~4.9 kpc and ~3.4 kpc, respectively. These galaxies represent distinct stages of merging, as suggested by their structural and kinematic properties. Through stellar population synthesis, we identified a predominance of older populations ( > 1 Gyr) in both galaxies, with SDSS J1544-0441 exhibiting more disordered reddening behavior. An emission line profile analysis of ionized gas revealed ionization characteristics consistent with AGN, supported by the line ratios observed in the BPT and WHAN diagrams. Furthermore, kinematic investigations revealed a complex dynamical environment, with significant misalignments between gas and stellar velocity fields in both systems. SDSS J1544-0441 shows more pronounced kinematic disruptions and a prominent tidal tail, indicative of an advanced merger stage, while SDSS J1414-0000, with less evident disturbances, may represent an earlier stage or a first-pass encounter.