Universidad Complutense de Madrid
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A study of the X-ray and optical variability of the active galactic nucleus ESO 362-G18: from days to years
Estudio de la variabilidad del núcleo galáctico activo ESO 362-G18 en las bandas óptica y de rayos X : escalas de tiempo desde días a años

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Agís González, Beatriz (2017) A study of the X-ray and optical variability of the active galactic nucleus ESO 362-G18: from days to years. [Thesis]

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Abstract

El modelo unificado (UM) de los núcleos galácticos activos (AGN), establecido hace 30 años, se fundamenta en la existencia de una estructura toroidal, compuesta por gas y polvo, capaz de absorber la emisión central del AGN y que rodea el agujero negro supermasivo (SMBH) y el disco de acreción. Así, la complicada taxonomía de estos objetos simplemente refleja diferentes ángulos de visión de una geometría con simetría axial. En los AGNs tipo 1 se tienen una visión directa del material próximo al SMBH, por lo tanto vemos líneas anchas de emisión en los espectros ópticos/UV. En los AGNs tipo 2 el toro bloquea la visión del núcleo y la líneas anchas desaparecen. Este esquema se consolidó con el descubrimiento de líneas anchas polarizadas (PBLs) en AGNs tipo 2, lo que confirma una naturaleza común entre ambos tipos de objetos. Actualmente las observaciones no concuerdan con las predicciones. El UM establece un toro homogéneo e uniforme, sin embargo, a partir de diversos estudios (sobre todo en el infrarrojo) se obtienen pruebas de que esta estructura no es uniforme sino grumosa. El principal objetivo de esta tesis es avalar la necesidad de un toroide más complejo desde las bandas óptica y de rayos X, estudiando la variabilidad de absorción de la galaxia Seyfert: ESO~362-G18. Esta fuente merece toda nuestra atención debido a su intrigante comportamiento: usualmente se clasifica como Seyfert tipo 1, sin embargo, se ha recuperado un espectro tipo 2 del catálogo 6dFGS. Los AGNs clasificables en ambos tipos representan una violación del UM y constituyen una prueba más de que un modelo dependiente en exclusiva de la inclinación es insuficiente. Con el fin de profundizar en la naturaleza de estos objetos clave y poco frecuentes, decidimos emprender un estudio multi-longitud de onda de ESO 362-G18 que nos permitiese obtener diferentes visiones complementarias. Comenzamos con un seguimiento multi-época en rayos X con distintos observatorios para determinar sus cambios espectrales y de flujo en distintas escalas temporales (9 observaciones a lo largo de 4 años y 2 meses). Detectamos reflexión relativista con un espín del SMBH de 0.92 al 99\% de nivel de confianza (rotación máxima) así como un tamaño de la región emisora de rayos de X menor de 50 radios gravitaciones. Además obtuvimos una inclinación relativamente alta, 53º, por lo que lo más probable es que nuestra LOS esté interceptando la parte superior del toro, de modo que su supuesta grumosidad podría explicar los cambios de estado de ESO 362-G18. De hecho, obtenemos que una de las observaciones es absorbida por una una nube perteneciente al toro que cubre por completo la fuente. Otro seguimiento de la fuente con el satélite Swift mucho más detallado, 36 observaciones en 2 meses, nos brindó la oportunidad de monitorizar un eclipse casi en su totalidad y establecer con mayor precisión las propiedades de la nube absorbente, al mismo tiempo que pudimos corroborar nuestra interpretación relativista de este AGN...

Resumen (otros idiomas)

The standard UnifiedModel (UM) of Active Galactic Nuclei, established 30 years ago, has been key to shed light in the taxonomy of such a heterogenous class of objects. Its basic premise is the ubiquitous presence of an obscuring torus around the central engine, so that the observed diversity simply reflects different viewing angles of an axisymmetric geometry. Consequently, type 1 AGNs are observed with a direct view of fast moving material close to the super massive black hole (SMBH), resulting in broad emission lines in their optical/UV spectra, while type-2 AGNs are observed from a more edge-on view, intercepting the obscuring torus that blocks the broad emission line region (BLR) component from our line of sight (LOS). This scheme was consolidated with the discovery of polarized broad emission lines (PBLs), also known as hidden broad-line regions (HBLRs), in the type 2 AGN, hence presenting the same properties as type 1 nuclei in polarized light. Nowadays, additional ingredients are likely needed to account for some observational facts that are apparently in conflict with the predictions. For instance, the UM predicts the absorbing torus as an homogeneous and uniform structure. There is broad evidence, especially at infrared wavelengths, that the dusty torus is indeed clumpy instead uniform. The general goal of this thesis is to endorse the current evidence for the clumplyness of the key element of the standard UM from other wavelengths: X-rays, UV and optical. To this end, we will focus on the study of the absorption variability performed by an interesting Seyfert galaxy: ESO 362-G18. This source gets our whole attention because it is usually classified as a type 1 AGN, however a spectrum retrieved from the 6 degree Galaxy Survey (6dFGS) shows the optical spectrum of ESO 362-G18 to lack its broad emission lines. This type 2 spectrum suggests ESO 362-G18 to be a changing look Seyfert galaxy. This rare type of sources represents a violation of the UMand probes that its corresponding classification is not only angle-dependent. Thus, we decided to start a deep multi-wavelength analysis of ESO 362-G18 to get as many complementary views as possible and approach the intriguing nature of this source...

Item Type:Thesis
Additional Information:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física de la Tierra, Astronomía y Astrofísica II, leída el 25-01-2017

Directors:
DirectorsDirector email
Miniutti, Giovanni
Uncontrolled Keywords:Astrofísica
Palabras clave (otros idiomas):Astrophysics
Subjects:Sciences > Physics > Astrophysics
ID Code:45791
Deposited On:13 Dec 2017 13:43
Last Modified:10 Dec 2018 15:04

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