AGN ACTIVE GALACTIC NUCLEI

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AGNACTIVE GALACTIC NUCLEI

• Facultad de Ciencias
• CTE II
• 2007

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GALAXIAS DE NÚCLEO ACTIVO

• Galaxias Seyfert.
• Radio galaxias.
• Quasars.
• Blazars.

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GALAXIAS SEYFERT

• Carl Seyfert 1943.
• Galaxias con espectros de líneas de emisión
  anchas.
• En su mayoría espirales.
• Núcleo de apariencia estelar.

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Galaxia Seyfert
Galaxia normal
Fuente puntual
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RADIO GALAXIAS

• Ondas de radio ? poder separador.
• 1950s búsqueda de contrapartes en la banda
  visible.
• Par de radio fuentes con una galaxia entre ambas.
• Muchas eran elípticas normales, y otras con
  particularidades.

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Radio galaxia M87
Galaxia elíptica
60 millones de a.l.
Jet
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Radio galaxia Centaurus A
10 millones de a.l.
Radio lóbulos
Radio lóbulos
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700 millones de a.l.
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QUASARS

• Quasi stellar radio sources.
• Fuertes emisores de radio.
• Originalmente, apariencia estelar.
• Interpretación de espectros grandes redshifts.
• Distancias cosmológicas.
• Cientos de veces más luminosos que una galaxia
  normal.

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7 mil millones de años luz
Galaxia elíptica
Quasar
9 mil millones de años luz
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BLAZARS

• Originalmente estrellas variables.
• 1970s BL de la constelación Lacertae.
• Rápida y amplia variabilidad de intensidad de
  radiación.
• Espectro casi plano.
• Se mide el redshift en mínimo de intensidad.
• Distancias cosmológicas.

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CONTINUO DE AGN

• Inicialmente índice espectral a 1.
• Hoy 0.3 lt a lt 2 sólo constante en radio e
  infrarrojo.
• No térmica.

Visible
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RADIACIÓN SINCROTÓN

• Polarización.
• Electrones relativistas cuya distribución de
  energías es una ley exponencial.
• Fn crece para n ? 0 (hasta que el plasma de
  electrones se vuelve opaco a sí mismo).
• Curva característica, distinta a la radiación
  térmica.

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Seyfert
Seyfert
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ESTIMACIÓN DEL TAMAÑO

• Esfera con pulso de luz simultáneo.
• La luz viaja una distancia adicional
• l2 - l1 R
• El pulso se retarda un máximo de Dt R/c
• Por ejemplo
• Dt 1día ? R 1 día luz
• Típicamente
• Dt 1hora ? R 7.2 u.a.

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LÍMITE DE EDDINGTON

• Límite superior de luminosidad
• simetría esférica
• fuerza de gravedad
• presión de radiación
• opacidad debida a la dispersión por electrones

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RESULTADOS

• Con la distancia y flujo, se calcula la
  luminosidad.
• Agujero negro?

• Radio de Schwarzchild.
• Tamaño típico 7.2 u.a.

AGUJERO NEGRO SUPERMASIVO
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GALAXIAS NORMALES

• Galaxias de tipo temprano.
• Típicas líneas de absorción de estrellas gigantes
  rojas.

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GALAXIAS NORMALES
Ha
OII
Hb
OIII

• Galaxias de tipo intermedio.
• Líneas de emisión de Balmer.
• Ha 656.3 nm (3?2), Hb 486.1 nm (4?2).

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GALAXIAS NORMALES
Ha
OII
Hb
OIII

• Galaxias de tipo tardío.
• Las líneas de emisión son típicas de regiones HII
  ? se explican con estrellas jóvenes y masivas
  (fuerte UV) que ionizan el medio interestelar.

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finas
anchas
Hb
Ha
finas
Hb
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Hb
correspondencia
Ha
Hb
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ENSANCHAMIENTO DOPPLER

• Si fuese por temperatura T 108 K
• Presencia de FeII sugiere sólo T 104 K
• Se debe al efecto Doppler ? gas en rápido
  movimiento.
• Líneas anchas 1000 a 5000 km/s.
• Líneas angostas 500 km/s

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GALAXIAS SEYFERT

• La mayoría son espirales.
• Núcleo importante radiación no estelar.
• Variabilidad de intensidad de radiación.

• Seyfert 1
• Líneas anchas y angostas.
• Seyfert 2
• Sólo líneas angostas.

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RADIO GALAXIAS

• Potentes en radio, más que Seyferts.
• Dos formas
• Core-halo.
• Lobe-radio (jets).
• Elípticas o S0.
• Importante radiación no estelar (sincrotón).

• Variabilidad de intensidad de radiación.
• BLRG
• Líneas anchas y angostas.
• NLRG
• Sólo líneas angostas.

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Quasar
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(No Transcript)
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QUASARS

• Quasars y QSOs.
• Quasars potentes en radio.
• P5GHz gt 1024.7 W Hz-1
• QSOs radio poder inferior.
• P5GHz 1022 1024 W Hz-1 (lt1024.7)
• Quasars, QSOs, Sy1, BLRG
• Continuo de ley exponencial y líneas de emisión
  anchas.
• QSOs más luminosos que Sy1 y BLRG.

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Seyfert 2
Líneas angostas
Líneas anchas
Seyfert 1
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UNIFICACIÓN DE SEYFERTS

• Dentro de una Seyfert 2, parece haber un núcleo
  de Seyfert 1.
• En la Seyfert 2, materia tapa el núcleo más
  potente.
• La reflexión polariza la radiación.
• Se percibe por radiación reflejada fuera del
  núcleo.

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UNIFICACIÓN GLOBAL

• Correlación de luminosidades
• continuo carente de rasgos (alrededor de 480 nm)
• línea Ha
• Sy1, Sy2, BLRG, NLRG, Quasars y QSOs lo
  verifican.
• Continuo produciría la emisión de las líneas.

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GENERACIÓN DE ENERGÍA

• Agujero negro y disco de acreción.
• Momento angular y viscosidad.
• Observador lejano
• E mc2, liberación de energía en reposo.

• Órbitas estables
• r 3 RS ? 5.72 energía de unión gravitatoria es
  masa en reposo.
• r 0.5 RS ? 42.23

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DINÁMICA DEL MODELO
1 parsec
1 mes luz
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CONSUMO

• Quasars más luminosos 1 a 10 M por año.
• AGNs menos luminosos, requieren 10 a 100 veces
  menos.

Ldisk LEddington M 108 M h 0.1 Ldisk
1.5 1039 Watt
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JETS Y LÓBULOS

• Campo magnético
• plasma del disco
• agujero negro.
• Mecanismos de colimación.
• Radiación sincrotón.
• Doppler beaming.
• Esencialmente galaxias elípticas.

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MODELO UNIFICADO

• Agujero negro.
• Disco de acreción
• radiación no térmica.
• Nubes que generan líneas anchas.
• Toroide opaco en UV y visible.
• Nubes que generan líneas finas.
• ÁNGULO DE VISIÓN.

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(No Transcript)
38
(No Transcript)
39
(No Transcript)
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EVOLUCIÓN DE QSOs

• Un número constante de quasars disminuyen su
  luminosidad con el tiempo.
• Un mismo objeto evoluciona?
• Se trata de un promedio de objetos de corta vida?

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LA ÉPOCA DE LOS QUASARS

• Mayor número en el pasado.
• Máximo hacia z 2.2.
• Formación de los quasars o problema con las
  observaciones?

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FORMACIÓN DE GALAXIAS?

• Quasars en el pasado, mayor acreción de materia
  por los agujeros negros supermasivos.
• Papel importante de los procesos de mergers
  duración relativamente corta.
• Galaxias elípticas en centros de supercúmulos
  mergers.
• Interacción gravitatoria en QSOs y Seyfert hay
  6 veces más que en las galaxias normales.

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MODELO EVOLUTIVO

• Quasars y Blazars ? Radio galaxias ? Galaxias
  elípticas normales
• QSOs ? Seyfert ? Galaxias espirales normales
• Por interacción gravitatoria, una galaxia normal
  podría transformarse en AGN.

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(No Transcript)
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VALORACIONES CRÍTICAS

• El disco es pequeño o no aparece.
• Redshifts no debidos a distancias cosmológicas?
• Quasars hoy son muchos rojos y con átomos
  pesados starburst?

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REFERENCIAS

• Astronomy Today. Mc Millan, Chaisson.
• 21 Century Astronomy. Burstein, Blumenthal,
  Greely, Smith, Voss, Wegner, Hester.
• An introduction to modern astrophysics. Carroll,
  Ostlie.

• Curso de astrofísica II. Coziol. Universidad de
  Guanajuato.
• http//www.astro.ugto.mx/cursos/astrofisicaII/Ast
  rofisicaII_Parte_II/segunda_parte.htm
• Galaxies and the Universe. Keel. University of
  Alabama.
• http//www.astr.ua.edu/keel/galaxies/
• Sitio del Hubble Space Telescope
  http//hubblesite.org/
• Physics, structure and fueling of AGN.
  Osterbrock.
• Unified models for AGN and quasars. Antonucci.
• Black hole models for AGN. Rees.