Cosmic evolution of active galactic nuclei detected in the radio waveband

doctoral thesis

• Title (croatian): Kozmička evolucija aktivnih galaktičkih jezgri detektiranih u radiopodručju
• Author: Bruno Šlaus
• Mentor: Vernesa Smolčić (mentor)
• Mentor: Vibor Jelić (komentor)
• Committee member: Ana Babić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Neven Tomičić (član povjerenstva)
• Committee member: Vernesa Smolčić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2023-11-14, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

A major topic in the field of astrophysics is understanding the evolution of the Universe through cosmic time. Throughout the evolution of the Universe and galaxies, among the most interesting objects are galaxies containing active, super-massive black holes in their galactic centers, called active galactic nuclei (AGN). We model the evolution of AGN by constructing their radio luminosity functions. We use radio surveys of varying area and depth, namely the deep COSMOS survey of 1,916 AGN... More sources, the wide shallow 3CRR, 7C and 6CE surveys, containing together 356 AGNs, and the intermediate XXL-North and South fields consisting of 899 and 1,484 AGN sources, respectively. Together, these surveys constrained the luminosity functions at high redshifts and over a wide range of luminosities (up to z ≈ 3 and log(L1.4 GHz/WHz−1) ∈ [22,29]). We performed the cross-correlation between the XXL-North catalogue, observed at 610 MHz with the Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), and the corresponding multi-wavelength catalogue, via a likelihood ratio method, based on their positions and optical properties. Using solely the 1150 AGN from the XXL-North field we constructed the 1.4 GHz luminosity functions of the sample, using the non-parametric maximum volume method. The full data set was used to model the 1.4 GHz luminosity functions via parametric methods within the Bayesian framework, which allowed us to perform model selection between a set of different models. We show that the luminosity-dependent density evolution (LDDE) model fits the data best. We determine the number density, luminosity density and kinetic luminosity density as a function of redshift, and discuss the evolution of AGN sub-populations, divided by stellar mass. Altogether our results point to a picture where the evolution of AGN depends on luminosity, and require more complex models, either via AGN sub-populations where the total AGN sample is divided into sub-samples, or via luminositydependent functions. Less

Abstract (english)

Važna tema unutar područja astrofizike je evolucija Svemira kroz kozmičko vrijeme. Od posebnog interesa pritom su galaksije koje u svome središtu sadrže crnu rupu na koju dolazi do akrecije materijala. Takve objekte nazivamo aktivnim galaktičkim jezgrama. Unutar ove disertacije proučava se evolucija aktivnih galaktičkih jezgri konstrukcijom funkcija luminoziteta u radio području spektra. Cjelokupni uzorak na kojemu vršimo analizu dolazi od više različitih studija. Studije su pritom... More promatrale različite dijelove neba, uz različite površine opažanja i različite dubine opažanja. Pod dubinom opažanja podrazumijeva se osjetljivost promatranja na dolazeću gustoću fluksa. Definicija fluksa u astrofizici je snaga koja dolazi na detektor po jedinici površine detektora. Mjerna jedinica je Wm−2. Flux po jedinici frekvencije, naziva se gustoća fluksa. Kako su dalji objekti generalno manje sjajni, slijedi da osjetljivost određuje do koje dubine, odnosno do kojih crvenih pomaka, studija seže. Pritom se pod crveni pomak podrazumijeva mjera udaljenosti astronomskih objekata parametrizirana preko pomaka u frekvenciji ka crvenome, koja je posljedica ekspanzije Svemira1. Ukupna snaga koju emitira izvor naziva se luminozitet. Izvori velikog luminoziteta, dolaze pak od studija velike površine opažanja, jer su ti izvori statistički rijetki u Svemiru. Kako su jako luminozitetni izvori sjajni, takve studije mogu imati malenu dubinu. U ovoj tezi koristimo duboko COSMOS istraživanje, koje sadrži 1,916 aktivnih galaktičkih jezgri. Od plitkih polja velike površine koristimo 3CRR, 7C i 6CE istraživanja, koja skupa sadrže 356 aktivnih galaktičkih jezgri. Kako bismo spojili plitka i duboka istraživanja, koristimo još i polja srednje dubine. To su XXL-North i South polja, koja sadrže 899 i 1,484 aktivnih galaktičkih jezgri, respektivno. Zajedno sva istraživanja sadrže stoga uzorak od 4,655 aktivnih galaktičkih jezgri. Ovakav uzorak omogućio nam je da odredimo funkcije luminoziteta na širokom rasponu crvenih pomaka i luminoziteta (do z ≈ 3 I log(L/WHz−1) ∈ [22,29]). Less

• Keywords: galaxies; active galactic nuclei; evolution of galaxies; radio continuum observations; luminosity functions; parametric methods of luminosity functions modeling
• Keywords (english): galaksije; aktivne galaktičke jezgre; evolucija galaksija; opažanja u radio području; funkcije luminoziteta; parametarske metode modeliranja funkcija luminoziteta
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:195629
• Promotion: 2024
• Study programme: Title: Doctoral study; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti (doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2024-02-16 14:05:33