Caracterización de la variabilidad óptica de los agujeros negros supermasivos

Abstract

La variabilidad de los núcleos activos de las galaxias (AGNs) es un fenómeno bien establecido, el cual puede ser observado en un amplio rango del espectro electromagnético; desde longitudes de onda en radio hasta los rayos-Gamma. La variabilidad de los AGNs ha sido utilizada como una herramienta para estimar algunas propiedades de los agujeros negros, como los tama nos de las regiones donde se origina la emisión y la masa de los agujeros negros. Sin embargo, los mecanismos que originan la variabilidad, o su conección con parámetros que gobiernan la física de los AGNs, son todavía áreas de investigación con preguntas abiertas. La propiedad de los AGNs de variar su luminosidad en función del tiempo parece ser una herramienta muy prometedora para seleccionarlos. Por ejemplo, Butler & Bloom (2011), Palanque-Delabrouille et al. (2011), y m´as recientemente Graham et al. (2014) han demostrado que utilizando la variabilidad de los QSOs como método de selección puede aumentar hasta en un 90% el número de candidatos a QSOs que presentan colores ópticos similares a los de las estrellas, y por lo tanto son QSOs muy difíciles de identificar utilizando solo fotometría óptica y los métodos de selección tradicionales. Con el objetivo de aportar al estudio de la variabilidad de los agujeros negros hemos desarrollado una búsqueda de AGNs. Dicha búsqueda monitorea, noche tras noche, campos extragalácticos que han sido observados y estudiados en prácticamente todo el espectro electromegnético. Para realizar el monitoreo se utilizó la cámara QUEST instalada en el telescopio ESO Schmidt en El Observatorio La-Silla. Este es uno de los telescopios Schmidt más grandes en el hemisferio austral, y esta situado en un sitio excelente caracterizado por buen seeing y cielos oscuros. Además, la cámara QUEST cubre una importante región del cielo (3.6◦ × 4.6◦), conviertiéndola en un instrumento ideal para este tipo de estudios. Como parte de esta tesis se caracterizo el instrumento. Lo que implica entender el sistema fotométrico y evaluar la calidad de la astrométria. Además, utilizando observaciones del campo COSMOS, obtenidas entre el 2010 y el 2012, se estudio la variabilidad óptica de fuentes de rayos-X ya identificados como AGNs. Se encontró que el 80% ±5% de los QSOs o AGNs de lineas anchas son variables, además de que un 21% ±8% de los AGNs de lineas angostas también presentan variabilidad óptica. Por otro lado, un 22% ±9% de las galaxias, detectadas en observaciones del satélite XMM-Newton en Rayos-X, muestran variabilidad. Finalmente, haciendo uso de la variabilidad óptica de los QSOs y de fotometría obtenida del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) se desarrollo y entreno un algoritmo basado en redes neuronales para seleccionar QSOs. De un total de 13, 740 objetos con fotometría del SDSS en el campo COSMOS, y observados en mas de 30 épocas por un periodo de más de 600 días con la cámara QUEST, se encontraron 341 candidatos a QSOs. De estos 106 ya han sido identificados spectroscópicamente por otros investigadores. Notablemente, se encontraron 109 candidatos con colores u − g >0.7 los cuales difícimente podrían ser identificados utilizando solo colores ópticos, debido a que sus colores ópticos son similares a los de las estrellas. Además, estos últimos candidatos son probablemente QSOs a z >2.5, como resultado se incremento significativamente el número de candidatos a alto redshift en esta región del cielo.