Propriétés statistiques des AGN de faibles luminositées
Résumé
In the recent years, majors surveys have been collecting several ten thousands of QSO spectra, demonstrating the high efficiency of optical color pre-selection techniques and providing a new level of statistics in describing the properties of the QSO population. The drawback of these pre-selection techniques is that some subset of the underlying QSO population may be under-represented in these survey thereby possibly biasing our current understanding.
This ph D thesis is devoted to the study of the properties of the faint population of type-1 AGN. For this purpose we use a spectroscopic sample of 130 broad line AGN, extracted from a large galaxy survey, the VIRMOS VLT Deep Survey (VVDS). This AGN sample present two-major interests: (1) a selection function free of pre-selection biases, which enables us to census the population of optical type-1 AGN from redshift 0 to 5 in a coherent way; (2) a very faint limiting magnitude (respectively Iab=22.5 and Iab=24 for the wide and deep sample) that was previously reached for catalogs of this size only by photometric studies.
Our measured surface density (~472+/-48 BLAGN per square degree with Iab <= 24) is significantly higher than that of any other optically selected sample of BLAGN with spectroscopic confirmation.
Because of the contamination of the AGN light by their host galaxy at the faint magnitude explored by our sample, we observe that a significant fraction of AGN in our sample would be missed by the usual UV excess and morphological criteria used for the pre-selection of optical QSO candidates. This contamination is as well seen in our composite spectrum. We observe an extension of the anti-correlation between luminosity and equivalent-width of high-ionization emission-lines to the fainter luminosities probed by our sample for a given redshift (Baldwin effect).
The luminosity function derived from this sample shows a relatively steep faint end at low redshift (11.5). This behavior fit into the picture of an anti-hierarchical growth of galactic black holes, as it was first suggested by X-ray selected AGN studies.
Preliminary results on the black hole mass estimates of our objects suggest that most of faint optical AGN are triggered by intermediate-mass galactic black-holes (~100 million of solar mass) accreting at relatively low Eddington rates (~< 10%).
This ph D thesis is devoted to the study of the properties of the faint population of type-1 AGN. For this purpose we use a spectroscopic sample of 130 broad line AGN, extracted from a large galaxy survey, the VIRMOS VLT Deep Survey (VVDS). This AGN sample present two-major interests: (1) a selection function free of pre-selection biases, which enables us to census the population of optical type-1 AGN from redshift 0 to 5 in a coherent way; (2) a very faint limiting magnitude (respectively Iab=22.5 and Iab=24 for the wide and deep sample) that was previously reached for catalogs of this size only by photometric studies.
Our measured surface density (~472+/-48 BLAGN per square degree with Iab <= 24) is significantly higher than that of any other optically selected sample of BLAGN with spectroscopic confirmation.
Because of the contamination of the AGN light by their host galaxy at the faint magnitude explored by our sample, we observe that a significant fraction of AGN in our sample would be missed by the usual UV excess and morphological criteria used for the pre-selection of optical QSO candidates. This contamination is as well seen in our composite spectrum. We observe an extension of the anti-correlation between luminosity and equivalent-width of high-ionization emission-lines to the fainter luminosities probed by our sample for a given redshift (Baldwin effect).
The luminosity function derived from this sample shows a relatively steep faint end at low redshift (11.5). This behavior fit into the picture of an anti-hierarchical growth of galactic black holes, as it was first suggested by X-ray selected AGN studies.
Preliminary results on the black hole mass estimates of our objects suggest that most of faint optical AGN are triggered by intermediate-mass galactic black-holes (~100 million of solar mass) accreting at relatively low Eddington rates (~< 10%).
Ces dernières années les principaux relevés cosmologiques ont collectés plusieurs dizaines de milliers de spectres de noyaux actifs de galaxies (connus aussi sous l'abréviation anglaise AGN), illustrant ainsi la grande éfficacité des techniques de pré-sélections optiques de candidat AGN. Ils ont ainsi permis une étude statistique détaillée de la population d'AGN.
Le revers de ces techniques de pré-sélection est que certaines catégories de la population globale des AGN optiques sont peut-être sous-représentées dans ces échantillons, biaisant notre compréhension actuelle de l'évolution de ces objets.
Cette thèse de doctorat est dédiée à l'étude des propriétés des AGN de type 1 de faible luminosité. Dans ce but nous utilisons un échantillon spectroscopique de 130 AGN à raies
d'émission larges, extrait d'un grand relevé de galaxie: le VIRMOS VLT Deep Survey (VVDS).
Cet échantillon présente un intérêt unique, de part la simplicité des critères de pré-sélection de ces objets (une simple limite en magnitude) ainsi que par la profondeur en magnitude atteinte: il fournit d'une part un aperçu des propriétés des AGN de type 1 à des magnitudes encore peu explorées spectroscopiquement (les AGN étudiés ici sont jusqu'à cent fois plus faibles que ceux du SDSS) et il permet d'autre part de quantifier les biais qui seraient introduits par des critères classiques de sélection.
Nous mesurons une densité sur le ciel d'environ 470 AGN par degré carré à notre magnitude limite (Iab=24). Une fraction importante des AGN que nous observons ne serait pas sélectionée par les techniques de sélections morphologiques et d'excès d'UV classiquement appliquées. Nous attribuons cet effet à la contamination de nos AGN par leur galaxie hôte, vue leur faible luminosité. La fonction de luminosité des AGN montre qu'il y a relativement plus d'AGN de faible luminosité à bas redshift qu'á plus grand redshift. Cette observation corrobore le scénario de croissance anti-hierarchique de trous-noirs galactiques suggéré par les echantillons d'AGN sélectionnés en rayons-X.
Finalement nous nous sommes intéressés à la nature des trous noirs qui sont à l'origine de nos AGN. S'agit-il de petits trous noirs galactiques ou bien, au contraire, de trous noirs de grandes masses accrétant faiblement ?
Nos résultats, encore préliminaires, suggèrent que nos AGN correspondent en moyenne à des trous noirs galactique de masses intermediaires (~100 millions de masses solaires) accrétant à des taux d'Eddington modeste (~< 10%).
Le revers de ces techniques de pré-sélection est que certaines catégories de la population globale des AGN optiques sont peut-être sous-représentées dans ces échantillons, biaisant notre compréhension actuelle de l'évolution de ces objets.
Cette thèse de doctorat est dédiée à l'étude des propriétés des AGN de type 1 de faible luminosité. Dans ce but nous utilisons un échantillon spectroscopique de 130 AGN à raies
d'émission larges, extrait d'un grand relevé de galaxie: le VIRMOS VLT Deep Survey (VVDS).
Cet échantillon présente un intérêt unique, de part la simplicité des critères de pré-sélection de ces objets (une simple limite en magnitude) ainsi que par la profondeur en magnitude atteinte: il fournit d'une part un aperçu des propriétés des AGN de type 1 à des magnitudes encore peu explorées spectroscopiquement (les AGN étudiés ici sont jusqu'à cent fois plus faibles que ceux du SDSS) et il permet d'autre part de quantifier les biais qui seraient introduits par des critères classiques de sélection.
Nous mesurons une densité sur le ciel d'environ 470 AGN par degré carré à notre magnitude limite (Iab=24). Une fraction importante des AGN que nous observons ne serait pas sélectionée par les techniques de sélections morphologiques et d'excès d'UV classiquement appliquées. Nous attribuons cet effet à la contamination de nos AGN par leur galaxie hôte, vue leur faible luminosité. La fonction de luminosité des AGN montre qu'il y a relativement plus d'AGN de faible luminosité à bas redshift qu'á plus grand redshift. Cette observation corrobore le scénario de croissance anti-hierarchique de trous-noirs galactiques suggéré par les echantillons d'AGN sélectionnés en rayons-X.
Finalement nous nous sommes intéressés à la nature des trous noirs qui sont à l'origine de nos AGN. S'agit-il de petits trous noirs galactiques ou bien, au contraire, de trous noirs de grandes masses accrétant faiblement ?
Nos résultats, encore préliminaires, suggèrent que nos AGN correspondent en moyenne à des trous noirs galactique de masses intermediaires (~100 millions de masses solaires) accrétant à des taux d'Eddington modeste (~< 10%).