TY  - JOUR
A1  - Acciari, V. A.
A1  - Arlen, T.
A1  - Aune, T.
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A1  - de la Calle Perez, I.
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A1  - Federici, Simone
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A1  - Orr, M.
A1  - Otte, A. N.
A1  - Perkins, J. S.
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A1  - Pichel, A.
A1  - Pohl, M.
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A1  - Reynolds, T.
A1  - Roache, E.
A1  - Rovero, A.
A1  - Schroedter, M.
A1  - Sembroski, G. H.
A1  - Smith, A.
A1  - Telezhinsky, Igor O.
A1  - Theiling, M.
A1  - Toner, J.
A1  - Tyler, J.
A1  - Varlotta, A.
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A1  - Weekes, T. C.
A1  - Weinstein, A.
A1  - Welsing, R.
A1  - Williams, D. A.
A1  - Wissel, S.
T1  - Observation of Markarian 421 in TeV gamma rays over a 14-year time span
JF  - Astroparticle physics
N2  - The variability of the blazar Markarian 421 in TeV gamma rays over a 14-year time period has been explored with the Whipple 10 m telescope. It is shown that the dynamic range of its flux variations is large and similar to that in X-rays. A correlation between the X-ray and TeV energy bands is observed during some bright flares and when the complete data sets are binned on long timescales. The main database consists of 878.4 h of observation with the Whipple telescope, spread over 783 nights. The peak energy response of the telescope was 400 GeV with 20% uncertainty. This is the largest database of any TeV-emitting active galactic nucleus (AGN) and hence was used to explore the variability profile of Markarian 421. The tithe-averaged flux from Markarian 421 over this period was 0.446 +/- 0.008 Crab flux units. The flux exceeded 10 Crab flux units on three separate occasions. For the 2000-2001 season the average flux reached 1.86 Crab units, while in the 1996-1997 season the average flux was only 0.23 Crab units.
KW  - AGN
KW  - TeV gamma rays
KW  - Markarian 421
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2013.10.004
SN  - 0927-6505
SN  - 1873-2852
VL  - 54
SP  - 1
EP  - 10
PB  - Elsevier
CY  - Amsterdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dubinovska, Daria
T1  - Optical surveys of AGN and their host galaxies
T1  - Optische Durchmusterungen von aktiven Galaxienkernen und ihren Muttergalaxien
N2  - This thesis rests on two large Active Galactic Nuclei (AGNs) surveys. The first survey deals with galaxies that host low-level AGNs (LLAGN) and aims at identifying such galaxies by quantifying their variability. While numerous studies have shown that AGNs can be variable at all wavelengths, the nature of the variability is still not well understood. Studying the properties of LLAGNs may help to understand better galaxy evolution, and how AGNs transit between active and inactive states. In this thesis, we develop a method to extract variability properties of AGNs. Using multi-epoch deep photometric observations, we subtract the contribution of the host galaxy at each epoch to extract variability and estimate AGN accretion rates. This pipeline will be a powerful tool in connection with future deep surveys such as PANSTARS. The second study in this thesis describes a survey of X-ray selected AGN hosts at redshifts z>1.5 and compares them to quiescent galaxies. This survey aims at studying environments, sizes and morphologies of star-forming high-redshift AGN hosts in the COSMOS Survey at the epoch of peak AGN activity. Between redshifts 1.5<z<3.8, the COSMOS HST/ACS imaging probes the UV regime, where separating the AGN flux from its host galaxy is very challenging. Nevertheless, we successfully derived the structural properties of 249 AGN hosts using two-dimensional surface-brightness profile fitting with the GALFIT package. This is the largest sample of AGN hosts at redshift z>1.5 to date. We analyzed the evolution of structural parameters of AGN and non-AGN host galaxies with redshift, and compared their disturbance rates to identify the more probable AGN triggering mechanism in the 43.5<log_10 L_X<45 luminosity range. We also conducted mock AGN and quiescent galaxies observations to determine errors and corrections for the derived parameters. We find that the size-absolute magnitude relations of AGN hosts and non-AGN galaxies are very similar, with estimated mean sizes in both samples decreasing by ~50% between redshifts z=1.5 and z=3.5. Morphological classification of both active and quiescent galaxies shows that the majority of the AGN host galaxies are disc-dominated, with disturbance rates that are significantly lower than among the non-AGN galaxies. Such a finding suggests that Major Mergers are probably not responsible for triggering AGN accretion in most of these galaxies. Other secular mechanisms should therefore be responsible.
N2  - Diese Arbeit basiert auf zwei grossen Durchmusterungen aktiver Galaxienkerne (engl., active galactic nuclei, AGN). Die erste Durchmusterungen hat zum Ziel, Muttergalaxien leuchtschwacher AGNs (sog. low-level AGN oder LLAGN) zu identifizieren und die Variabilität der AGN zu quantifizieren. Während zahlreiche Studien gezeigt haben, dass AGN bei allen Wellenlängen variabel sein können, ist die Natur der Varibilität noch immer nicht verstanden. Das Studium der Eigenschaften von LLAGN trägt zum Verständnis bei, wie sich Galaxien entwickeln und wie AGN zwischen aktiven und inaktiven Zuständen wechseln. In dieser Arbeit entwickeln wir eine Methode, um die Eigenschaften der AGN-Variabilität zu messen. Mittels tiefer, photometrischer Beobachtungen zu mehreren Zeitpunkten subtrahieren wir den Beitrag einer Muttergalaxie, um die AGN-Variabilität zu bestimmen und Akkretionsraten des AGN abzuschätzen. Diese Methode wird im Zusammenhang mit zukünftigen, tiefen Durchmusterungen wie z.B. PANSTARRS ein mächtiges Werkzeug darstellen. Die zweite grosse Durchmusterung behandelt nach ihrer Roentgen-Helligkeit ausgewählte AGN-Muttergalaxien mit einer Rotverschiebung von z > 1.5, um sie mit inaktiven Galaxien zu vergleichen. Ziel ist, bei sternbildenden, hochrotverschobenen AGN-Muttergalaxien aus der COSMOS-Durchmusterung die Umgebung, Grösse und Morphologie zum Zeitpunkt der stärksten AGN Aktivität zu studieren. Die COSMOS-HST/ACS-Photometrie untersucht den ultravioletten Spektralbereich von Muttergalaxien bei einer Rotverschiebung von 1.5 < z < 3.8, wo es sehr schwierig ist, den Flussbeitrag des AGN von dem der Muttergalaxie zu trennen. Dennoch gelang es uns, mittels zweidimensionaler Modellierung der Flächenhelligkeitprofile Struktureigenschaften für 249 AGN-Muttergalaxien aus der COSMOS-Durchmusterung abzuleiten. Dies ist für AGN-Muttergalaxien mit einer Rotverschiebung z > 1.5 die bislang grösste Stichprobe. Wir haben die Entwicklung der Strukturparameter mit der Rotverschiebung von AGN-Muttergalaxien und Galaxien ohne aktiven Kern analysiert und die Häufigkeit morphologischer Besonderheiten bei diesen beiden Gruppen miteinander verglichen, um die wahrscheinlichste Ursache für AGN-Aktivität für Galaxien im Roentgen-Leuchtkraft-Bereich von 43.5<log_10 L_X<45 zu bestimmen. Um Fehler und Korrekturfaktoren für die bestimmten Parameter zu erhalten, wurden simulierte AGN-Muttergalaxien und inaktive Galaxien untersucht. Als Ergebnis finden wir, dass AGN-Muttergalaxien und Galaxien ohne aktiven Kern eine sehr ähnliche Relation von Galaxiengrösse zu absoluter Helligkeit aufweisen, wobei die abgeschätzte, mittlere Grösse zwischen Rotverschiebungen von z=1.5 und z=3.5 in beiden untersuchten Gruppen um ~50% abnimmt. Die morphologische Klassifikation sowohl aktiver als auch inaktiver Galaxien zeigt, dass die Mehrheit der AGN-Muttergalaxien scheibendominiert ist und signifikant weniger morphologische Anomalien aufweist als inaktive Galaxien. Dieses Resultat weist darauf hin, dass in den meisten AGN-Muttergalaxien sog., Major Mergers, also die Verschmelzung zweier etwa gleich grosser Galaxien, wahrscheinlich nicht Akkretion auf den AGN auslösen, sondern stattdessen andere, sekuläre Mechanismen dafür verantwortlich sind.
KW  - Aktiven Galaxienkerne
KW  - Muttergalaxien
KW  - Durchmusterung
KW  - AGN
KW  - host galaxies
KW  - survey
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64739
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schulze, Andreas
T1  - Demographics of supermassive black holes
T1  - Demgraphie supermassereicher Schwarzer Löcher
N2  - Supermassive black holes are a fundamental component of the universe in general and of galaxies in particular. Almost every massive galaxy harbours a supermassive black hole (SMBH) in its center. Furthermore, there is a close connection between the growth of the SMBH and the evolution of its host galaxy, manifested in the relationship between the mass of the black hole and various properties of the galaxy's spheroid component, like its stellar velocity dispersion, luminosity or mass. Understanding this relationship and the growth of SMBHs is essential for our picture of galaxy formation and evolution. In this thesis, I make several contributions to improve our knowledge on the census of SMBHs and on the coevolution of black holes and galaxies. The first route I follow on this road is to obtain a complete census of the black hole population and its properties. Here, I focus particularly on active black holes, observable as Active Galactic Nuclei (AGN) or quasars. These are found in large surveys of the sky. In this thesis, I use one of these surveys, the Hamburg/ESO survey (HES), to study the AGN population in the local volume (z~0). The demographics of AGN are traditionally represented by the AGN luminosity function, the distribution function of AGN at a given luminosity. I determined the local (z<0.3) optical luminosity function of so-called type 1 AGN, based on the broad band B_J magnitudes and AGN broad Halpha emission line luminosities, free of contamination from the host galaxy. I combined this result with fainter data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and constructed the best current optical AGN luminosity function at z~0. The comparison of the luminosity function with higher redshifts supports the current notion of 'AGN downsizing', i.e. the space density of the most luminous AGN peaks at higher redshifts and the space density of less luminous AGN peaks at lower redshifts. However, the AGN luminosity function does not reveal the full picture of active black hole demographics. This requires knowledge of the physical quantities, foremost the black hole mass and the accretion rate of the black hole, and the respective distribution functions, the active black hole mass function and the Eddington ratio distribution function. I developed a method for an unbiased estimate of these two distribution functions, employing a maximum likelihood technique and fully account for the selection function. I used this method to determine the active black hole mass function and the Eddington ratio distribution function for the local universe from the HES. I found a wide intrinsic distribution of black hole accretion rates and black hole masses. The comparison of the local active black hole mass function with the local total black hole mass function reveals evidence for 'AGN downsizing', in the sense that in the local universe the most massive black holes are in a less active stage then lower mass black holes. The second route I follow is a study of redshift evolution in the black hole-galaxy relations. While theoretical models can in general explain the existence of these relations, their redshift evolution puts strong constraints on these models. Observational studies on the black hole-galaxy relations naturally suffer from selection effects. These can potentially bias the conclusions inferred from the observations, if they are not taken into account. I investigated the issue of selection effects on type 1 AGN samples in detail and discuss various sources of bias, e.g. an AGN luminosity bias, an active fraction bias and an AGN evolution bias. If the selection function of the observational sample and the underlying distribution functions are known, it is possible to correct for this bias. I present a fitting method to obtain an unbiased estimate of the intrinsic black hole-galaxy relations from samples that are affected by selection effects. Third, I try to improve our census of dormant black holes and the determination of their masses. One of the most important techniques to determine the black hole mass in quiescent galaxies is via stellar dynamical modeling. This method employs photometric and kinematic observations of the galaxy and infers the gravitational potential from the stellar orbits. This method can reveal the presence of the black hole and give its mass, if the sphere of the black hole's gravitational influence is spatially resolved. However, usually the presence of a dark matter halo is ignored in the dynamical modeling, potentially causing a bias on the determined black hole mass. I ran dynamical models for a sample of 12 galaxies, including a dark matter halo. For galaxies for which the black hole's sphere of influence is not well resolved, I found that the black hole mass is systematically underestimated when the dark matter halo is ignored, while there is almost no effect for galaxies with well resolved sphere of influence.
N2  - Supermassereiche Schwarze Löcher sind ein fundamentaler Bestandteil unseres Universims im Allgemeinen, und von Galaxien im Besonderen. Fast jede massereiche Galaxie beherbergt ein supermassereiches Schwarzes Loch in seinem Zentrum. Außerdem existiert eine enge Beziehung zwischen dem Wachstum des Schwarzen Loches und der Entwicklung seiner umgebenden Galaxie. Diese zeigt sich besonders in der engen Beziehung zwischen der Masse eines Schwarzen Loches und den Eigenschaften der sphäroidalen Komponente der Galaxie, beispielsweise seiner stellaren Geschwindigkeitsdispersion, seiner Leuchtkraft und seiner Masse. Diese Beziehung erklären zu können, sowie das Wachstum von Schwarzen Löchern zu verstehen, liefert einen wichtigen Beitrag zu unserem Bild der Entstehung und Entwicklung von Galaxien. In dieser Arbeit steuere ich verschiedene Beiträge dazu bei unser Verständnis des Vorkommens Schwarzer Löcher und der Beziehung zu ihren Galaxien zu verbessern. Zunächst versuche ich ein vollständiges Bild der Anzahl und Eigenschaften Schwarzer Löcher zu erhalten. Dazu beschränke ich mich auf aktive Schwarze Löcher, wie man sie im Universum als Aktive Galaxienkerne (AGN) in großen Himmelsdurchmusterungen finden kann. Ich benutze eine solche Durchmusterung, das Hamburg/ESO Survey (HES), um die AGN Population im lokalen Universum zu studieren. Dazu habe ich die optische Leuchtkraftfunktion von AGN bestimmt. Diese habe ich mit anderen Ergebnissen leuchtschwächerer AGN kombiniert um die bisher beste AGN Leuchtkraftfunktion im lokalen Universum zu erhalten. Der Vergleich mit Ergebnissen bei höherer kosmischer Rotverschiebung bestätigt unser Bild des sogenannten "AGN downsizing". Dies sagt aus, dass leuchtkräftige AGN bei hoher Rotverschiebung am häufigsten vorkommen, während leuchtschwache AGN bei niedriger Rotverschiebung am häufigsten sind. Allerdings verrät uns die AGN Leuchtkraftfunktion allein noch nicht das ganze Bild der Demographie Schwarzer Löcher. Vielmehr sind wir an den zugrunde liegenden Eigenschaften, vor allem der Masse und der Akkretionsrate der Schwarzen Löcher, sowie deren statistischen Verteilungsfunktionen, interessiert. Ich habe eine Methode entwickelt um diese beiden Verteilungsfunktionen zu bestimmen, basierend auf der Maximum-Likelihood-Methode. Ich habe diese Methode benutzt um die aktive Massenfunktion Schwarzer Löcher, sowie die Verteilungsfunktion ihrer Akkretionsraten für das lokale Universum aus dem HES zu bestimmen. Sowohl die Akkretionsraten, als auch die Massen der Schwarzen Löcher zeigen intrinsisch eine breite Verteilung, im Gegensatz zur schmaleren beobachtbaren Verteilung. Der Vergleich der aktiven Massenfunktion mit der gesamten Massenfunktion Schwarzer Löcher zeigt ebenfalls Hinweise auf "AGN downsizing". Als nächstes habe ich mich mit Untersuchungen zur zeitlichen Entwicklung in den Beziehungen zwischen Schwarzem Loch und Galaxie beschäftigt. Diese kann helfen unser theoretisches Veständnis der physikalischen Vorgänge zu verbessern. Beobachtungen sind immer auch Auswahleffekten unterworfen. Diese können die Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen zur Entwicklung in den Beziehungen beeinflussen, wenn sie nicht entsprechend berücksichtigt werden. Ich habe den Einfluss von Auswahleffekten auf AGN Stichproben im Detail untersucht, und verschiedende möchgliche Einflussquellen identifiziert, die die Beziehung verfälschen können. Wenn die Auswahlkriterien der Stichprobe, sowie die zugrunde liegenden Verteilungen bekannt sind, so ist es möglich für die Auswahleffekte zu korrigieren. Ich habe eine Methode entwickelt, mit der man die intrinsische Beziehung zwischem Schwarzem Loch und Galaxie aus den Beobachtungen rekonstruieren kann. Schließlich habe ich mich auch inaktiven Schwarzen Löchern und der Bestimmung ihrer Massen gewidmet. Eine der wichtigsten Methoden die Masse Schwarzer Löcher in normalen Galaxien zu bestimmen ist stellardynamische Modellierung. Diese Methode benutzt photometrische und kinematische Beobachtungen, und rekonstruiert daraus das Gravitationspotenzial aus der Analyse stellarer Orbits. Bisher wurde in diesen Modellen allerdings der Einfluss des Halos aus Dunkler Materie vernachlässigt. Dieser kann aber die Bestimmung der Masse des Schwarzen Loches beeinflussen. Ich habe 12 Galaxien mit Hilfe stellardynamischer Modellierung untersucht und dabei auch den Einfluss des Halos aus Dunkler Materie berücksichtigt. Für Galaxien bei denen der Einflussbereich des Schwarzen Loches nicht sehr gut räumlich aufgelöst war, wird die Masse des Schwarzen Loches systematisch unterschätzt, wenn der Dunkle Materie Halo nicht berücksichtigt wird. Auf der anderen Seite ist der Einfluss gering, wenn die Beobachtungen diesen Einflussbereich gut auflösen können.
KW  - Astrophysik
KW  - Quasare
KW  - Schwarze Löcher
KW  - AGN
KW  - Statistik
KW  - astrophysics
KW  - quasars
KW  - black holes
KW  - AGN
KW  - statistics
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-54464
ER  -