Institut für Astronomie und Astrophysik Abteilung Astronomie Sand 1, D-72076 Tübingen, Germany
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Dissertation Fabian Rother

Modellierung eines Samples radiolauter Aktiver Galaxienkerne

Summary.
Erst in jüngerer Zeit wurde durch die verschiedenen Röntgensatelliten ausreichendes Datenmaterial verfügbar, um neben einzelnen Objekten auch größere Gruppen von Aktive Galaxienkernen (AGN) im Bereich von Radio- bis Röntgenenergien zu untersuchen. Jedoch beschränkten sich diese Untersuchungen meist auf eine deskriptive Analyse der Daten (Korrelationen, Regressionen, Mittelwerte) für die bekannten Klassen von Aktiven Galaxienkernen (Seyfert-Galaxien, Quasare, BL Lac Objekte). Diese Art der Analyse verselbständigte sich im Laufe der Zeit, ohne die Vieldimensionalität der Daten wirklich zu berücksichtigen. Bei diesen Analysen wurden aus gemessenen Größen andere und daraus wieder weitere Größen berechnet und dann die Zusammenhänge aller dieser Größen untereinander untersucht. Selten wurde darauf geachtet, daß durch diese Vorgehensweise der Unterschied zwischen unabhängigen und abhängigen Größen ignoriert wird. Multidimensionale Analysewerkzeuge, die wie z.B. die Principal Components Analyse in anderen Bereichen schon etabliert sind, sind in der Astronomie noch weitgehend unbekannt.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird erstmalig ein Sample von 160 radiolauten Quasaren und BL Lac Objekten mit Hilfe der Principal Components Analyse (PCA) untersucht, um die Vielzahl von Abhängigkeiten zwischen den Größen und ihren Korrelationen auf wenige fundamentale Beziehungen zu reduzieren. Dabei werden Messungen aus dem Radio- und optischen Bereich, sowie Röntgendaten des Satelliten ROSAT verwendet. Damit stehen für dieses Sample als intrinsische Größen die Leuchtkraftdichten (l_r , l_o, l_x) und die Spektralindizes (a_r, a_o , a_x) aus den drei Energiebereichen und die Rotverschiebung z zur Verfügung. Dazu kommen noch als abgeleitete bzw. beobachtete Größen die Flußdichten (f_r, f_o, f_x) und die Breitbandspektralindizes (a_ro, a_rx, a_ox). Jedoch sind die Ergebnisse der PCA nur aussagekräftig, wenn die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Größen rein linear sind. Um dies zu verifizieren, wird mit Hilfe der PCA ein implizites Modell für das Sample erstellt. Durch ein- und zweidimensionale Kolmogorov-Smirnov Tests sowie einem Vergleich der Korrelationen wird nachgewiesen, daß das Modell das Sample vollständig beschreibt. Dieses Modell wird dann zur genaueren Analyse des Samples verwendet.

Es zeigt sich, daß das Modell letztendlich auf nur zwei Parametern beruht, die die Variationen aller Größen des Samples erzeugen. Diese beiden Parameter sind somit fundamentale Größen des Samples. Die erste dieser Größen ist als zentrale Energiequelle zu interpretieren, deren Intensität alle Leuchtkraftdichten parallel im gleichen Verhältnis beeinflußt. Die zweite fundamentale Größe stellt die kombinierte spektrale Form im Radio- und Röntgenbereich dar. Beide Größen sind in Übereinstimmung mit Synchrotron Self-Compton (SSC) Modellen. Die aus früheren Untersuchungen bekannte Korrelation a_x - z wird bestätigt. Sie ist zudem die grundlegende Korrelation für die Korrelationen der Leuchtkraftdichten mit a_x. Ebenso werden frühere Untersuchungen bestätigt, daß AGN mit flachen Radiospektren auch flachere Röntgenspektren haben als AGN mit steilen Radiospektren. Neu hingegen ist, daß die Evolution (Abhängigkeit von z) für beide Typen gleich ist, d.h. die Differenz in a_x unabhängig von z ist. Außerdem ist es im Rahmen der hier untersuchten Größen nicht nötig, zwischen BL Lac Objekte und Quasaren zu unterscheiden. Die BL Lac Objekte können problemlos als Quasare niedriger Rotverschiebung angesehen werden.
 

Dissertation (10,23 Mb PDF file including figures)

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| Impressum Last modified 08 Aug 2011