Quasares com linhas largas de duplo pico : sua natureza e variabilidade

Núcleos Ativos de Galáxias (AGN) são caracterizados pela presença de um buraco negro supermassivo (SMBH) capturando matéria no núcleo de uma galáxia através de um disco de acreção. Os quasares, tipo de AGN estudado neste trabalho, estão entre os fenômenos mais luminosos do Universo, pela transformação da energia potencial gravitacional da matéria capturada em intensa radiação e jatos de particulas emanados do disco de acreção. Uma região importante do AGN é a chamada Broad Line Region (BLR), onde são geradas linhas espectrais que revelam a estrutura e a cinemática do gás ionizado que circunda o disco de acreção. Neste trabalho analisamos em particular quasares com perfis das linhas da BLR caracterizados por uma grande largura (5000 a 10000 km s−1 ) e por um duplo pico atribuído a um anel de nuvens de gás ionizado que orbita o SMBH e o disco de acreção. A origem física do duplo pico (DP) e o que essa característica revela sobre a estrutura e dinâmica do quasar e seu SMBH vêm sendo discutidos na literatura há mais de duas décadas. O trabalho possui dois objetivos principais desenvolvidos em dois artigos científicos: (i) caracterizar o AGN (como massa do SMBH – MBH, luminosidade, razão de Eddington – λEdd) de uma amostra estatística de quasares DP comparando-a com uma amostra de controle de quasares que não apresentam DP; em particular separamos a amostra em 3 subamostras: DP, NDP (não duplo pico) e IM (intermediário); e (ii) quantificar a variabilidade fotométrica de cada objeto e verificar como ela se correlaciona com as propriedades do AGN em cada subamostra. A metodologia empregada para a seleção das subamostras é baseada na análise do perfil de emissão de Hβ e Hα dos espectros do SDSS (York et al., 2000), a partir do modelo de Storchi-Bergmann et al. (2017). Para analisar as propriedades físico-espectrais, utilizamos catálogos (Lyke et al., 2020; Wu e Shen, 2022; Helfand et al., 2015). Para o cálculo da variabilidade fotométrica, utilizamos os dados do Zwicky Transient Facility (ZTF) (Bellm et al., 2019; Graham et al., 2019). No primeiro artigo, encontramos que a subamostra DP apresenta uma transição gradual até a subamostra NDP em diversas propriedades físicas, tais como MBH, λEdd, luminosidade, Full Width at Half Maximum (FWHM, largura total a meia altura) e Equivalent Width (EW, largura equivalente) de linhas de emissão. Encontramos também diferenças no tamanho e na intensidade do jato rádio a partir do catálogo FIRST. No segundo artigo, encontramos que os quasares DP mostram uma maior amplitude de variabilidade (Fvar) e seguem uma sequência com variabilidade decrescente até os NDP. O cálculo da massa a partir da variabilidade não apresenta segregação entre as amostras, e o principal resultado é uma anticorrelação encontrada entre λEdd e Fvar. No primeiro trabalho discutimos a origem dessas tendências, argumentando que a inclinação do AGN desempenha um papel fundamental, sendo os NDP mais face-on e os DP mais inclinados em relação a linha de visada. Também discutimos o viés induzido pela inclinação na determinação de MBH e λEdd. Por fim, concluímos que a razão de Eddington desempenha um papel de acordo com a sequência do Eigenvector 1, na qual as fontes DP ocupam a região superior esquerda, enquanto as fontes NDP situam-se na parte inferior, e são os unicos no canto direito do plano FWHM(Hβ) vs. EW(Fe II)/EW(Hβ). No segundo trabalho discutimos que as fontes DP não são necessariamente mais massivas do que outros tipos. Discutimos também como o menor λEdd das fontes DP as torna mais variáveis e propomos que o viés por conta da inclinação ou da taxa de acreção pode ser a causa do comportamento do parâmetro FVar, que difere entre a amostra completa e as subamostras analisadas separadamente.