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Originaltitel:
Halo Occupation of AGN in Deep X-ray surveys 
Übersetzter Titel:
Halo-Besetzung von AGN in tiefen Röntgen-Durchmusterungen 
Jahr:
2012 
Dokumenttyp:
Dissertation 
Institution:
Fakultät für Physik 
Betreuer:
Hasinger, Günther (Prof. Dr.) 
Gutachter:
Hasinger, Günther (Prof. Dr.); Paul, Stephan (Prof. Dr.) 
Sprache:
en 
Fachgebiet:
PHY Physik 
Stichworte:
Active Galactic Nuclei, Dark Matter Halos, Galaxy Groups, Clustering Analysis 
Übersetzte Stichworte:
Aktive Galaktische Kerne, Dunkle Materie Halos, Galaxiengruppen, Korrelationsfunktion 
Kurzfassung:
Measurement of the spatial distribution (described by the correlation function, CF) of Active Galactic Nuclei (AGN) in the Universe provides a unique way to study the typical environment in which AGN preferentially reside (through the connection with their host dark matter halos, DMHs) and to address which physical processes are triggering AGN activity. This is important for understanding not only the origin and evolution of black holes (BHs) but also the origin and evolution of galaxies. The halo model approach reduces the problem of discussing the spatial distribution of AGN to studying how they populate their host halos. The CF amplitude reflects, through the bias parameter, the typical mass of dark matter halos (DMHs) in which AGN reside, while the halo occupation distribution (HOD) describes the physical relation between AGN and DMHs at the level of individual halos. In this thesis I use the large sample of X-ray selected AGN and galaxy groups constructed using XMM and Chandra data in the COSMOS 2 deg2 survey to investigate, through the halo model approach, the clustering properties of X-ray AGN as a function of redshift and the occupation of galaxy groups by X-ray AGN. In the first part of the thesis I focus on the redshift evolution of the auto-CF of 593 X-ray selected AGN at z < 4, extracted from the 0.5-2 keV X-ray mosaic of the 2.13 deg2 XMM-COSMOS. I find evidence of a redshift evolution of the AGN bias with a DMH mass consistent with being constant (∼ 1013h−1M) up to z < 2, i.e. X-ray AGN preferentially reside in dense environments typical of galaxy groups . The theoretical models which assume a quasar phase triggered by major mergers, cannot reproduce the high bias factors and DMH masses found for XMM-COSMOS AGN. These results extend up to z ∼ 2.2 the statement that for moderate-luminosity X-ray AGN the contribution from major mergers is outnumbered by other processes, possibly secular ones, such as tidal disruptions or disk instabilities. In the second part of the thesis, I present the first direct measurement of the mean HOD of X-ray selected AGN in the COSMOS field at z ≤ 1, based on the association of 41 XMM and 17 Chandra-COSMOS AGN with member galaxies of 189 X-ray detected galaxy groups from XMM and Chandra data. Separating the contribution to the occupation of galaxy groups by AGN in satellite and central galaxies, I find the average number of AGN among central galaxies to be modelled by a softened step function at logM > logMmin[M] = 12.75(12.10,12.95) while the satellite AGN HOD increases with the halo mass (following a power-law with slope α < 0.6) slower than a simple linear proportion (α = 1), i.e. the average number of AGN in satellite galaxies is not only triggered by the halo mass, as observed for satellite galaxies. 
Übersetzte Kurzfassung:
Die Untersuchung der räumlichen Verteilung von Aktiven Galaktischen Kernen (engl. ”active galactic nuclei”, AGN) im Universum, beschrieben durch die Korrelationsfunktion (engl., ”correlation function”, CF), bietet die einzigartige Möglichkeit, sowohl die typische Umgebung zu untersuchen in welcher sich AGN vorzugs-weise befinden (mittels der Verknüpfung der AGN mit ihren übergeordneten Dunkle Materie Halos, engl. ”dark matter halos”, DMHs), als auch zu verstehen welche physikalischen Prozesse einen AGN berhaupt aktivieren. Das Wissen über diese Bedingungen ist nicht nur für das Verständnis der Aktivierung von Schwarzen Löchern (engl., ”black holes”, BH) wichtig, sondern hilft auch, die Entstehung und Evolu- tion von Galaxien besser zu begreifen. Im Halo-Modell-Ansatz wird des Problem der räumlichen Verteilung auf die Besetzung in den jeweiligen DMHs reduziert. Die Amplitude der CF reflektiert mit Hilfe des Bias-Parameters die typische Masse der DMHs in denen AGN zu finden sind, während die Halo-Besetzungsverteilung (engl. “halo occupation distribution”, HOD) die physikalische Beziehung zwischen den AGN und DMHs auf der Ebene der einzelnen Halos beschreibt. In der vorliegenden Dissertation verwende ich umfangreiche Stichproben von AGN und Galaxiengruppen, ausgewählt aus den XMM und Chandra Röntgen- daten im 2deg2 COSMOS Feld, um mit Hilfe des Halo-Modell-Ansatzes die Eigenschaften der räumlichen Verteilung von Röntgen-AGN als Funktion der Rotverschiebung, sowie deren Besetzung von Galaxiengruppen, zu untersuchen. Im er- sten Teil der Arbeit konzentriere ich mich auf die Rotverschiebungsentwicklung der Auto-CF von 593 Röntgen-selektierten AGN mit Rotverschiebung z < 4 aus dem 2.13 Quadratgrad großen 0.5−2 keV XMM-COSMOS Mosaik. Meine Untersuchun- gen deuten auf eine Evolution des AGN Bias mit der Rotverschiebung bis z < 2 hin, während gleichzeitig die DMH Masse konstant (∼ 1013Mh-1) bleibt, d.h., Röntgen-AGN befinden sich bevorzugt in dichten Umgebungen typisch für Galaxiengruppen. Die theoretischen Modelle in denen eine Quasar-Phase durch große Galaxienverschmelzungen ausgelöst wird können die für XMM-COSMOS AGN gefundenen hohen Bias-Faktoren und DMH Massen nicht reproduzieren. Diese Ergebnisse erweitern bis zu z ∼ 2.2 die Aussage, dass für moderat leuchtkräftige Röntgen-AGN Verschmelzungen von ähnlich großen Galaxien nur einen geringen Beitrag leisten und möglicherweise sekulare Prozesse, wie Gezeiten-Störungen oder Akkretionsscheibeninstabilitäten, bedeutender sind. Im zweiten Teil meiner Arbeit präsentiere ich die erste direkte Messung der mittleren HOD von röntgen-selektieren AGN im COSMOS-Feld bei z ≤ 1, basierend auf der Assoziation von 41 XMM und 17 Chandra-COSMOS AGN mit Galaxien in 189 XMM und Chandra-detektierten Galaxiengruppen. Durch die Unterteilung der Galaxiengruppenbesetzungsbeiträge von AGN in Satelliten- und Zentralgalaxien zeige ich, dass die mittlere HOD von AGN in Zentralgalaxien durch eine geglättete Stufenfunktion bei logM > log Mmin[M] = 12.75(12.10,12.95) modelliert werden kann, während die AGN HOD der Satellitengalaxien langsamer (mit einem Potenzgesetz der Steigung α < 0.6) mit der Halomasse ansteigt als der lineare Anteil (α = 1). Dies bedeutet, das die mittlere Anzahl von AGN in den Satellitengalaxien nicht nur von der Halomasse abhängt, wie es auch für Satellitengalaxien beobachtet wurde. 
Mündliche Prüfung:
24.09.2012 
Dateigröße:
5220180 bytes 
Seiten:
122 
Letzte Änderung:
25.01.2013