Relación entre la masa del agujero negro supermasivo y la tasa de acreción en galaxias infrarrojas ultraluminosas (ULIRG) y QSOs
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Resumen
Este trabajo de tesis aborda de forma sistemática la relación entre la masa de los agujeros negros supermasivos (Mᴮᴴ) y la tasa de acreción normalizada (Ṁ/Ṁᴱᵈᵈ) en dos poblaciones clave de núcleos activos de galaxias (AGN) tipo 1: las galaxias ultraluminosas en el infrarrojo con núcleo tipo 1 (ULIRGs tipo I) y los cuásares cercanos (QSOs). Se realizó un análisis detallado de una muestra combinada de 67 objetos, de los cuales 11 corresponden a ULIRGs tipo I y 56 a QSOs. Las masas de los agujeros negros fueron estimadas utilizando el método virial aplicado a la línea de emisión Hβ y la luminosidad del continuo en 5100 Å, mientras que la tasa de acreción se derivó de la luminosidad bolométrica del AGN, calculada a partir de la línea de emisión [O IV] λ25,89 μm, un trazador isotrópico robusto frente a la extinción por polvo.
Los resultados revelan una anticorrelación significativa entre la masa del agujero negro supermasivo y la tasa de acreción. Los sistemas de menor masa (Mᴮᴴ ≈ 10⁶–10⁷·⁷ M⊙) presentan altas tasas de acreción, en muchos casos superiores al límite de Eddington, mientras que los agujeros negros más masivos (Mᴮᴴ ≳ 10⁷·⁸ M⊙), predominantemente QSOs, se encuentran preferentemente en un régimen sub-Eddingtoniano. La submuestra de ULIRGs tipo I mostró una relación altamente coherente (R² = 0,924), indicando que estos sistemas están en una fase temprana de evolución caracterizada por un suministro eficiente de gas frío y altas tasas de acreción. En contraste, los QSOs presentaron mayor dispersión (R² = 0,28), sugiriendo una mayor heterogeneidad evolutiva.
Estos hallazgos respaldan los modelos de coevolución entre agujeros negros supermasivos y galaxias anfitrionas, donde las ULIRGs tipo I representan fases tempranas de crecimiento rápido que evolucionan hacia QSOs con acreción más moderada, confirmando el escenario evolutivo ULIRG → QSO. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
This thesis systematically investigates the relationship between the mass of supermassive black holes (Mᴮᴴ) and the normalized accretion rate (Ṁ/Ṁᴱᵈᵈ) in two key populations of type 1 active galactic nuclei (AGNs): type 1 ultraluminous infrared galaxies (type I ULIRGs) and nearby quasars (QSOs). A detailed analysis was conducted on a combined sample of 67 objects, comprising 11 type I ULIRGs and 56 QSOs. The black hole masses were estimated using the virial method applied to the Hβ emission line and the continuum luminosity at 5100 Å, whereas the accretion rate was derived from the bolometric luminosity of the AGN, calculated from the [O IV] λ25.89 μm emission line, an isotropic tracer that is robust against dust extinction.
The results reveal a significant anticorrelation between the supermassive black hole mass and the accretion rate. Lower-mass systems (Mᴮᴴ ≈ 10⁶–10⁷·⁷ M⊙) exhibit high accretion rates, often exceeding the Eddington limit, whereas more massive black holes (Mᴮᴴ ≳ 10⁷·⁸ M⊙), predominantly QSOs, are preferentially found in a sub-Eddington regime. The type I ULIRG subsample showed a highly coherent relationship (R² = 0.924), indicating that these systems are in an early evolutionary phase characterized by an efficient supply of cold gas and high accretion rates. In contrast, the QSOs exhibited greater scatter (R² = 0.28), suggesting greater evolutionary heterogeneity.
These findings support models of coevolution between supermassive black holes and their host galaxies, in which type I ULIRGs represent early phases of rapid growth that evolve into QSOs with more moderate accretion rates, thereby confirming the ULIRG → QSO evolutionary scenario.
Descripción
ilustraciones, diagramas