CE31 - Physique subatomique et astrophysique

Etude Multi Echelle à Large Bande de Noyaux Actifs de Galaxie – AGN_MELBa

Résumé de soumission

GRAVITY et MATISSE sur le VLTI effectuent une percée majeure sur l’étude des AGNs. La première résolution angulaire de la BLR de quelques AGNs par spectro-astrométrie avec GRAVITY donne une mesure de la masse du trou noir central. Combinée avec les dimensions linéaires obtenues par échographie lumineuse (Reverberation Mapping ou RM), on obtient une mesure directe de distance, appelée la parallaxe de BLR. Le projet GRAVITY+ va étendre la sensibilité du VLTI avec de nouvelles optiques adaptatives couplés à des étoiles laser et une extension de la possibilité de stabiliser les franges sur une étoile guide hors axe (GRAVITY Wide). On aura alors accès à de la spectro-astrométrie sur des Quasars jusqu’à z>2 ce qui ouvre de fascinantes perspectives d’étude de la coévolution des trous noir et des galaxies, en comparant l’évolution de leur masse en fonction de z, et de mesures directes de distances qui pourraient contribuer à relâcher la tension cosmologique. Mais les masses et les distances tirées de la spectro-astrométrie complétée par le RM sont très dépendantes de la géométrie de la source, ce qui peut entrainer des biais importants. Les images des BLRs, qui résoudraient ce problème sont inaccessibles aux résolutions angulaires du VLTI. D’un autre côté, MATISSE vient de démontrer sur NGC 1068 qu’il peut obtenir des images détaillées des tores de poussières qui entourent la BLR sur de très grands domaines spectraux, qui permettent de contraindre la distribution de température et la composition de la poussière. Nous avons montré que le bord interne du tore de poussière pourrait être résolu par MATISSE sur un grand nombre d’objets s’il était associé à un suivi de franges hors axe. C’est l’objet de MATISSE wide qui est l’application de GRAVITY+ à MATISSE et qui est la première composante de cette ANR. La résolution du tore interne de poussière ou sa signature spectro-astrométrique à très large bande combinée à du RM dans l’infrarouge donne une autre mesure de distance, la parallaxe de poussière, sur une partie des mêmes objets, ce qui permet de calibrer les méthodes. Par ailleurs l’analyse de la géométrie de la distribution de poussière peut indiquer celle de la BLR. Il s’agit donc d’étudier ces tores de poussière pour compléter et préciser les mesures de spectro-astrométrie dans les raies d’émission. Si on peut confirmer que l’émission en K, L, M et en partie N de la poussière sur les Sy 1 est dominé par un modèle relativement simple de tore combiné à un vent poussiéreux dont l’intensité dépend du rapport d’Eddington alors on peut à la fois accéder à des mesures de parallaxe de poussière et préciser les mesures tirées de la BLR. D’un autre côté l’interaction entre l’AGN et la galaxie hôte par l’intermédiaire des flux de poussière est à la fois un élément important de la coévolution des trous noirs et des galaxies une source de biais de mesures pour les images interférométriques de la structure centrale comme nous l’avons montré sur NGC1068.
Cette ANR a donc trois axes de recherche :
• assurer le succès de GRAVITY+ notamment par l’utilisation correcte des sources hors axe et étendre ces possibilités à MATISSE avec tous les avantages et les problèmes spécifiques aux grandes longueurs d’onde ;
• produire des modèles de complexité croissante de la poussière et les confronter aux nouvelles observations permises par MATISSE-wide ;
• produire des outils pour combiner les observations interférométriques et mono pupilles à différentes longueurs d’onde et différentes échelles ;
et finalement utiliser cette description plus fine de la poussière pour revenir à celle du gaz directement en modélisant l’interaction gaz poussière ou indirectement à partir de la distribution de luminosité de la ou des sources centrales déduite de la distribution de la poussière.

Coordination du projet

Romain Petrov (Laboratoire J-L. Lagrange)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LESIA Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique
IPAG Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
LAGRANGE Laboratoire J-L. Lagrange

Aide de l'ANR 532 112 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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