Etude de la morphologie complexe des noyaux actifs de galaxie : transfert radiatif multi-longueurs d'ondes et polarisation

The complex morphology of radio-quiet active galactic nuclei : multi-wavelength radiative transfer and polarization

• Auteur / Autrice : Frédéric Marin
• Direction : René W. Goosmann, Delphine Porquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique
• Date : Soutenance le 20/09/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire astronomique de Strasbourg
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Hameury
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michal Dovciak
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Enrico Costa, Paulina Lira

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polarisation (lumière)

Noyaux actifs de galaxies

Mots clés libres

Transfert du rayonnement

Polarisation

Noyaux actifs de galaxie

Optique

Rayons X

Ultraviolet

Radiative transfer

Polarization

Active galactic nuclei

Optical

X-rays

Ultraviolet

Résumé

Lorsque l’on veut sonder les structures internes de sources astronomiques non résolues par nos instruments modernes, la technique de la spectropolarimétrie a démontré etre une méthode à la fois indépendante et complémentaire des analyses spectrales et temporelles. Dans cette thèse, j’explore de façon théorique le signal de polarisation résultant des Noyaux Actifs de Galaxies (NAG en français, AGN en anglais), dans lesquels on suppose que l’énergie radiative principale est crée paraccrétion autour d’un trou noir super-massif et qu’une partie importante des échappements de matère se fait sous la forme de vents d’éjection. Selon le Schéma Unifié des NAG, l’émission radiative résultante est fortement anisotrope, due au confinement des photons par un corps de poussère obscurcissant situé au niveau du plan équatorial. Les radiations sont donc forcées de s’échapper dans les directions polaires, photo-ionisant au passage les vents d’éjection coniques. Cette configuration asymétrique permet de justifier la dichotomie observationnelle des NAG en fonction de leur inclinaison spatiale; cependant, leurs propriétés difèrent aussi en fonction de la bande énergétique d’observation. Donc, afin de vérifier la stabilité du moèle unifié, il est nécessaire de le tester sur de multiples échelles de longueur d’onde afin d’en déduire de fortes contraintes morphologiques.

When probing the inner structures of unresolved astrophysical sources, spectropolarimetry has proven to be a solid tool, both independent and complementary to spectral and timing analyses. In this thesis, I theoretically explore the polarization of Active Galactic Nuclei (AGN), which are powered by accretion onto supermassive black holes and often reveal significant mass outflows. Their emission is strongly anisotropic and the standard model of AGN postulates that the anisotropy is caused by a confinement of the radiation in the funnel of an obscuring body of circumnuclear dust; the radiation is thus forced to escape along the funnel where it photo-ionizes conically shaped outflows. The asymmetrical configuration explains an observational dichotomy where AGN properties are characterized according to the observer’s line-of-sight. However, AGN observations differ significantly from one waveband to another and the broadband validity of the unified model has to be tested by a method that gives strong constraints on the AGN morphology. In this thesis, I subsequently investigate how morphological and composition constraints on the different substructures in thermal, radio-quiet Active Galactic Nuclei can be deduced from optical, UV and X-ray polarization properties.