Spectroscopic and interferometric study of NGC 1068's active nucleus in the near-infrared
Étude spectroscopique et interférométrique du noyau actif de NGC 1068 dans l'infrarouge proche
Résumé
I present a study of the active nucleus of NGC 1068, archetype of Seyfert 2 galaxies. Using SPHERE and GRAVITY, two near infrared-high angular resolution instruments from the Very Large Telescope, I draw a multi-scale picture of the object.The first part -built around a SPHERE spectroscopic observation- is focused on the study of large-scale structures formed by the stellar populations and the ionized gaz region. The study of the continuum emission reveals a uniform presence of hot stars in the region, as well as a central stellar cluster whose age is estimated from a stellar population evolutionnary model. The dynamics of the ionised gaz is also observed through many emission lines, whose Doppler shift highlights a bipolar wind.The second part -based on a GRAVITY interferometric observation- is dedicated to the study of the inner edge of the torus, where hot dust heated by the central radiation is close to sublimation. I use several methods to interpret and reproduce the observables: geometrical models, image reconstructions, and a physical three dimensional simulation.The most advanced method, which uses the simulation code MontAGN to simulate the radiative transfer and the infrared emission of disk heated by a central source, is able to reproduce correctly all the observables. It provides among other an estimation of the sublimation radius of the structure, its width, its density, its three dimension orientation, its density and the foreground extinction.The orientation of the structure, which is not observed edge-on and does not obscure the central source, is surprising, in regard to both the well-known obscured nature of the nucleus and the direct measurement of the orientation of structures similar scale. This result may be explained by the presence of warped disk or a system of intricated rings with different observations.
Je présente dans cette thèse une étude du noyau actif de NGC 1068, standard du type Seyfert 2. En utilisant SPHERE et GRAVITY, deux instruments du Very Large Telescope permettant d'atteindre une haute résolution angulaire dans l'infrarouge proche, je dresse un portrait multi-échelles de l'objet. La première partie, construite autour d'une observation spectroscopique SPHERE, se focalise sur l'étude des structures à grande échelle formées par les populations stellaires et la région de gaz ionisé. L'étude du continuum d'émission révèle une présence uniforme d'étoiles chaudes dans toute la région ainsi qu'un jeune amas stellaire central dont l'âge est estimé par une comparaison avec un modèle d'évolution de population stellaire. La dynamique de la région de gaz ionisé est également mesurée au travers de nombreuses raies d'émission, dont le comportement Doppler montre un vent bipolaire.La seconde partie, basée sur une observation interférométrique GRAVITY, est dédiée à l'étude de la région la plus interne du tore, où la poussière chauffée par le rayonnement central est à sa limite de sublimation. J'utilise différentes méthodes de complexité croissante pour interpréter les observables interférométriques : des modèles géométriques, des reconstructions d'image, et une modélisation physique en trois dimensions. Le modèle le plus abouti, qui utilise le code de simulation MontAGN pour simuler le transfert radiatif et l'émission infrarouge d'un disque de poussière chauffé par une source centrale, est capable de reproduire convenablement l'ensemble des observables. Il permet entre autres d'obtenir une estimation du rayon interne de la structure, de son épaisseur, de son orientation dans l'espace, de sa densité de poussière, et de l'extinction d'avant-plan.L'orientation de la structure, qui laisse dégagée la ligne de visée vers la source centrale, est surprenante tant au regard de la nature obscurcie du noyau de NGC 1068 que des mesures directes d'orientation des disques aux échelles spatiales juste supérieures. Ce résultat pourrait s'expliquer par la présence d'un disque déformé ou d'un système d'anneaux intriqués possédant des orientations différentes.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|