Spectroscopic studies on AGNs and High angular resolution in the NIR: The construction of an imaging beam combiner for the LBT

Tremou, Evangelia (2011). Spectroscopic studies on AGNs and High angular resolution in the NIR: The construction of an imaging beam combiner for the LBT. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Spectroscopic studies on AGNs and High angular resolution in the NIR: The construction of an imaging beam combiner for the LBT. (deposited 31 May 2011 11:16) [Currently Displayed]

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Abstract

The current thesis is divided into two projects. The first part deals with studies on active galaxies hosting an Active Galactic Nucleus (AGN). Specifically, an optical spectroscopic study of a nearby (z < 0.06) volume - limited sample of Low - Luminosity Quasi - Stellar Objects (LLQSOs) has been carried out. The sample has been drawn from the Hamburg/ESO QSO survey (HES), which has a well-defined flux limit of B_j < 17.3. The aim of the present project is to characterize the excitation degree of the sample, distinguish between possible star forming and Seyfert activity and to investigate the spectral characteristics of the sample. The spectroscopic data were analyzed and emission lines were fitted using a routine, which employs Levenberg - Marquardt least square minimization. The same analysis was also applied for some additional archival data from the 6 Degree Field Galaxy Survey (6dFGS). The objects of the LLQSOs sample are classified according to the classical optical diagnostic diagrams, based on optical emission lines close in wavelength, avoiding almost any impact of reddening. The diagrams provide a diagnosis of the ionizing source within a galaxy, hence activity between Hii, LINERs (Low Ionization Nuclear Emission-line Region), and Seyfert galaxies can be clearly distinguished. The classification of all members of the LLQSOs sample is shown in chapter 3. The broadness of the emission lines, cases with double components and the electron density are also analyzed. The comparison of the diagnostic diagrams between the two data sets (HES and 6DFGS) results in different classifications of most of the sources. This is due to the different spectroscopic techniques applied in the two data sets during the observations, and is sketched in chapter 4. Several galaxies at a variety of cosmological distances, with elliptical and circular morphologies, were simulated. In these simulations, different instruments (different spectroscopic techniques, i.e. slit, fiber) were applied to the galaxies, in order to study the instrumental effect (aperture effect). The impact of the aperture effect in local and high redshift universe is discussed in detail. The second project of the thesis focuses on the construction of an image beam combiner for the Large Binocular Telescope (LBT). The LINC - NIRVANA instrument will be operating in the near - infrared (1 - 2.4 μm) and will provide a high angular resolution (~9 mas at 1.25 μm) over a wide field of view (~100 arcsec at 1.25 μm). A fundamental component of the instrument, the Fringe and Flexure Tracking System (FFTS) is responsible to ensure a complete and time-stable wavefront correction at the position of the science detector. This will allow for long integration times at interferometric angular resolutions. A historical overview and our current achievements are also discussed in chapter 5. Laboratory tests of specific parts of the FFTS are presented in chapter 6. Especially, the subparts of the Detector Positioning Unit (DPU), which has to be moved with respect to an altitude - azimuth mounting under vacuum conditions, are characterized. The tilting of the instrument as a function of elevation results in a flexure of the system that has to be corrected by an algorithm.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

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UNSPECIFIED	English

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Abstract

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Die vorliegende Arbeit unterteilt sich in zwei Bereiche. Der erste Teil beschαeftigt sich mit Galaxien, die einen Aktiven Galaktischen Nukleus (AGN) besitzen. Hierzu wird eine volumenlimitierte Stichprobe von optische selektierten Low-Luminosity Quasi-Stellar Objects (LLQSOs) benutzt. Diese basiert auf dem Hamburg/ESO QSO Survey (HES) und besitzt eine wohldefinierte Flussbegrenzung von B_j < 17.3. Ziel ist es, die Anregungsbedingungen der Linienstrahlung und die relative Bedeutung von Sternentstehungs- und Seyfert-Aktivitaet fuer diese Stichprobe zu untersuchen. Die Analyse der spektroskopischen Daten fokussiert sich dabei auf die Anpassung von Emissionslinien mittels Levenberg - Marquardt Minimierung der kleinsten Quadrate. Zusaetzlich wurden Archivdaten des 6 Degree Field Galaxy Survey (6dFGS) fuer einen Teil der Quellen der Stichprobe untersucht. Die LLQSOs werden entsprechend der klassischen optischen Diagnostik klassifiziert, die auf Flussverhaeltnissen von benachbarten Emissionlinien beruht. Dies minimiert den Einfluss von Roetung auf die Bestimmung der Linienfluesse. Diese Diagnostik erlaubt eine Unterscheidung von Hii, LINERs (Low Ionization Nuclear Emission-line Region), and Seyfert Galaxien, d.h. der dominierenden Quellen der ionisierenden Strahlung. Die Ergebnisse fuer die vorliegende Stichprobe werden in Kap. 3 praesentiert. Fuer den Grossteil der Stichprobe, fuer den sowohl HES als auch 6DFGS Daten vorliegen, ergibt die Analyse eine unterschiedlich Klassifikation. Dies liegt in den unterschiedlichen Beobachtungstechniken begruendet und wird im Kap. 4 untersucht. Hierzu wurden Galaxien unterschiedlicher (elliptischer und zirkulärer) Morphologie und bei verschiedenen kosmoligischen Abstaenden als Funktion der instrumentellen Apertur, d.h. Schlitz- vs. Fiberspektrograph, simuliert. Der Einfluss der Apertur auf die Beobachtung im nahen und hochrotverschobenen Universum wird im Detail diskutiert. Der zweite Teil der Arbeit handelt von der Konstruktion von LINC-NIRVANA, der abbildenden Strahlvereiniger Kamera fuer das Large Binocular Telescope (LBT). Das Instrument arbeitet im Nahinfraroten (von 1.0-2.4μm) und liefert hohe r\"aumliche Aufl\"osung (~9 mas at 1.25 μm) ueber ein grosses Gesichtsfeld (~100 arcsec at 1.25 μm). Eine wichtige Komponente des Instruments ist das Fringe and Flexure Tracking System (FFTS), das eine phasenkohaerente Strahlvereinigung (d.h. bei interferometrischer Winkelaufloesung) ueber lange Integrationszeiten an der Position des wissenschaftlichen Detektors ermoeglicht. In Kap. 6 werden Labortests von spezifischen Komponenten des FFTS praesentiert. Im Speziellen wird die Detektorpositionierungseinheit (Detector Positioning Unit kurz DPU) charakterisiert. Diese bewegt sich unter Vakuumbedingungen in der Fokalebene des Instruments entsprechend der Alt-Azimuth Aufhaengung des Teleskops. Das Kippen des Instruments als Funktion der Elevation bedingt Verspannungen innerhalb des Systems, die bei der Bewegung des FFTS Detektors in der Fokalebene beruecksichtigt werden muessen.

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