Applications of gravitational lensing revealing the structure of quasars

Abstract

Desde su confirmacion observacional, el efecto lente gravitatoria - la desvia- ´ cion de la luz por la materia - se ha convertido en una herramienta astrof ´ ısica ´ que se puede usar para estudiar las propiedades fısicas y los entornos de las ´ galaxias lente y revelar la estructura de los cuasares sometidos a este efecto. ´ Esta tesis combina resultados teoricos y observacionales de una muestra de ´ cuasares en sistemas lente para estudiar la estructura de la regi ´ on de l ´ ıneas an- ´ chas (BLR), el tamano del disco de acreci ˜ on y la masa del agujero negro super- ´ masivo central (SMBH). Comenzamos con una introduccion general y una de- ´ scripcion te ´ orica de los conceptos b ´ asicos del efecto lente gravitatoria (Cap ´ ıtulo ´ 1). A continuacion se presentan la motivaci ´ on y los objetivos de la tesis (Cap ´ ıtulo ´ 2). En el tercer capıtulo se proporciona un resumen de las observaciones, la re- ´ duccion de datos y la base de datos de lentes. En este cap ´ ıtulo tambi ´ en se ´ describen las herramientas y los metodos de an ´ alisis utilizados en la tesis. Con- ´ tinuamos con el estudio de las variaciones inducidas por el efecto microlente en las curvas de luz del sistema lente de gran tamano SDSS J1004+4112 y del sis- ˜ tema lente con forma de cruz HE 0435-1223 para inferir el tamano de sus discos ˜ de acrecion (Secci ´ on 4.1). La principal conclusi ´ on es que los discos de acreci ´ on´ son mas grandes de lo esperado segun el modelo de disco est ´ andar de Shakura- ´ Sunyaev. En la Seccion 4.2 analizamos el impacto de la variabilidad intr ´ ınseca y ´ del efecto microlente en los objetos de nuestra base de datos espectroscopicos, ´ concluyendo que existen dos regiones diferentes en la BLR, una que es insensible a microlensing (de tamano˜ ≥ 50 dıas de luz y cinem ´ atica no confinada a un ´ plano) y otra (de un tamano de unos pocos d ˜ ıas de luz, comparable al disco de ´ acrecion) que aparece solo cuando se amplifica por el efecto microlente. Las ´ fuertes amplificaciones debidas a microlensing de algunas caracterısticas es- ´ pectrales indican que podrıan tener su origen en las partes internas del disco ´ de acrecion. Este puede ser el caso de Fe III UV ’blend’, una caracter ´ ıstica que ´ encontramos sistematicamente desplazada al rojo. Bajo la hip ´ otesis de un de- ´ splazamiento al rojo gravitatorio, esta caracterıstica se podr ´ ıa utilizar para es- ´ timar, de una manera independiente de la geometrıa del sistema, la masa del ´ SMBH central. Finalmente, en el Capıtulo 5 resumimos las principales conclu- ´ siones de la tesis y presentamos el trabajo en progreso y las perspectivas de futuro. Esta tesis se llevo a cabo en el Instituto de Astrof ´ ısica de Canarias (IAC) bajo la ´ supervision de Evencio Mediavilla de Octubre 2015 a Junio 2018 y fue financiada ´ a traves de una beca de La Caixa. La tesis incluye cinco art ´ ıculos cient ´ ıficos ´ publicados (2)/aceptados (1) en o enviados (1) al Astrophysical Journal.