Temporal Structure of AGN Light Curves

In der vorliegenden Arbeit wurden die physikalische Eigenschaften
aktiver galaktischer Kerne untersucht. Aktive galaktische Kerne
(AGN) sind durch ihr breitbandiges Spektrum und schnelle, gewaltige
Leuchtkraftvariationen charakterisiert. Beobachtungen und Analyse
beider Eigenschaften koennen dazu beitragen, die zentralen
Energiequelle besser zu verstehen. Als erster Schritt wurden die
Roentgenbeobachtungen der Seyfert-Galaxie PKS 0558-504 betrachtet,
um die Variationen des Flusses und des Spektrums zu erforschen. Mit
Hilfe des spektralen zwei-Komponenten-Modells findet man, dass die
Variabilitaet meistens von der niederenergetischen Komponente
hervorgerufen wird, waehrend die andere Komponente relativ stabil
bleibt. Die Luminositaet aendert sich staendig waehrend der
gesamten Beobachtungszeit, und mit Hilfe des spektralen Modells
wurde eine Korrelation zwischen dem Fluss und den physikalischen
Parametern (optische Tiefe und/oder Temperatur) der Emissionsregion
gefunden. Diese Korrelation weist auf einem Zusammenhang zwischen
der Emissionsquelle (die die Luminositaet reguliert) und den
physikalischen Bedingungen innerhalb des Streumediums (das das
Roentgenspektrum bestimmt) hin. MGC-6-30-15 ist eine andere
prominente Seyfert 1 Galaxie, die starke Variabilitaet im
Roentgenbereich auf vielen Zeitskalen zeigt. Gleichzeitige
Beobachtungen dieses Objekts im Roentgen- und Ultaviolettband
wurden dazu benutzt, Korrelation der Variabilitaet zu bestimmen. Es
wurde gefunden, dass die UV-Strahlung mit kleineren Amplituden und
laengeren Zeitskalen als die Roentgenstrahlung variiert. Die beiden
Lichkurven sind stark korreliert, wobei die Roentgen- nach der
UV-Strahlung den Beobachter erreicht. Diese Korrelation wird
wahrscheinlich bei der Akkretion der Materie dadurch hervorgerufen,
dass Fluktuationen in der aeusseren Akkretionsscheibe entstehen und
sich dann auf das Zentralenobjekt zubewegen, so dass sie erst die
optische und UV-Emission der Scheibe modulieren, und erst spaeter
das Roentgenlicht, das sehr nahe dem Zentrum entsteht. Diese und
andere Beobachtungen sind ein starker Beweis fuer dieses Modell der
propagierenden Fluktuationen, und ein wichtiger Grund fuer die
weitere detaillierte Untersuchung dieses Typs von Modellen, die die
Emissionsvariabilitaet der AGN erklaeren. Basierend auf der Arbeit
Lyubarskiis (1997) wurde ein phaenomenologisches Modell fuer die
AGN Variabilitaet entwickelt. In diesem Modell propagieren die
Akkretionsratefluktuationen einwaerts durch die Akkretionsscheibe
und modulieren die Emission der inneren Regionen. Das in dieser
Doktorarbeit verwendete Modell wurde nur fuer die Erklaerung der
Roentgenemission benutzt, da die Natur der Zusammenhaenge zwischen
der Akkretionsscheibe (optische/UV-Emission) und der Korona
(Roentengstrahlung) theoretisch noch nicht gut genug bekannt ist
und zusaetzliche freie Parameter braucht. Wir haben das Modell
verwendet um numerisch die Lichtkurven auszurechnen, die man dann
mit Beobachtungen vergleichen kann. Das Modell reproduziert viele
der Eigenschaften der Beobachtungen: lineare Abhaengigkeit der
Amplitude vom Fluss, log-normale Verteilung der Fluesse,
Potenzgesetz des Leistungsspektrums (PSD) mit einem cut-off bei
hohen Frequenzen. Die Korrelationen zwischen verschiedenen
spektralen Roentgenbaeandern konnten auch reproduziert werden. Das
Modell bestaetigt dass, wenn die harte Strahlung mehr im
Zentralbereich der Scheibe konzentriert ist als die weiche, sie
auch mehr Leistung bei hohen Fourierfrequenzen zeigt und auch
spaeter beim Beobachter ankommt, verglichen mit der weichen
Roentgenstrahlung, wie beobachtet. Das Modell kann auch
Eigenschaften der Kreuzkorrelationen erklaeren, wie z.B.
Kohaerenzen. Weil diese Analysen jedoch eine hoehere Qualitaet der
Daten verlangen als fuer AGN normalerweise verfuegbar sind, haben
wir das Modell auch auf einen Kandidaten fuer ein galaktisches
schwarzes Loch, Cyg X-1, angewandt, von dem man bessere
Beobachtungsdaten hat. Das Modell propagierender
Akkretionsratefluktuationen kann die Variabilitaetseigenschaften
der Roentgenlichtkurven dieser Systeme in einem oder mehreren
Energiebaendern gut reproduzieren. Die bessere Qualitaet der
Beobachtungsdaten dieser Systeme kann die Modellparameter besser
einschraenken und bietet dadurch eine komplementaere Methode fuer
die Untersuchung der Akkretionsprozesse.