Benjamin Pottie December 2023

Meet Benjamin Pottie!

le français suivit

The focus of my research is on studying obscuration in active galactic nuclei (AGNs).  Obscuration of AGN offers a window into the AGN environment, allowing us to better understand what occupies these inner regions.  Transient obscuration events generally result in X-ray eclipsing of the AGN.  One such AGN, known as NGC 6814, had nearly the entirety of an eclipsing event observed by XMM-Newton in 2016, which is a rarity.  This event, which had a similar light curve shape to that seen with exoplanet transits of a star, seemingly pointed towards the eclipsing object being a simple homogeneous cloud (Gallo et al., 2021).  My work analyzed this further by applying colour-colour grids to the source.  By using colours, we get to understand the behaviour of data in different energy bands, as colours are defined as count rates in one energy band divided by count rates in another energy band.  These grids are constructed by varying two different parameters within a given model.  Comparing data from the 2016 eclipse to a colour-colour grid, we were then able to study properties of the eclipsing absorber.  This revealed a more complex scenario than was initially thought, with significant variations in both the fraction of the source being covered by the absorber (covering fraction) and the amount of absorber material along the line-of-sight (column density).  My research showed that these changes could not be described by a simple homogenous cloud and that a more complex geometry is required to explain the variations seen.  As the uniqueness of NGC 6814 continues to be studied, further plans for my research are applying these grids to other eclipsed or obscured sources.

This plot shows the colour-colour grid created for NGC 6814. The soft colour (x-axis) is taken as the counts in the 0.3-1 keV band over those in the 1-4 keV band, while the hard colour (y-axis) is taken as the counts in the 1-4 keV band over those in the 4-10 keV band. Tracks on the grid indicate changes in two parameters of the eclipsing absorber: column density (amount of absorber material along the line-of-sight) and covering fraction (fraction of source being covered by the absorber). Smoothed data from the 2016 observation of the NGC 6814 eclipse by the XMM-Newton observatory is compared to the tracks on the grid. This shows data from the high-state (pre-eclipse), ingress (starting to be eclipsed), low-state (during the eclipse), and egress (going towards the non-eclipsed phase) phases of NGC 6814 during this eclipsing event.

 

L’objectif de mes recherches est l’étude de l’obscuration dans les noyaux galactiques actifs (AGN). L’obscuration de l’AGN offre une fenêtre sur son environnement, nous permettant de mieux comprendre ce qui occupe ses régions internes. Les événements d’obscuration transitoires entraînent généralement une éclipse de l’AGN dans les rayons X. L’un de ces AGN, connu sous le nom de NGC 6814, présentait la quasi-totalité d’un événement d’éclipse observé par XMM-Newton en 2016, ce qui est une rareté. Cet événement, qui avait une forme de courbe de lumière similaire à celle observée lors des transits d’exoplanètes autour d’une étoile, indiquait apparemment que l’objet éclipsant était un simple nuage homogène (Gallo et al., 2021). Mon travail a analysé cela plus en détail en appliquant des grilles couleur-couleur à la source. En utilisant les couleurs, nous arrivons à comprendre le comportement des données dans différentes bandes d’énergie, car les couleurs sont définies comme les taux de comptage dans une bande d’énergie divisés par les taux de comptage dans une autre bande d’énergie. Ces grilles sont construites en faisant varier deux paramètres différents au sein d’un modèle donné. En comparant les données de l’éclipse de 2016 à une grille couleur-couleur, nous avons ensuite pu étudier les propriétés de l’absorbeur éclipsant. Cela a révélé un scénario plus complexe qu’on ne le pensait initialement, avec des variations significatives à la fois dans la fraction de la source couverte par l’absorbeur (fraction de couverture) et dans la quantité de particules absorbantes le long de la ligne de visée (densité de colonne). Mes recherches ont montré que ces changements ne pouvaient être décrits par un simple nuage homogène et qu’une géométrie plus complexe était nécessaire pour expliquer les variations observées. Alors que le caractère unique de NGC 6814 continue d’être étudié, d’autres projets de recherche visent à appliquer ces grilles à d’autres sources éclipsées ou obscurcies.

Ce tracé montre la grille couleur-couleur créée pour NGC 6814. La couleur douce (en abscisse) représente le nombre de comptages dans la bande 0,3-1 keV par rapport à ceux de la bande 1-4 keV, tandis que la couleur dure (en ordonnée) représente les comptages dans la bande 1-4 keV par rapport à ceux dans la bande 4-10 keV. Les lignes sur la grille indiquent les changements dans deux paramètres de l’absorbeur : la densité de colonne (quantité de particules absorbantes le long de la ligne de visée) et la fraction de couverture (fraction de la source couverte par l’absorbeur). Les données lissées de l’observation de l’éclipse de NGC 6814 en 2016 par XMM-Newton sont comparées aux lignes sur la grille. Ceci montre les données des phases d’état haut (pré-éclipse), d’entrée (début d’éclipse), d’état bas (pendant l’éclipse) et de sortie (vers la phase non éclipsée) de NGC 6814 pendant cet événement d’éclipse.

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