Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

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Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby etienne bertrand » Sat Mar 18, 2017 10:46 am

2 superbes nuits dont j'ai bien profité. Ciel superbe, pratiquement aucun nuage. Même si la lune était présente sa phase était quand même bien à notre avantage. Le Quasar twin est un objet vraiment difficile, mon spectre est plein de bruit, j'ai quand même posé 4h30 sur l'animal !!

Savez vous quelle est cette raie d'absorption sur le spectre de Mrk231 ? Si c'est celle du Na elle ne tombe là ou l'on l'attend. Curieux...

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Mrk 231 : Seyfert 1 Galaxy :
Ha est mesurée à 6837A (Ha repos = 6562.8A)
z = 0.04178

Calcul de la vitesse de récession relativiste :
Vr = c x [((z+1)^2 - 1) / ((z+1)^2 + 1)]
Vr = 12 263.12 km/s
d = 175Mpc = 570.5 millions d'années-lumières
La vitesse héliocentrique 24/02/2017 = -4.351 km/s donc la vitesse de récession de Mrk 231 est de 12 258 km/s

La vitesse de rotation du disque d'accrétion autour du trou noir peut se mesurer avec la largeur de la raie Ha à mi-hauteur (FWHM) en émission. Ha a une largeur de 54A
V = (Delta lambda / lambda) x c
V = (54 / 6562.8) x 299792.458
V = 2467 km/s
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Quasar Twin :
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QSO 1247+267 a une vitesse relativiste de récession de :
Vr = c x [((z+1)^2 - 1) / ((z+1)^2 + 1)]
Vr = 212 108.2 km/s [+/- 50km/s]

Le temps de regard en arrière est de 9.2 millards d'années (voyage de la lumière pour nous parvenir) et l'Univers était agé de 4.5 millards d'années. Avec l'expansion de l'univers cette distance (distance comobile) est maintenant réellement de 13.94 milliards d'années lumières.

Le facteur d'echelle est de :
a(t) = 1 / (1 +z)
a(t) = 1 / (1 + 1.4162)
a(t) = 0.4138

Ce qui veut dire qu'à l'époque ou les photons sont partis l'Univers était plus petit de ~58.6 % ! Maintenant le rayon est plus grand de 1/a(t) = 141.6 %

On peut aussi calculer la température de l'Univers à l'époque ou les photons sont partis grâce au redshift ;
​T(t0) / T(t1) = (1+z0) / (1+z1)
T(t1) = 6.58K
La température de l'Univers était de 6.58K (plus ~2.41 fois la température actuelle).

La vitesse de rotation du disque d'accrétion autour du trou noir peut se mesurer avec la largeur des raies en émission à mi-hauteur (FWHM).
CIII] a une largeur de 56A et MgII à une largeur de 90A
Avec la formule V = (Delta lambda / lambda) x c
On trouve des vitesses de 8794km/s et 9643kms, d'ou une moyenne de 9218.5km/s
La vitesse de rotation du disque d'accrétion dans ce Quasar est de 9218.5 km/s.
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M100 : Active Galaxy Nucleus :
v = 9.35
Ha = 6600A : Ha repos = 6562.8A : z = 0.0056683
[NII] = 6618.5A : [NII] repos = 6584A : z = 0.00523991
moyenne z = 0.0054541
c.z = 1635.1 km/s
d = 23.35Mpc = 76.12 millions d'années-lumières
La vitesse héliocentrique 16/03/2017 = 2.232 km/s donc la vitesse de récession de M100 est de 1637.3 km/s

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QSO J1701+6412 :
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QSO 1247+267 a une vitesse relativiste de récession de :
Vr = c x [((z+1)^2 - 1) / ((z+1)^2 + 1)]
Vr = 259 636.75 km/s [+/- 50km/s]

Le temps de regard en arrière est de 11.31 milliards d'années (voyage de la lumière pour nous parvenir) et l'Univers était âgé de 2.4 milliards d'années. Avec l'expansion de l'univers cette distance (distance comobile) est maintenant réellement de 20.23 milliards d'années lumières.

Le facteur d'échelle est de :
a(t) = 1 / (1 +z)
a(t) = 1 / (1 + 2.7325)
a(t) = 0.268

Ce qui veut dire qu'à l'époque ou les photons sont partis l'Univers était plus petit de ~73.2 % ! Maintenant le rayon est plus grand de 1/a(t) = 273.13 %

On peut aussi calculer la température de l'Univers à l'époque ou les photons sont partis grâce au redshift ;
​T(t0) / T(t1) = (1+z0) / (1+z1)
T(t1) = 10.17K
La température de l'Univers était de 10.17 K (plus ~3.73 fois la température actuelle).

La vitesse de rotation du disque d'accrétion autour du trou noir peut se mesurer avec la largeur de la raie Lyman-a à mi-hauteur (FWHM) en émission. Lyman-a a une largeur de 142A
V = (Delta lambda / lambda) x c
V = (54 / 6562.8) x 299792.458
V = 35 132 km/s
De même Si IV et C IV ont des largeurs de ~95A et ~87A ce qui fait des vitesses de 20 343 km/s et 16 838 km/s.
En moyennant ces largeurs des raies, on trouve une vitesse de rotation du disque d'accrétion de 24 104 km/s.
Last edited by etienne bertrand on Wed Mar 22, 2017 11:11 am, edited 1 time in total.
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby Robin Leadbeater » Sat Mar 18, 2017 9:21 pm

Hello Etienne,

etienne bertrand wrote:Savez vous quelle est cette raie d'absorption sur le spectre de Mrk231 ? Si c'est celle du Na elle ne tombe là ou l'on l'attend. Curieux...


I found this reference which suggests it is blue shifted NaD absorption formed in a region of high velocity ~4500km/s outflowing material (The BALR) seen along our line of sight
https://arxiv.org/abs/1212.2401
see figures 3 and 4 at the end of the paper

Cheers
Robin
LHIRES III #29 ATIK314 ALPY 600/200 ATIK428 Star Analyser 100/200 C11 EQ6
http://www.threehillsobservatory.co.uk
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby JP Nougayrede » Sun Mar 19, 2017 1:18 pm

Très belles observations Etienne ! C'est toujours impressionnant d'attraper la raie Lyman-a je trouve.

Tu avais les deux quasar du twin sur la fente pendant l'acquisition ? Aucune possibilité de décomposer les deux sources pour prouver qu'elle sont au même z ? ça serait une observation très élégante.

Pour les vitesses de mouvements basés sur la FWHM il me semble que tu peux corriger la pour la largeur de raie due à l'instrument (sur une raie de la lampe de calibration à une longueur d'onde proche, mais qui ne soit pas un "blend"). La formule est FWHM corrigée = racine carré (FWHM² observée - FWHM² instrument)

Jean-Philippe
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby etienne bertrand » Mon Mar 20, 2017 9:37 am

Bonjour JP,

Le spectre du Quasar Twin fait vraiment pale figure face à un spectre que j'ai vu de lui... ou l'on voit les raies d'émission aussi bien que sur le spectre 3c273. Bon ça ne doit pas être fait avec un C8 aussi...
Sur mon spectre acquis, le 2ème spectre plus faible se devine et se voit, mais il ne tombait pas parfaitement tous les 2 sur la fente.

Pour le Fwhm merci de m'aider, ça m’intéresse, mais je n'y comprends pas grand chose. Comment t il faut faire pour corriger ça ?
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby JP Nougayrede » Mon Mar 20, 2017 1:51 pm

En fait il te faut soustraire la résolution de l'alpy de ta mesure de FWHM, avec la formule FWHM corrigée = racine carré de (FWHM² observée - FWHM² instrument). Voir sur le site de Christian Buil ;)
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby etienne bertrand » Mon Mar 20, 2017 5:57 pm

ok JP tu aurais le liens ou Christian explique la manip qui faut faire ?
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby JP Nougayrede » Tue Mar 21, 2017 7:55 am

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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby Stephane Neveu » Wed Mar 22, 2017 9:11 am

AH ben tu vois Etienne, JP te donne la meme formule pour la correction du FWHM.. t'as plus qu'à ..
Sans blague c'est formidable d'attraper la raie Lyman Alpha.. je suis admiratif.. 4h30 de pose.. chapeau, belle manip et belle analyse c'est super interessant.
Stephane Neveu
 
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby etienne bertrand » Wed Mar 22, 2017 11:08 am

Merci JP, Merci Stéphane,
Oui JP me donne la formule, mais à vrai dire je n'y comprends pas grand chose... :oops:
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Re: Mrk231, Quasar Twin, M100, QSO J1701+6412

Postby JP Nougayrede » Wed Mar 22, 2017 12:20 pm

Étienne, il faut juste prendre en compte que ton spectro est limité par sa résolution (plus petit détail dans une raie qu'il peut résoudre). Donc ton spectro introduit toujours une erreur qui élargit la raie observée ("instrumental broadening").

C'est facile de corriger ta mesure de rotation de disque d’accrétion, en corrigeant la FWHM mesurée par la FWHM instrumentale avec la formule donnée. Pour déterminer ta FWHM instrumentale, mesure sur tes images de la lampe de calibration ArNe la FWHM d'une raie proche de celle que tu mesure sur ton spectre (ou fait une moyenne de quelques raies de la lampe autour de celle d’intérêt).

Cette méthode et formule est utilisée par les pros pour mesurer des vitesses de rotations, voir ce papier :
http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 4.000.html
JP Nougayrede
 
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