Polarisation of X-ray emission from accretion discs in active galactic nuclei

Abstract

Diplomová práce se zabývá teoretickým modelováním emise z akrečních disků ak- tivních galaktických jader v rentgenovém spektru. Rozebírají se spektrální a polarizační vlastnosti lokálně odraženého záření z disku shora ozařovaného horkou korónou, ale také globální pohled z nekonečna na tzv. radiově tichý, nezakrytý systém. Modelování to- hoto typu může sloužit k observačnímu fitování spinu centrální supermasivní černé díry, k omezení parametrů akrečního disku či koróny nebo k určení inklinace pozorovatele u reálných objektů. Pro lokální výpočty přenosu záření byl použit Monte Carlo kód STOKES [Goosmann a Gaskell, 2007, Marin a kol., 2012, 2015, Marin, 2018]. Tyto výsledky jsou porovnávány s jinými pokusy nalezenými v literatuře a s analytickými aproximacemi. Lokální reflexe je diskutována zejména s ohledem na polarizaci, která je tímto prvně spočtena pro dané typy objektů s vysokou přesností. Integrace přes akreční disk a superpozice odrazu s primárním zdrojem v tzv. lamp-post nebo rozlehlém ko- ronálním modelu je provedena na základě již existující rutiny KYNLPCR [Dovčiak a kol., 2004, 2011], přičemž se započítávají všechny obecně relativistické efekty na fotony v blízkosti centrální supermasivní černé díry. Tyto spektrální a polarizační výpočty využívající předchozí lokální výsledky jsou znovu porovnávány...

The presented thesis deals with theoretical modeling of the X-ray emission from active galactic nuclei. It studies spectral and polarisation properties of local radiation reflected from the surrounding accretion disc, which is being illuminated by a hot corona above, as well as global observational perspectives at infinity for unobscured radio-quiet sources. Modeling of this kind could then serve for observational fitting of spin of the central supermassive black hole, constraining the accretion disc's or coronal properties, or de- termining observer's inclination towards the systems. A radiative transfer Monte Carlo simulation code STOKES [Goosmann and Gaskell, 2007, Marin et al., 2012, 2015, Marin, 2018] is used for local computations. Its performance is compared to results of other attempts already existing in literature and analytical approximations. The local scheme is discussed mostly in terms of emergent polarisation that has been for the first time simulated for these types of objects with high accuracy. Integration over the accretion disc and superposition with the primary radiation in the so-called lamp-post or extended coronal model, including all general relativistic effects in the vicinity of the central super- massive black hole, is then performed on the basis of already existing routine...