Article Dans Une Revue Astronomy & Astrophysics - A&A Année : 2024

The size-luminosity relation of local active galactic nuclei from interferometric observations of the broad-line region

A. Amorim
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G. Bourdarot
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W. Brandner
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Y. Cao
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Y. Clénet
R. Davies
P. de Zeeuw
J. Dexter
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A. Drescher
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A. Eckart
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F. Eisenhauer
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M. Fabricius
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H. Feuchtgruber
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N. Förster Schreiber
P. Garcia
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R. Genzel
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S. Gillessen
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A. Sternberg
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C. Straubmeier
E. Sturm
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L. Tacconi
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K. Tristram
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F. Widmann
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J. Woillez

Résumé

By using the GRAVITY instrument with the near-infrared (NIR) Very Large Telescope Interferometer (VLTI), the structure of the broad (emission-)line region (BLR) in active galactic nuclei (AGNs) can be spatially resolved, allowing the central black hole (BH) mass to be determined. This work reports new NIR VLTI/GRAVITY interferometric spectra for four type 1 AGNs (Mrk 509, PDS 456, Mrk 1239, and IC 4329A) with resolved broad-line emission. Dynamical modelling of interferometric data constrains the BLR radius and central BH mass measurements for our targets and reveals outflow-dominated BLRs for Mrk 509 and PDS 456. We present an updated radius-luminosity (R-L) relation independent of that derived with reverberation mapping (RM) measurements using all the GRAVITY-observed AGNs. We find our R-L relation to be largely consistent with that derived from RM measurements except at high luminosity, where BLR radii seem to be smaller than predicted. This is consistent with RM-based claims that high Eddington ratio AGNs show consistently smaller BLR sizes. The BH masses of our targets are also consistent with the standard M BH - σ * relation. Model-independent photocentre fitting shows spatial offsets between the hot dust continuum and the BLR photocentres (ranging from ∼17 μas to 140 μas) that are generally perpendicular to the alignment of the red- and blueshifted BLR photocentres. These offsets are found to be related to the AGN luminosity and could be caused by asymmetric K -band emission of the hot dust, shifting the dust photocentre. We discuss various possible scenarios that can explain this phenomenon.

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A. Amorim, G. Bourdarot, W. Brandner, Y. Cao, Y. Clénet, et al.. The size-luminosity relation of local active galactic nuclei from interferometric observations of the broad-line region. Astronomy & Astrophysics - A&A, 2024, 684, pp.A167. ⟨10.1051/0004-6361/202348167⟩. ⟨hal-04800777⟩
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