Date of Award

11-2023

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Space Science (MSSS)

Department

Physics

First Advisor

Dr. Mohammad Abdul Latif

Abstract

Massive black holes of a few million to billion solar masses lurk at the centers of the most present-day massive galaxies but their origin is still unknown. The low mass galaxies (M* ~ 3x109 Mʘ) hosting black holes with masses ranging from 103 to 105 Mʘ are ideal laboratories to test the models of black hole formation and they may help in understanding the co-evolution of central black holes with their host galaxies. In this thesis, we have developed a detailed theoretical model/framework to estimate the radio emission from low-mass active galactic nuclei (AGN). We also compute the contribution of radio emission from HII regions and supernova remnants in the host galaxy. Our estimated radio fluxes for AGN of 105 -107 Mʘ range from 0.6-2000 nJy at redshift 10 assuming the Eddington limited accretion. The most recent observations by the James Webb Space Telescope (JWST) have unveiled the presence of low-mass AGN at high redshift. We predict that these newly observed sources can be detected in radio with upcoming radio telescopes such as the next-generation Very Large Array (ngVLA) and the Square Kilometer Array (SKA) for integration times of 1-100 hours. These observations will unambiguously confirm the existence of AGN.

Arabic Abstract


انبعاث الراديو من نوى المجرة النشطة منخفضة الكتلة

تكمن الثقوب السوداء الضخمة التي تتراوح كتلتها بين بضعة ملايين إلى مليار كتلة شمسية في مراكز المجرات الأكثر ضخامة في الوقت الحاضر، لكن أصلها لا يزال غير معروف. المجرات منخفضة الكتلة (M* ~ 3x109 Mʘ) التي تستضيف ثقوباً سوداء تتراوح كتلتها من 103إلى 105 Mʘ هي مختبرات مثالية لاختبار نماذج تكوين الثقب الأسود وقد تساعد في فهم التطور المشترك للثقوب السوداء المركزية مع مضيفها. المجرات. في هذه الأطروحة، قمنا بتطوير نموذج/إطار نظري مفصل لتقدير الانبعاثات الراديوية من نوى المجرة النشطة منخفضة الكتلة (AGN). نقوم أيضاً بحساب مساهمة الانبعاثات الراديوية من مناطق HII وبقايا المستعرات الأعظم في المجرة المضيفة. تتراوح تدفقاتنا الراديوية المقدرة لـAGN البالغة 105 -107 Mʘ من 0.6 إلى 2000 nJy عند الانزياح الأحمر 10 بافتراض تراكم Eddington المحدود. كشفت أحدث عمليات الرصد التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن وجود نوى نشطة منخفضة الكتلة عند انزياح أحمر مرتفع. نتوقع أنه يمكن اكتشاف هذه المصادر المرصودة حديثا في الراديو باستخدام التلسكوبات الراديوية القادمة مثل الجيل التالي من المصفوفة الكبيرة جداً (ngVLA) ومصفوفة الكيلومترالمربع (SKA) لأوقات تكامل تتراوح من ‎١‏ إلى 100 ساعة. ستؤكد هذه الملاحظات بشكل لا لبس فيه وجود AGN.

Download

Included in

Physics Commons

COinS