Dr. Francisco Pozo Nuñez
Überblick über meine Forschung
Hallo, willkommen auf meiner Website! Meine Karriere als Astrophysiker begann 2014 mit dem Schwerpunkt, die physikalische Natur der Regionen um supermassive Schwarze Löcher in aktiven Galaxienkernen zu verstehen. Meine speziellen Interessengebiete umfassen Akkretionsscheiben, Breitlinienregionen und Staubverteilungen. Dabei nutze ich Beobachtungen, die von Röntgen- über UV-/optische bis hin zu Infrarotenergien reichen. Ich lade Sie ein, unten mehr über meine Arbeit zu erfahren.
Meine Forschung
Meine Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Umgebungen von Schwarzen Löchern in aktiven galaktischen Kernen und die Sternentstehung, mit dem Ziel, die Prozesse zu entschlüsseln, die die Entstehung und Entwicklung von Galaxien vorantreiben. Darüber hinaus ist ein erheblicher Teil meiner wissenschaftlichen Arbeit dem Entwerfen, Implementieren und Optimieren von Algorithmen zur Verarbeitung, Verwaltung und Analyse großer astronomischer Datensätze gewidmet. Ich habe diese Algorithmen auch in die Entwicklung automatisierter und robotergestützter Operationen für astronomische Instrumente integriert. Für detailliertere Einblicke in diese Projekte lesen Sie bitte weiter unten
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Sternentstehung und massereiche Sterne
(kommt bald)
Automatisierung und astronomische Instrumentierung
(kommt bald)
Publikationen
Eine vollständige Liste der Veröffentlichungen finden Sie hier .
Extracting the X-ray reverberation response functions from the AGN light curves using an autoencoder
January, 2025
Deesamutara, Sanhanat., Chainakun, Poemwai et al. incl. Pozo Nunez, F. Accepted for publication in ApJ.
We study the X-ray reverberation in active galactic nuclei (AGN) using the variational autoencoder (VAE), which is a machine-learning algorithm widely used for signal processing and feature reconstruction. While the X-ray reverberation signatures that contain the information of the accretion disk and the X-ray emitting corona are commonly analyzed in the Fourier domain, this work aims to extract the reverberation response functions directly from the AGN light curves.
October, 2024
Jaiswal, V. K., Prince, R et al. incl. Pozo Nunez, F. Submitted to Astronomy and Astrophysics.
The dynamical and geometric structures of the Broad Line Region (BLR), along with the origins of continuum time delays in active galaxies, remain topics of ongoing debate. In this study, we aim to reproduce the broadband spectrum, the Hβ line delay, and the continuum time delays available for the source NGC 5548. We employ the standard accretion disk model with the option of an inner hot flow, alongside the lamp-post model to account for disk irradiation and a BLR structure model based on radiation pressure acting on dust. This pilot study demonstrates that, with sufficient data coverage, it is possible to disentangle the time delays originating from the accretion disk and the BLR. This paves the way for effectively using inter-band continuum time delays in determining the Hubble constant.
June, 2024
S.Panda., Pozo Nunez, F., Banados, E., Heidt, J. Published in ApJ letters.
In this work, we demonstrate that an efficient alternative is to use a continuum size–luminosity relation, which can be obtained up to 150 times faster than BLR sizes using photometric reverberation mapping (PRM). We outline the method and its feasibility based on simulations and propose an observational strategy that can be carried out with meter-class telescopes. In particular, we focus on the ESO La Silla 2.2 m telescope as it is suitable for an efficient PRM campaign. These observations will provide the scaling factor between the accretion disk and the BLR size (for C IV-1350 Å), which is crucial for estimating the masses of black holes at higher redshifts (z ≳ 2–3).
February, 2024
Pozo Nunez, F., Czerny, B et al. Published in Research Notes of the AAS.
The Legacy Survey of Space and Time at the Vera C. Rubin Observatory is poised to observe thousands of quasars using the Deep Drilling Fields (DDF) across six broadband filters over a decade. Understanding quasar accretion disk (AD) time delays is pivotal for probing the physics of these distant objects. Pozo Nuñez et al. has recently demonstrated the feasibility of recovering AD time delays with accuracies ranging from 5% to 20%, depending on the quasar's redshift and time sampling intervals. Here we reassess the potential for measuring AD time delays under the current DDF observing cadence, which is placeholder until a final cadence is decided. We find that contrary to prior expectations, achieving reliable AD time delay measurements for quasars is significantly more challenging, if not unfeasible, due to the limitations imposed by the current observational strategies.
November, 2023
González-Buitrago, D., GarcÃa-DÃaz, Ma T., Pozo Nunez, F., and Guo, Hengxiao. Published in MNRAS.
We present the results of a continuum reverberation mapping study of the radio-quiet type 1 Seyfert galaxy IRAS 09149-6206. To our surprise, the strong increase in soft X-ray fluxes is delayed by about 15 d compared to the optical UV fluctuations, which challenges the prediction of the lamp-post model. Our analysis of the X-ray variability reveals the presence of a non-variable spectral component at 0.3-6.0 keV along with variable excess emission at 2.0-3.0 keV, which could be partly related to relativistic reflection in the inner region of the accretion disc.
July, 2023
Czerny, Bozena., Panda, Swayamtrupta., et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in Astronomy and Astrophysics.
We show that time delays for emission lines can be well measured from the main survey for the bright tail of the quasar distribution (about 15% of all sources) with an accuracy within 1σ error. For the DDF, the results for fainter quasars are also reliable when the entire ten years of data are used. There are also some prospects to measure the time delays for the faintest quasars at the lowest redshifts from the first two years of data, and possibly even from the first season.
June, 2023
Pozo Nunez, F. et al. Published in MNRAS.
Photometric reverberation mapping can detect the radial extent of the accretion disc (AD) in Active Galactic Nuclei by measuring the time delays between light curves observed in different continuum bands. Quantifying the constraints on the efficiency and accuracy of the delay measurements is important for recovering the AD size-luminosity relation, and potentially using quasars as standard candles.
June, 2023
Pozo Nunez, F. et al. Published in Astronomy and Astrophysics.
We present a probabilistic cross-correlation approach to estimate time delays in the context of reverberation mapping (RM) of active galactic nuclei (AGN). We reformulate the traditional interpolated cross-correlation method as a statistically principled model that delivers a posterior distribution for the delay.
February, 2023
Czerny, Bozena et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in Astrophysics and Space Science.
Most ways to employ quasars for cosmology now require an advanced understanding of their structure, step by step. We briefly review this progress, with unavoidable personal biases, and concentrate on bright unobscured sources. We will mention the problem of the gas flow character close to the innermost stable circular orbit near the black hole, as discussed five decades ago.
February, 2023
Vaduvescu, Ovidiu et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in Earth, Moon, and Planets.
This is the fourth data paper publishing lightcurve survey work of 52 Near Earth Asteroids (NEAs) using 10 telescopes available to the EURONEAR network between 2017 and 2020.
March, 2022
Wielgórski, Piotr et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in The Astrophysical Journal.
We present time-series photometry of 21 nearby type II Cepheids in the near-infrared J, H, and K s passbands. We use this photometry, together with the Third Gaia Early Data Release parallaxes, to determine for the first time period-luminosity relations (PLRs) for type II Cepheids from field representatives of these old pulsating stars in the near-infrared regime.
October 28, 2021
Gianniotis, N., Pozo Nunez, F., and Polsterer, K.L. Published in Astronomy and Astrophysics.
We present a novel probabilistic flux variation gradient (PFVG) approach to separate the contributions of active galactic nuclei (AGN) and host galaxies in the context of photometric reverberation mapping (PRM) of AGN.
September 09, 2020
Lunnan, R. et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in ApJ.
We present photometry and spectroscopy of four hydrogen-poor luminous supernovae discovered during the 2-month long science commissioning and early operations of the Zwicky Transient Facility (ZTF) survey.
April 04, 2020
Cho, Hojin. et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in ApJ.
We present a variability study of the lowest-luminosity Seyfert 1 nucleus of the galaxy NGC 4395 based on photometric monitoring campaigns in 2017 and 2018. Using 22 ground-based and space telescopes, we monitored NGC 4395 with a ∼5-minute cadence during a period of 10 days and obtained light curves in the ultraviolet (UV), V, J, H, and K/Ks bands, as well as narrowband Hα.
March 03, 2020
Lobban, A. P. et al. incl. Pozo Nunez, F. Published in MNRAS.
We report on the results of a multiwavelength monitoring campaign of the bright, nearby Seyfert galaxy Ark 120, using a ∼50-d observing programme with Swift and a ∼4-month co-ordinated ground-based observing campaign, pre-dominantly using the Skynet Robotic Telescope Network. We find that the longer wavelength emission is delayed with respect to the shorter wavelength emission. Within our measurement uncertainties, the time delays are consistent with a disc reprocessing scenario.
December 12, 2019
Pozo Nunez, F. et al. Published in MNRAS.
We present the results of a 2 yr optical continuum photometric reverberation mapping campaign carried out on the nucleus of the Seyfert-1 galaxy Mrk509. The size of the disc is, however, a factor of 1.8 larger than predictions based on the standard thin-disc theory. We argue that, for the particular case of Mrk509, a larger black hole mass due to the unknown geometry scaling factor can reconcile the difference between the observations and theory.
December 12, 2019
Pozo Nunez, F. et al. Published in MNRAS.
We report results from a search for Galactic high-mass eclipsing binaries. We model the light curves of 26 systems within the framework of the Roche geometry and calculate fundamental parameters for each system component. The deduced mass ratios q = M2/M1 reach from 0.4 to 1.0 with an average value of 0.8. The similarity of masses suggests that these high-mass binaries were created during the star formation process rather than by tidal capture.
January 01, 2019
Chelouche, D. Pozo Nunez. et al. Published in Nature Astronomy.
Here, we report new reverberation data based on a unique narrowband-imaging design, and argue that time delays between adjacent optical bands are primarily associated with the reprocessing of light by a farther away under-appreciated non-disk component.
Wissenschaftliche Highlights und Pressemitteilungen
Artikel veröffentlicht in Nature Astronomy.
Direkter Nachweis nicht-scheibenförmiger optischer Kontinuumsemission um ein aktives Schwarzes Loch
15. Januar 2019
In dieser Arbeit haben wir die Existenz von hochdichtem Material nachgewiesen, das in die Randbereiche der Akkretionsscheibe eines supermassereichen Schwarzen Lochs geschleudert wurde (siehe Abbildung unten). Dieses Phänomen tritt aufgrund des Strahlungsdrucks auf, der auf die Staubpartikel in der Umgebung der Akkretionsscheibe ausgeübt wird. Diese neue Komponente könnte den Ursprung des Gases darstellen, das das Schwarze Loch umkreist. Die Geschwindigkeit dieses Gases wird häufig verwendet, um die Massen von Schwarzen Löchern in aktiven Galaxien zu schätzen.
Unser Ziel war es, das Innere aktiver Galaxien, die supermassereiche Schwarze Löcher beherbergen, zu untersuchen, um Fragen über den Ursprung der enormen Energiemengen zu beantworten, die in diesen Objekten beobachtet werden.
Die Verwendung eines neuen Beobachtungssystems zusammen mit der Implementierung robotischer Beobachtungen hat es uns ermöglicht, eine bisher unerreichte photometrische Präzision zu erreichen, die zur Entdeckung dieses Materials um das Schwarze Loch geführt hat. Unsere Studie hat einen direkten Einfluss auf die Messung fundamentaler physikalischer Eigenschaften von Schwarzen Löchern und deren Entwicklung im Universum.
Die Beobachtungen dieses supermassereichen Schwarzen Lochs wurden mit dem 46-cm-Teleskop des Wise-Observatoriums der Universität Tel Aviv durchgeführt, das sich in der Negev-Wüste in Israel befindet. Wir haben ein weltweit einzigartiges Beobachtungssystem implementiert, das aus der Verwendung von Filtern besteht, die speziell entwickelt wurden, um die Emissionen der Akkretionsscheibe und ihrer Umgebung einzufangen. Eine erste Studie wurde in den Publications of the Astronomical Society of the Pacific veröffentlicht.
(http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1538-3873/aa7a55/pdf)
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Pressemitteilung in Deutschland: "Den Geheimnissen der Schwarzen Loecher auf der Spur"
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Rhein-Neckar-Zeitung: "Francisco Nunez ist den Geheimnissen des Alls auf der Spur"
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Artikel in Science veröffentlicht.
Ein schneller und langlebiger Ausfluss aus dem supermassiven Schwarzen Loch in NGC5548
19. Juni 2014
Supermassereiche Schwarze Löcher in den Kernen aktiver Galaxien stoßen große Mengen Materie durch mächtige Winde aus ionisiertem Gas aus. Die archetypische aktive Galaxie NGC 5548 wurde über Jahrzehnte hinweg untersucht, und hochauflösende Röntgen- und UV-Beobachtungen haben zuvor einen anhaltenden ionisierten Ausfluss gezeigt. Eine Beobachtungskampagne im Jahr 2013 mit sechs Weltraumobservatorien zeigte jedoch, dass der Kern von einem langanhaltenden, klumpigen Strom ionisierten Gases verdeckt ist, der zuvor noch nie beobachtet wurde. Dieser blockiert 90 % der weichen Röntgenstrahlung und verursacht gleichzeitig tiefe, breite Absorptionslinien im UV-Bereich. Die Ausflussgeschwindigkeiten dieses Gases sind bis zu fünfmal höher als die des persistierenden Ausflusses, und da es sich nur wenige Lichttage vom Kern entfernt befindet, stammt es wahrscheinlich aus der Akkretionsscheibe.
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Pressemitteilung in Deutschland: "Swiftly moving gas streamer eclipses supermassive black hole"
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National Geographic: "Best Space Pictures: A Black Hole Blows.."
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SciTechDaily: "Scientist Shed New Light on Black Hole Development"
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Astronomie- und Astrophysik-Highlight 2014.
Staubreverberations-Kartierung der Seyfert-1-Galaxie WPVS48
1. Januar 2014
Durch die Modellierung der optischen und nahinfraroten Lichtkurven habe ich ein neues Szenario vorgeschlagen, um die aktuelle Diskrepanz zwischen der beobachteten Zeitverzögerung und dem aus der optisch-UV-Luminosität abgeleiteten Staub-Sublimationsradius zu erklären. In diesem Szenario ist der Staubtorus geometrisch und optisch dick, sodass der Beobachter nur den vorderen Rand der Toruswand sieht. Dieser befindet sich näher am Beobachter als die Äquatorebene des Torus und führt daher zu einer beobachteten verkürzten Verzögerung.
