The Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) is an extremely capable and efficient black hole finder. We present a simple mid-infrared color criterion, W1 − W2 ⩾ 0.8 (i.e., [3.4]−[4.6] ⩾0.8, Vega), which identifies 61.9 ± 5.4 active galactic nucleus (AGN) candidates per deg2 to a depth of W2 ∼ 15.0. This implies a much larger census of luminous AGNs than found by typical wide-area surveys, attributable to the fact that mid-infrared selection identifies both unobscured (type 1) and obscured (type 2) AGNs. Optical and soft X-ray surveys alone are highly biased toward only unobscured AGNs, while this simple WISE selection likely identifies even heavily obscured, Compton-thick AGNs. Using deep, public data in the COSMOS field, we explore the properties of WISE-selected AGN candidates. At the mid-infrared depth considered, 160 μJy at 4.6 μm, this simple criterion identifies 78% of Spitzer mid-infrared AGN candidates according to the criteria of Stern et al. and the reliability is 95%. We explore the demographics, multiwavelength properties and redshift distribution of WISE-selected AGN candidates in the COSMOS field.

Active Galactic Nuclei (AGN) are energetic astrophysical sources powered by accretion onto supermassive black holes in galaxies, and present unique observational signatures that cover the full electromagnetic spectrum over more than twenty orders of magnitude in frequency. The rich phenomenology of AGN has resulted in a large number of different "flavours" in the literature that now comprise a complex and confusing AGN "zoo". It is increasingly clear that these classifications are only partially related to intrinsic differences between AGN, and primarily reflect variations in a relatively small number of astrophysical parameters as well the method by which each class of AGN is selected. Taken together, observations in different electromagnetic bands as well as variations over time provide complementary windows on the physics of different sub-structures in the AGN. In this review, we present an overview of AGN multi-wavelength properties with the aim of painting their "big picture" through observations in each electromagnetic band from radio to gamma-rays as well as AGN variability. We address what we can learn from each observational method, the impact of selection effects, the physics behind the emission at each wavelength, and the potential for future studies. To conclude we use these observations to piece together the basic architecture of AGN, discuss our current understanding of unification models, and highlight some open questions that present opportunities for future observational and theoretical progress.

The Sloan Digital Sky Survey-II (SDSS-II) has embarked on a multi-year project to identify and measure light curves for intermediate-redshift (0.05 < z < 0.35) Type Ia supernovae (SNe Ia) using repeated five-band (ugriz) imaging over an area of 300 sq. deg. The survey region is a stripe 2.5° wide centered on the celestial equator in the Southern Galactic Cap that has been imaged numerous times in earlier years, enabling construction of a deep reference image for the discovery of new objects. Supernova imaging observations are being acquired between September 1 and November 30 of 2005–7. During the first two seasons, each region was imaged on average every five nights. Spectroscopic follow-up observations to determine supernova type and redshift are carried out on a large number of telescopes. In its first two three-month seasons, the survey has discovered and measured light curves for 327 spectroscopically confirmed SNe Ia, 30 probable SNe Ia, 14 confirmed SNe Ib/c, 32 confirmed SNe II, plus a large number of photometrically identified SNe Ia, 94 of which have host-galaxy spectra taken so far. This paper provides an overview of the project and briefly describes the observations completed during the first two seasons of operation.

We present a set of low resolution empirical SED templates for AGNs and galaxies in the wavelength range from 0.03 to 30 microns based on the multi-wavelength photometric observations of the NOAO Deep-Wide Field Survey Bootes field and the spectroscopic observations of the AGN and Galaxy Evolution Survey. Our training sample is comprised of 14448 galaxies in the redshift range 0<~z<~1 and 5347 likely AGNs in the range 0<~z<~5.58. We use our templates to determine photometric redshifts for galaxies and AGNs. While they are relatively accurate for galaxies, their accuracies for AGNs are a strong function of the luminosity ratio between the AGN and galaxy components. Somewhat surprisingly, the relative luminosities of the AGN and its host are well determined even when the photometric redshift is significantly in error. We also use our templates to study the mid-IR AGN selection criteria developed by Stern et al.(2005) and Lacy et al.(2004). We find that the Stern et al.(2005) criteria suffers from significant incompleteness when there is a strong host galaxy component and at z =~ 4.5, when the broad Halpha emission line is redshifted into the [3.6] band, but that it is little contaminated by low and intermediate redshift galaxies. The Lacy et al.(2004) criterion is not affected by incompleteness at z =~ 4.5 and is somewhat less affected by strong galaxy host components, but is heavily contaminated by low redshift star forming galaxies. Finally, we use our templates to predict the color-color distribution of sources in the upcoming WISE mission and define a color criterion to select AGNs analogous to those developed for IRAC photometry. We estimate that in between 640,000 and 1,700,000 AGNs will be identified by these criteria, but will have serious completeness problems for z >~ 3.4.

The Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) mapped the entire sky at mid-infrared wavelengths 3.4, 4.6, 12 and 22 microns. The mission was primarily designed to extract point sources, leaving resolved and extended sources unexplored. We have begun a dedicated WISE Enhanced Resolution Galaxy Atlas (WERGA) project to fully characterize large, nearby galaxies and produce a legacy image atlas and source catalogue. Here we demonstrate the first results of the project for a sample of 17 galaxies, chosen to be of large angular size, diverse morphology, color, stellar mass and star formation. It includes many well-studied galaxies, such as M51, M81, M83, M87, M101, IC342. Photometry and surface brightness decomposition is carried out after special super-resolution processing, achieving spatial fidelity similar to that of Spitzer-IRAC. We present WISE, Spitzer and GALEX photometric and characterization measurements, combining the measurements to study the global properties. We derive star formation rates using the PAH-sensitive 12 micron (W3) fluxes, warm-dust sensitive 22 micron (W4) fluxes, and young massive-star sensitive UV fluxes. Stellar masses are estimated using the 3.4 micron (W1) and 4.6 micron (W2) measurements that trace the dominant stellar mass content. We highlight and showcase the detailed results of M83, comparing the infrared results with the ATCA HI gas distribution and GALEX UV emission, tracing the evolution from gas to stars. In addition to the enhanced images, WISE all-sky coverage provides a tremendous advantage over Spitzer for building a complete nearby galaxy catalog, tracing both stellar mass and star formation histories. We discuss the construction of a complete mid-infrared catalog of galaxies and its complementary role to study the assembly and evolution of galaxies in the local universe.

Stern et al.(2012) presented a study of WISE selection of AGN in the 2 deg^2 COSMOS field, finding that a simple criterion W1-W2>=0.8 provides a highly reliable and complete AGN sample for W2<15.05, where the W1 and W2 passbands are centered at 3.4 and 4.6 microns, respectively. Here we extend this study using the larger 9 deg^2 NOAO Deep Wide-Field Survey Bootes field which also has considerably deeper WISE observations than the COSMOS field, and find that this simple color-cut significantly loses reliability at fainter fluxes. We define a modified selection criterion combining the W1-W2 color and the W2 magnitude to provide highly reliable or highly complete AGN samples for fainter WISE sources. In particular, we define a color-magnitude cut that finds 130+/-4 deg^-2 AGN candidates for W2<17.11 with 90% reliability. Using the extensive UV through mid-IR broad-band photometry available in this field, we study the spectral energy distributions of WISE AGN candidates. As expected, the WISE AGN selection is biased towards objects where the AGN dominates the bolometric luminosity output, and that it can identify highly obscured AGN. We study the distribution of reddening in the AGN sample and discuss a formalism to account for sample incompleteness based on the step-wise maximum-likelihood method of Efstathiou et al.(1988). The resulting dust obscuration distributions depend strongly on AGN luminosity, consistent with the trend expected for a Simpson (2005) receding torus. At L_AGN~3x10^44 erg/s, 29+/-7% of AGN are observed as Type 1, while at ~4x10^45 erg/s the fraction is 64+/-13%. The distribution of obscuration values suggests that dust in the torus is present as both a diffuse medium and in optically thick clouds.

We present the results of an investigation of a highly variable CIV broad absorption-line feature in the quasar SBS 1408+544 (z=2.337) that shows a significant shift in velocity over time. This source was observed as a part of the Sloan Digital Sky Survey Reverberation Mapping Project and the SDSS-V Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project, and has been included in two previous studies, both of which identified significant variability in a high-velocity CIV broad absorption line (BAL) on timescales of just a few days in the quasar rest frame. Using ~130 spectra acquired over eight years of spectroscopic monitoring with SDSS, we have determined that this BAL is not only varying in strength, but is also systematically shifting to higher velocities. Using cross-correlation methods, we measure the velocity shifts (and corresponding acceleration) of the BAL on a wide range of timescales, measuring an overall velocity shift of delta v = -683 (+89, -84) km s-1 over the 8-year monitoring period. This corresponds to an average rest-frame acceleration of a=1.04 (+0.14, -0.13) cm s-2, though the magnitude of the acceleration on shorter timescales is not constant throughout. We place our measurements in the context of BAL-acceleration models and examine various possible causes of the observed velocity shift.

Abstract Recent models suggest approximately half of all accreting supermassive black holes (SMBHs; M BH ≳ 10 5 M ⊙ ) are expected to undergo intense growth phases behind Compton-thick ( N H > 1.5 × 10 24 cm −2 ) veils of obscuring gas. However, despite being a viable source for the seeding of SMBHs, there are currently no examples known of a Compton-thick accreting intermediate-mass black hole (IMBH; M BH ∼ 10 2 –10 5 M ⊙ ). We present a detailed X-ray spectral analysis of IC 750—the only active galactic nuclei (AGN) to date with a precise megamaser-based intermediate mass <10 5 M ⊙ . We find the equivalent width of neutral 6.4 keV Fe K α to be 1.9 − 1.0 + 2.2 keV via phenomenological modeling of the coadded 177 ks Chandra spectrum. Such large equivalent widths are seldom produced by processes other than fluorescence from dense obscuration. We fit three physically motivated X-ray spectral models to infer a range of possible intrinsic 2–10 keV luminosity posteriors that encompass the systematic uncertainties associated with a choice of model. Despite a wide range of predicted intrinsic 2–10 keV luminosities between ∼ 10 41 and 10 43 erg s −1 , all three models agree that IC 750 has a Compton-thick line-of-sight column density to >99% confidence. Compton-thick obscuration is well-documented to impinge substantial bias on the pursuit of SMBH AGN. Our results thus provide the first indication that Compton-thick obscuration should also be properly considered to uncover and understand the IMBH population in an unbiased manner.

Galaxy protoclusters are sites of rapid growth, with a high density of massive galaxies driving elevated global rates of star formation and accretion onto supermassive black holes. Here, we present new JWST/NIRSpec IFU observations of the J1000+0234 group at $z=4.54$, a dense region of a protocluster hosting a massive, dusty star forming galaxy (DSFG) with a low-luminosity radio counterpart. The new data reveal two extended, high-equivalent-width (EW$_0> angstrom nebulae that appear either side of the DSFG along its minor axis (namely O3-N and O3-S). On one hand, the spectrum of O3-N shows a prominent, broad, and blueshifted component with a full width at half maximum (FWHM) of $ second $ , suggesting an outflow origin. On the other hand, O3-S stretches over parsec and has a velocity gradient that spans second but shows no evidence of a broad component. However, both sources seem to be powered at least partially by an active galactic nucleus (AGN), and so we classified them as extended emission-line regions (EELRs). The strongest evidence comes from the detection of the high-ionization Ne v line toward O3-N, which paired with the non-detection of hard X-rays implies an obscuring column density above the Compton-thick regime. The Ne\ v line is not detected in O3-S, but we measure a He II which is well above the expectation for star formation. Despite the remarkable alignment of O3-N and O3-S with the radio sources, we do not find evidence of shocks from a radio jet that could be powering the EELRs. We interpret this as O3-S being externally irradiated by the AGN, akin to the famous Hanny’s Voorwerp object in the local Universe. In addition, more classical line ratio diagnostics (e.g. vs N\ ii put the DSFG itself in the AGN region of the diagrams, and therefore suggest it to be the most probable AGN host. These results showcase the ability of JWST to unveil highly obscured AGN at high redshifts.

Massive star-forming galaxies in the high-redshift universe host large reservoirs of cold gas in their circumgalactic medium (CGM). Traditionally, these reservoirs have been linked to diffuse H I Lyman- α (Ly α ) emission extending beyond ≈10 kpc scales. In recent years, millimeter and submillimeter observations have started to identify even colder gas in the CGM through molecular and/or atomic tracers such as the [C II ] 158 μm transition. In this context, we studied the well-known J1000+0234 system at z = 4.54 that hosts a massive dusty star-forming galaxy (DSFG), a UV-bright companion, and a Ly α blob. We combined new ALMA [C II ] line observations taken by the CRISTAL survey with data from previous programs targeting the J1000+0234 system, and achieved a deep view into a DSFG and its rich environment at a 0″​​​. 2 = 1.3 kpc resolution. We identified an elongated [C II ]-emitting structure with a projected size of 15 kpc stemming from the bright DSFG at the center of the field, with no clear counterpart at any other wavelength. The plume is oriented ≈40° away from the minor axis of the DSFG, and shows significant spatial variation of its spectral parameters. In particular, the [C II ] emission shifts from 180 km s −1 to 400 km s −1 between the bottom and top of the plume, relative to the DSFG’s systemic velocity. At the same time, the line width starts at 400 − 600 km s −1 but narrows down to 190 km s −1 at the top end of the plume. We discuss four possible scenarios to interpret the [C II ] plume: a conical outflow, a cold accretion stream, ram pressure stripping, and gravitational interactions. While we cannot strongly rule out any of these with the available data, we disfavor the ram pressure stripping scenario due to the requirement of special hydrodynamic conditions.