We present an analysis of the mid-infrared (MIR) and optical properties of type 1 (broad-line) quasars detected by the Spitzer Space Telescope. The MIR color-redshift relation is characterized to z ~ 3, with predictions to z = 7. We demonstrate how combining MIR and optical colors can yield even more efficient selection of active galactic nuclei (AGNs) than MIR or optical colors alone. Composite spectral energy distributions (SEDs) are constructed for 259 quasars with both Sloan Digital Sky Survey and Spitzer photometry, supplemented by near-IR, GALEX, VLA, and ROSAT data, where available. We discuss how the spectral diversity of quasars influences the determination of bolometric luminosities and accretion rates; assuming the mean SED can lead to errors as large as 50% for individual quasars when inferring a bolometric luminosity from an optical luminosity. Finally, we show that careful consideration of the shape of the mean quasar SED and its redshift dependence leads to a lower estimate of the fraction of reddened/obscured AGNs missed by optical surveys as compared to estimates derived from a single mean MIR to optical flux ratio.

We present an updated and revised analysis of the relationship between the Hbeta broad-line region (BLR) radius and the luminosity of the active galactic nucleus (AGN). Specifically, we have carried out two-dimensional surface brightness decompositions of the host galaxies of 9 new AGNs imaged with the Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3. The surface brightness decompositions allow us to create "AGN-free" images of the galaxies, from which we measure the starlight contribution to the optical luminosity measured through the ground-based spectroscopic aperture. We also incorporate 20 new reverberation-mapping measurements of the Hbeta time lag, which is assumed to yield the average Hbeta BLR radius. The final sample includes 41 AGNs covering four orders of magnitude in luminosity. The additions and updates incorporated here primarily affect the low-luminosity end of the R-L relationship. The best fit to the relationship using a Bayesian analysis finds a slope of alpha = 0.533 (+0.035/-0.033), consistent with previous work and with simple photoionization arguments. Only two AGNs appear to be outliers from the relationship, but both of them have monitoring light curves that raise doubt regarding the accuracy of their reported time lags. The scatter around the relationship is found to be 0.19(+/-0.02) dex, but would be decreased to 0.13 dex by the removal of these two suspect measurements. A large fraction of the remaining scatter in the relationship is likely due to the inaccurate distances to the AGN host galaxies. Our results help support the possibility that the R-L relationship could potentially be used to turn the BLRs of AGNs into standardizable candles. This would allow the cosmological expansion of the Universe to be probed by a separate population of objects, and over a larger range of redshifts.

We present high-resolution HST images of all 35 AGNs with optical reverberation-mapping results, which we have modeled to create a nucleus-free image of each AGN host galaxy. From the nucleus-free images, we determine the host-galaxy contribution to ground-based spectroscopic luminosity measurements at 5100A. After correcting the luminosities of the AGNs for the contribution from starlight, we re-examine the Hbeta R-L relationship. Our best fit for the relationship gives a powerlaw slope of 0.52 with a range of 0.45 - 0.59 allowed by the uncertainties. This is consistent with our previous findings, and thus still consistent with the naive assumption that all AGNs are simply luminosity-scaled versions of each other. We discuss various consistency checks relating to the galaxy modeling and starlight contributions, as well as possible systematic errors in the current set of reverberation measurements from which we determine the form of the R-L relationship.

We present an empirical template spectrum suitable for fitting/subtracting and studying the FeII and FeIII line emission in the restframe UV spectra of active galatic nuclei (AGNs), the first empirical UV iron template to cover the full 1250 - 3090 A range. Iron emission is often a severe contaminant in optical--UV spectra of AGNs. Its presence complicates and limits the accuracy of measurements of both strong and weak emission lines and the continuum emission, affecting studies of line and continuum interrelations, the ionization structure, and elemental abundances in AGNs. Despite the wealth of work on modeling the AGN FeII emission and the need to account for it in observed AGN spectra, there is no UV template electronically available to aid this process. The iron template we present is based on HST spectra of the Narrow Line Seyfert 1, IZw1. Its intrinsic narrow lines (~900 km/s) and rich iron spectrum make the template particularly suitable for use with most AGN spectra. The iron emission spectrum and the line identifications and measurements are presented and compared with the work of Laor et al. We illustrate the application of the derived FeII and FeIII templates by fitting and subtracting the iron emission from UV spectra of four high-z quasars and of the nearby quasar, 3C273. We briefly discuss the small discrepancies between this observed iron emission and the UV template, and compare the template with previously published ones. We discuss the advantages and limitations of the templates and of the template fitting method. We conclude that the templates work sufficiently well to be a valuable and important tool for eliminating and studying the iron emission in AGNs, at least until accurate theoretical iron emission models are developed. (Abridged)

We present mass functions of distant actively accreting supermassive black holes residing in luminous quasars discovered in the Large Bright Quasar Survey (LBQS), the Bright Quasar Survey (BQS), and the Fall Equatorial Stripe of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The quasars cover a wide range of redshifts from the local universe to z = 5 and were subject to different selection criteria and flux density limits. This makes these samples complementary and can help us gain additional insight on the true underlying black hole mass distribution free from selection effects and mass estimation errors through future studies. By comparing these quasar samples, we see evidence that the active black hole population at redshift four is somewhat different than that at lower redshifts, including that in the nearby universe. In particular, there is a sharp increase in the space density of the detected active black holes (MBH ≳108M☉) between redshifts ∼4 and ∼2.5. Also, the mass function of the SDSS quasars at 3.6 ⩽ z ⩽ 5 has a somewhat flatter high-mass-end slope of β = −1.75 ± 0.56, compared to the mass functions based on quasars below z of 3 (BQS and LBQS quasars), which display typical slopes of β ≈ −3.3; the latter are consistent with the mass functions at similar redshifts based on the SDSS Data Release 3 quasar catalog presented by Vestergaard et al. We see clear evidence of cosmic downsizing in the comoving space density distribution of active black holes in the LBQS sample alone. In forthcoming papers, further analysis, comparison, and discussion of these mass functions will be made with other existing black hole mass functions, notably that based on the SDSS DR3 quasar catalog. We present the relationships used to estimate the black hole mass based on the Mg ii emission line; the relations are calibrated to the Hβ and C iv relations by means of several thousand high-quality SDSS spectra. Mass estimates of the individual black holes of these samples are also presented.

We present the final results from a high sampling rate, multi-month, spectrophotometric reverberation mapping campaign undertaken to obtain either new or improved Hβ reverberation lag measurements for several relatively low-luminosity active galactic nuclei (AGNs). We have reliably measured the time delay between variations in the continuum and Hβ emission line in six local Seyfert 1 galaxies. These measurements are used to calculate the mass of the supermassive black hole at the center of each of these AGNs. We place our results in context to the most current calibration of the broad-line region (BLR) RBLR–L relationship, where our results remove outliers and reduce the scatter at the low-luminosity end of this relationship. We also present velocity-resolved Hβ time-delay measurements for our complete sample, though the clearest velocity-resolved kinematic signatures have already been published.

We have obtained high-resolution images of the central regions of 14 reverberation-mapped active galactic nuclei (AGNs) using the Hubble Space Telescope Advanced Camera for Surveys High Resolution Camera to account for host-galaxy starlight contamination of measured AGN luminosities. We measure the host-galaxy starlight contribution to the continuum luminosity at 5100 Å through the typical ground-based slit position and geometry used in the reverberation-mapping campaigns. We find that removing the starlight contribution results in a significant correction to the luminosity of each AGN both for lower luminosity sources, as expected, but also for the higher luminosity sources such as the PG quasars. After accounting for the host galaxy starlight, we revisit the well-known broad-line region radius-luminosity relationship for nearby AGNs. We find the power-law slope of the relationship for the Hβ line to be 0.518 ± 0.039, shallower than what was previously reported and consistent with the slope of 0.5 expected from the naive theoretical assumption that all AGNs have, on average, the same ionizing spectrum and the same ionization parameter and gas density in the Hβ line-emitting region.