Введение к работе
Актуальность темы. С момепта открытия активных ядер галактик (ЛЯГ) прошло более полувека, но все увеличивающийся поток работ говорит о важности исследования этих необычных объектов. Наблюдения АЯГ проводятся по всех диапазонах длин волн. Это радиоволны, инфракрасный (ИК) диапазон, оптпка, рентген. Общей теории формирования и жизнедеятельности АЯГ не существует. До сих нор не ясно, каким образом формируются джеты, выходящие из ядер. Связаны ли онп с физическими условиями в ядре? Если да, то каким образом? Являются ли активные ядра фазой жизни любых галактик, либо только избранных? Возникают ли ядра как следствие эволюции галактик, либо это вполне самостоятельные объекты, являющиеся удобными центрами формирования галактик? Как эволюционирует ядро?
В качестве центральной машины, с высокой эффективностью перерабатывающей гравитационную энергию в поток релятивистских частиц и дающей большой выход энергии благодаря излучению этих частиц в магнитном поле предлагались: звездные скопления, сверхмассивная звезда, магнетопд, черная дыра. В настоящее время в качестве дентральпой машины рассматривают, как правило, черную дыру.
Вообще следует отметить, что к словосочетанию "активное галактическое ядро" нужно относиться с большой осторожностью и каждый раз оговаривать, что под ним подразумевается в конкретном случае. Во-первых, размеры ядер полученные из наблюдений меняются от световых часов до килопарсеков. Очевидно, что на столь разных масштабах могут действовать разпые физические механизмы. Во-вторых, говоря об АЯГ, неявно подразумевают черную дыру. Однако не так давно былп открыты ИК галактики сверхвысокой светимости, центральная часть которых обладает признаками АЯГ в радподпапазоне, то есть радиоизлучением, сконцентрированном в области размером < 0.3". В то же время присутствие черной дыры необязательно, так как наблюдаемая плотность потока радиоизлучения вполне объясняется излучением остатков сверхновых в компактных областях вспышек звездообразования.
Исследование АЯГ в метровом диапазоне длин волн вызывает
особенный интерес, так как существует явный дефицит наблюдений на метрах. Это связано с тем, что для наблюдений АЯГ необходимо иметь высокое угловое разрешение и высокую флуктуационную чувствительность.
К настоящему времени для радиодиапазопа иовестпо только два способа достичь углового разрешения лучше 1". Первый способ — это использование интерферометров. К сожалению, в метровом диапазоне длин волн наблюдения с таким разрешением носят пока единичный характер. Основным недостатком радиоинтерферометрии является необходимость иметь две пли более гигантские антенны, сложность наблюдений и их последующей обработки. Второй способ связан с использованием метода межпланетных мерцаний. Он особенно эффективен в метровом диапазоне и дополняет интерфе-рометрпческие наблюдения проводимые на высоких частотах. Этот метод удобен в использовании. Обработка наблюдений достаточно проста. Основной недостаток метода — это большая погрешность в измерении получаемой координаты мерцающего источника.
В наших исследованиях высокая флуктуационная чувствительность наблюдений, обеспечивается Большой синфазной антенной Физического института Академии Наук (БСА ФИАН), благодаря большой эффективной плошади (~ 30000м2). В метровом диапазоне длин волн БСА является самой крупной в мире полномощноетной антенной. Высокое угловое разрешение и высокая чувствительность в метровом диапазоне длин волн делает БСА уникальным инструментом для исследования ядер галактик. .
На Радиоастрономической станции (РАС) в г.Пущино исследованы методом мерцаний различные классы галактик с целью поиска компактных радиоисточников в их ядрах. Например, это сейфер-товские галактики, квазары, лацертиды и ряд других. Однако до последнего времени не исследовалась природа компактных (мерцающих) источников поля, весьма немногочисленны наблюдения радио-галактик, не исследовались ПК галактики сверхвысокой светимости, у которых меньше десяти лет назад в радиодиапазоне на высоких частотах обнаружили мощные компактные ядра. Все это говорит об актуальности исследований ядер галактик.
Отсутствие наблюдений с высокой чувствительностью и высо-
ким угловым разрешением в метровом диапазоне длпн волн для целых классов галактик обеспечивает также я мировой приоритет.
Целью работы является исследование нескольких классов галактик методом межпланетных мерцанпи в метровом диапазоне длпн волн. Это ИК галактики сверхвысокой светимости, гпгантскпе радиогалактики, а также слабые мерцающие источники поля. Выбор этпх радиопсточников для исследования методом мерцаний объясняется следующими причинами. Во-первых, они завершают многолетнюю работу по исследованию методом межпланетных мерцаний галактик разных классов проводимую на РАС ФИАН. ПК галактики сверхвысокой светимости, гигантские радпогалактпки и слабые мерпаютщіе источники поля по разным причинам ранее на нпзких частотах псследовалпсь недостаточно плп не исследовались вовсе. Тем самым, настоящая работа завершает цикл исследований всех известных классов активных галактик, проведенных па РАС методом мерцаний. Благодаря низкочастотным завалам спектров можно получить информацию о физических условиях в ядрах активных галактик, что весьма важно для понимания физики ядер. Во-вторых, при обзоре слабых мерцающих источников поля по северной полусфере ожидается регистрация ~ 104 источников. Столь большое чпсло объектов позволит провести статистические исследования компактных радиопсточников в разных аспектах. Но для получения корректных статистических выводов необходимо знать природу слабых мерцающих радиоисточников. Представляют они собой равновеликую смесь всех классов активных галактик пли же они в основном принадлежат какому-то одному классу? Очевидно, что в последнем случае все статистические выводы будут относиться только к данному классу активных галактик.
Научная новизна работы состоит в том, что: впервые получены оценки физических условий в ядрах ИК галактик сверхвысокой светимости. Сделаны оценки плотностей потоков предельно слабых компактных радионсгочннков локализованных в ядрах гнгантскпх радиогалактик. Отмечена корреляция между морфологическим типом радиогалактик и физическими условиями в ядрах их родительских галактик. Сделан обзор компактных радиоисточников в небольшой площадке с чувствительностью на порядок превосходящей чувствп-
телыюсть аналогичного обзора проведенного ранее. Показано, что космологическая эволюция компактных радиоисточников отличается от космологической эволюции протяженных радиоисточников. Исследованы свойства компактных радиоисточнпков, наблюдавшихся в обзоре и показано, что слабые мерцающие радпоисточнпкп являются квазарами с крутыми спектрами.
Научная и практическая цеипостъ работы. Полученная информация о физических условиях в ядрах радиогалактик и отмеченная корреляция физических условий в ядрах радиогалактик с формой радпогалактик важна для создания теоретических моделей АЯГ.
Разработанная методика обработки обзора мерцающих источников может быть использована наблюдателями, проводящими аналогичные работы на других длинах волн и других инструментах.
Апробация работы Основные результаты, полученные в диссертации, докладывались на: ,
25 радиоастрономическон конференции (Пунцшо, 1993);
Международной научной конференции "Астрофизика и космология
после Гамова" (Одесса, 1994);
Совещании по активным ядрам галактик (Крым, 1994);
Рабочем совещании по активным ядрам галактик (Пущино, 1994);
28 Конференции Молодых Европейских Радиоастрономов
(Грешшген, 1995);
26 радиоастрономической конференции (Санкт-Петербург, 1995);
12 рабочем совещании РАС ФИАН - АН СПбУ "Некоторые
проблемы внегалактической астрономии" (Пущино, 1996);
29 Конференции Молодых Европейских Радиоастрономов (Рикони,
1996);
а также на научных семинарах РАС ФИАН, АКЦ, ГАИШ и опубликованы в 13 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 140 страниц, включая список литературы из 180 библиографических ссылок и 21 рисунка.