Содержание к диссертации
Введение
Глава I. РАДИОТЕЛЕСКОПЫ И МЕТОДЫ НАБЛЮДШИЙ 14
I. РАТАН-600 14
2. БСА РАС ФИАН . 31
3. Утирадиотелескоп 33
4. Радиотелескоп апертурного синтеза в Всетерборке (ВСРТ) 35
Глава II. НАБЛЮДЕНИЯ МАЗЕРНОЙ РАДИОЛИНИИ Н20 НА ВОЛНЕ
1,35 СМ 36
Введение и краткий исторический обзор ко второй главе 36
I. Результаты наблюдений 39
2. Радионаблюдения объектов Хербига-Аро в непрерывном спектре 63
3. Обсуждение результатов наблюдений 68
4. Некоторые замечания относительно классификациимазерних источников HgO 74
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЛАКТИК С АКТИВБЫШ ЯДРАМ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ РАДИОЧАСТОТ 78
Введение и краткий исторический обзор к третьей Главе 78
I. Уточненные координаты галактик Маркаряна № 701-1399 83
2. Наблюдения УФК галактик в диапазоне частот 0,96-14,4 ГГц 88
3. Наблюдения УФК галактик на частоте 102 МГц. 99
4. Наблюдения УФК галактик на частоте 327 МГц 108
5. Наблюдения трех сейфертовских галактиках на частоте 1412 МГц на 3-км радиотелескопе апертурного синтеза в Бестерборке III
6. Обсуждение результатов наблюдений УФК галактик в широком диапазоне частот ИЗ
7. Наблюдения радиогалактик низкой светимости на частоте 102 МГц 135
8. Радиогалактики с широкими и узкими эмиссионными линиями 141
9. Функция радиосветимости сейфертовских галактик 149
10. Средние поверхностные яркости и радиоизлучение сейфертовских галактик 160
II. Средние поверхностные яркости и рентгенов ское излучение сейфертовских галактик ^69
12, Рентгеновское и радиоизлучение сейфертовских галактик 1?4
13. Обсуждение некоторых свойств сейфертовских и радиогалактик 180
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 187
ЛИТЕРАТУРА 192
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Спектральный приемник на волну 1,35 см. 234
ПРИЛОЖЕНИЕ П. Список уточненных координат галактик Мар-
каряна № 701-1399 247
ПРИЛОЖЕНИЕ Ш. Список 355 наблюдавшихся внегалактических
объектов 270
Введение к работе
В современной астрофизике всеобщее внимание привлекают явления нестационарности как в отдельных объектах, так и в их системах. Большое значение исследований нестационарных процессов в космических объектах связано с тем, что они представляют закономерные фазы космической эволюции /Амбарцумян,1972/. Большому подъему интереса астрофизиков и физиков к объектам с нестационарными явлениями в первую очередь способствовали плодотворные работы академика В.А.Амбарцумяна /см.,например, Амбарцумян,1968/, а также развитие новых направлений астрофизики (радио, инфракрасной, рентгеновской) и нетрадиционных способов наблюдений. В этом отношении принципиальное значение имели открытия и исследования звездных ассоциаций, феномена активности ядер галактик.
Под термином нестационарность подразумевается, что характерные времена этих процессов существенно меньше времен эволюции самих космических объектов в целом. Нестационарные явления обычно являются поворотным пунктом в эволюции объекта. Формы проявления нестационарности во Вселенной довольно разнообразны. Они часто носят характер взрывов, переменности и избытка излучения в каком-либо диапазоне электромагнитного спектра. Для галактических и внегалактических нестационарных объектов характерны также распад и расширение, нетепловые механизмы излучения, высокие светимость (по сравнению с объектами, которые эволюционируют в основном за счет тепловых и равновесных процессов), турбулентная скорость и компактность излучения. Для подобных объектов применяются также термины: активные или пекулярные объекты.
Многочисленен класс объектов, в которых происходят нестационарные процессы. Такие астрофизические объекты, как звездные ассоциации, новые, сверхновые, вспыхивающие звезды, звезды типа Т Тельца, объекты Хербига-Аро (НН), мазерные радиоисточники излучения молекул, галактики с ультрафиолетовым континуумом (УФК), сейфертовские (Ьу) и радиогалактики (РГ), объекты типа BL Lac , квазары (QS0 ) и другие, находятся в нестационарной фазе своего развития.
В мире галактик нестационарные явления носят значительно более мощный и многообразный характер, чем в Галактике. Наблюдательные данные показывают, что квазары, радиогалактики, сейфертовские галактики и другие им подобные объекты эволюционируют в основном за счет активности их ядер, поэтому такие объекты получили название галактик с активными ядрами.
Сопоставление множества наблюдательных данных, относящихся к объектам галактического и внегалактического происхождения отчетливо показало, что в этих объектах и их системах причинами нестационарных процессов являются некоторые активные центры, которые играют фундаментальную роль в эволюции объектов /см.,например, обзор Мирзояна, 1972/. Именно из своих центров активности образуются такие нестационарные космические объекты, как звездные ассоциации, расширяющиеся низкоскоростные и высокоскоростные детали мазерної! радиолинии Н^О, галактики, скопления галактик и другие.
Таким образом, по мере накопления наблюдательных данных вырисовывается картина общности явлений, протекающих в космических объектах с нестационарными свойствами. Различия же заключаются, по всей вероятности, в масштабах, а в некоторых случаях, и форме проявлений нестационарнооти.
Нет сомнений, что изучение нестационарных явлений в Галактике и мире галактик является актуальным. Дальнейшие работы в этом направлении могут расширить и дополнить наши знания об этих удивительных объектах Вселенной.
Темой настоящей работы является исследование ряда галактических и внегалактических нестационарных объектов в диапазоне радиоволн от I см до 3 м.
При выполнении работы были поставлены следующие задачи:
Получить наблюдательный материал для ряда галактических и внегалактических объектов с нестационарными свойствами в широком диапазоне радиочастот.
Исследовать спектральные, морфологические и другие радиосвойства этих объектов, связь некоторых их параглетров в радио и других диапазонах электромагнитного спектра.
На основе полученного и литературного наблюдательных материалов попытаться понять сущность некоторых форм проявления нестационарности в космических объектах.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложений. Кроме того, к главам 2 и 3 приведены отдельные введения и исторические обзоры.
Б первой главе описаны радиотелескопы и приемная аппаратура, с помощью которой производились наблюдения. Приведены также метода наблюдений, обработки наблюдательного материала, результаты наблюдений опорных источников и оценки ошибок измерений.
Во второй главе приведены результаты наблюдений 25 галактических источников мазерной радиолинии HgO на волне 1,35 см. Результаты наблюдений 24 объектов Хербига-Аро в непрерывном спектре _ 7 - приведены в этой же главе, так как в окрестностях некоторых из них обнаружены источники излучения межзвездных молекул, в том числе молекулы Н2О. Обсуждаются результаты наблюдений, некоторые свойства мазерных источников %0 и объектов Хербига-Аро, а также их связь с областями звездообразований.
В третьей главе приведена процедура уточнений оптических координат 699 галактик с ультрафиолетовым континуумом и результаты наблюдений 355 внегалактических объектов (радио, сейфертов-ских, маркаряновских и других галактик) в широком диапазоне радиочастот. Приведены результаты морфологического и радиоспектрального исследований ряда галактик, обсуждаются результаты некоторых статистических исследований этих галактик и их ядер. Обсуждаются вопросы полноты и результаты построения функции радиосветимости сейфертовских галактик, рассматриваются вопросы корреляции между радиоизлучением этих галактик с их оптическим и рентгеновским излучениями, которые ранее мало исследовались. Приведены результаты исследований радиосвойств сейфертовских галактик двух типов. В конце главы обсуждаются некоторые свойства галактик с активными ядрами.
Работа заканчивается заключением и приложениями. В заключении обобщены некоторые результаты и свойства нестационарных явлений, играющие решающую роль в эволюции космических объектов. В приложениях приводятся списки уточненных оптических координат галактик с ультрафиолетовым континуумом, 355 наблюдавшихся внегалактических объектов, описание спектрального приемника на волне 1,35 см.
Отметим, что автор диссертации принимал непосредственное участие во всех этапах проделанной работы. А именно: в постанов- ке задачи, в исследовании ряда характеристик радиоспектрометрического комплекса на волне 1,35 см, а также в исследовании некоторых параметров радиотелескопа РАТАН-600, в наблюдениях, в обработке наблюдательного материала и других работах. Основная часть обсудцений, выводов результатов наблюдений и исследований некоторых свойств объектов с нестационарными явлениями проделаны автором диссертации.
Кратко изложим те положения диссертационной работы, которые выносятся на защиту: ! Результаты наблюдений более 400 галактических и внегалактических объектов с нестационарными явлениями в широком диапазоне радиочастот и их интерпретацию. Уточненные оптические координаты около 700 галактик с ультрафиолетовым континуумом.
2. Исследование радиосвойств объектов Хербига-Аро в непре рывном спектре и в линии молекулы Н2О. Ассоциация этих объектов с компактными, протяженными НИ областями и мазерными источника ми %0.
Исследование некоторых свойств мазерных источников молекулы FfeO. Классификация этих объектов.
3. Результаты и выводы статистических исследований некото рых свойств галактик с активными ядрами, в частности: а) исследование функции радиосветимости сейфертовских га лактик; б) исследование зависимостей радио и рентгеновского излуче ний сейфертовских галактик от их поверхностной яркости, а также корреляция между радио и рентгеновским излучениями сейфертов ских галактик первого типа; в) особенности радиосвойств сейфертовских галактик; г) данные морфологических и спектральных исследований радиогалактик с широкими и узкими эмиссионными линиями.
4. Обсуждение некоторых свойств сейфертовских и радиогалактик.
Основные результаты диссертации изложены в следующих работах: R.A.Kandalian. Observations of Markarian's Galaxies on the Radio Telescope RATAN-600. The Thesis of Report at X European Conference of Young Radio Astronomers, Havelte(The Netherlands), 1977t p. 11. R.A. Kandalian. A Study of the H20 Line A= 1.35 cm at Byurakan Observatory. The Thesis of Report at X European Conference of Young Radio Astronomers, Havelte (The Netherlands),1977» p. 4-7.
В.А.Санамян, Р.А.Каядалян. Наблюдения ряда галактик Мар- каряна на радиотелескопе РАТАН-600. Астрофизика, 1978, т.14, с. 623-629.
4. В.А.Санамян, Р.А.Каядалян. Радиоизлучение галактики Маркаряя 668 в интервале частот 2.3-14.4 1Тц. Астрофизика,1978, т.14, с.687-690. R.A.Kandalian. J.A.Stepanian. Identification of Marka-rian Galaxies with the Known Radio Sources. The Thesis of Report at XI European Conference of Young Radio Astronomers,Manchester, 1978, p. 13.
В.А.Санамян, Р.А.Каядалян. Наблюдения галактик Маркаря- на на радиотелескопе РАТАН-600.П. Астрофизика, 1979, т.15, с.701-705.
7. Р.А.Каядалян, В.А.Саяашя. Наблюдения объектов Хербига-
Аро на частоте 3.66 ГГц. Астрофизика, 1979, т.15, с.705-707.
Р.А.Кандалян, Наблюдения объектов Хербига-Аро на частоте 3.66 ГГц. Тезисы докладов молодых ученых НИИ Арм.ССР, Нор-Ам-берд, 1979, с.55.
В.А.Санамян, Р.А.Кандалян. Радионаблюдения галактик с ультрафиолетовым континуумом на РАТАН-600. Тезисы докладов ХП Всесоюзной конференции го радиоастрономии, Москва, 1979, с.43-44.
Ю. V.A.Sanamian, R.A. Kandalian. Radio Observations of the Galaxies with Ultraviolet continuum on the RATAN-600. The Thesis of Report at XII European Conference of Young Radio Astronomers, Pushchino, 1979» p. 26-27.
11« R.A.Kandalian. Radio Observations of Seyfert Type Galaxies. The Thesis of Report at XIII European Conference of Young Radio Astronomers, Bologna, 1980, p. 1.
В.А.Санамян, Р.А.Кандалян. Наблюдения галактик с ультрафиолетовым избытком на радиотелескопе РАТАН-600.Ш.Астрофизи-ка, 1980, т.16, с.425-430.
М.А.Аракелян, Р.А.Кандалян. Средние поверхностные яркости и радиоизлучение сейфертовских галактик. Астрофизика, 1980, т.16, с.663-667.
Г.М.Товмасян, Э.Ц.Шахбазян, Р.А.Кандалян. Уточненные координаты галактик Маркаряна Ш 700-1095. Сообщ. Бюраканс.обс, 1980, т.52, с.58-64. M.N.Joshi, R.A.Kandalian. Accorate Positions of Markar-ian Galaxies. Bull. Astron. Soc. India, 1981, v. 9»p. 24-32. - II -
В.С.Артюх, Р.А.Кандаляя, М.А.Оганнисян, В.А.Санамяя. Наблюдения галактик с ультрафиолетовым континуумом на частоте 102 МГц. Астрофизика, 1982, т.18, с.215-226.
Р.А.Кандаляя. Функция радиосветимости сейфертовских галактик,Астрофизика, 1982, т.18, с.580-588.
В.А.Санамян, Р.А.Кандаляя, В.Р.Венугопал, Д.С.Багри. Наблюдения галактик с ультрафиолетовым континуумом на частоте 327 МГц. Астрофизика, 1982, т.18, с.651-654.
А.П.Венгер, Й.В.Госачинский, Т.М.Егорова, Г.Н.Ильин, Р.А.Кандаляя, Н.А.Юдаева. Наблюдения радиолинии HgO в источниках W49 и Орион А. Письма в Астрон.ж., 1981, т.7, с.677-681.
Л.Э.Абрамян, А.П.Венгер, Т.М.Егорова, Г.Н.Ильин,Р.А. Кандалян, Р.М.Мартиросян, Н.Г.Погосян, Н.Ф.Рыжков, В.А.Санамян. Приемное устройство радиоспектрометра на волну 1.35 см. Тезисы докладов ХІУ Всесоюзной радиоастрономической конференции по аппаратуре, антеннам и методам, Ереван, 1982, с.92-93.
В.Г.Малумян, А.Г.Де Брайн, Р.А.Кандалян. Наблюдения трех новых сейфертовских галактик на частоте 1412 МГц на радиотелескопе апертурного оинтеза в Вестерборке. Астрофизика,1983, т.19, с.375-377.
В.А.Санамян, Р.А.Кандаляя, Г.А.Оганян. Наблюдения галактик с ультрафиолетовым континуумом на радиотелескопе РАТАН-600.ІУ. Астрофизика, 1983, т.19, с.429-439.
Л.Э.Абрамян, А.П.Венгер, Й.В.Госачинский, Р.А.Кандаляя, Р.М.Мартиросян, В.А.Санамян, Н.А.Юдаева. Вспышка радиолинии
Н2О BW49. Астрофизика, 1983, т.19, с.830-834.
24. Л.Э.Абрамян, Й.В.Госачинский, Р.А.Кандаляя, Р.М.Марти- росян, В.А.Санамян, Н.А.Юдаева. Наблюдения переменности мазерных источников 1^0. Тезисы докладов ХУ Всесоюзной конференции по радиоастрономии, Харьков, 1982, с.216.
В.С.Артюх, Р.А.Кандалян, М.А.Оганнисян, В.А.Санамян. Наблюдения галактик с активными ядрами на частоте 102 МГц. Тезисы докладов ХУ Всесоюзной конференции по радиоастрономии, Харьков, 1983, с.28.
Л.Э.Абрамян, А.П.Венгер, В.Г.Грачев, Т.М.Егорова, Г.Н. Ильин, Р.А.Кандалян, Р.М.Мартиросян, Н.Ф.Рыжков, В.А.Санамян. Спектральный приемник на волну 1.35 см. Изв. Спец. Астрофиз. обе, Астрофиз. исслед. 1983, т.15, в печати.
Л.Э. Абрамян, Н.И.Арзамасова, А.П.Венгер, И.В.Госачин-ский, В.Г.Грачев, Н.А.Есепкина, С.Р.Желенков, Р.А.Кандалян, И.С. Кочергина, Р.М.Мартиросян, А.В.Михайлов, С.В.Прусс-Жуковский, А.И.Шишкин. Акустооптический радиоспектрометр для радиотелескопа РАТАН-600. Изв. Спец. Астрофиз. обе, Астрофиз. исслед.,1983, т.15, в печати.
28. Р.А.Кандалян. Радиогалактики с широкими и узкими эмис сионными линиями. Астрофизика, 1984, т.20, с.186-193.
Результаты работы докладывались на Европейских конференциях молодых радиоастрономов, X (Хавелт, Нидерланды,1977), Х1(Ман-честер, Англия,1978), ХП (Пущино, СССР, 1979), ХИ1 (Болоня, Италия, 1980), на Всесоюзной конференции молодых астрофизиков (Бю-ракан, 1978), на конференции молодых ученых НИИ Арм.ССР (Нор-Амберд,1979), на всесоюзных конференциях по галактической и внегалактической радиоастрономии, аппаратуре, антеннам и методам^ ХП (Москва,1979), ХІУ (Ереван, 1982), ХУ (Харьков, 1983), на - ІЗ - семинарах Бюраканской астрофизической обсерватории, Специальной астрофизической обсерватории АН СССР, Тата института фундаментальных исследований (Индия).
РАТАН-600
Наблюдательный материал данной работы был получен с помощью радиотелескопов РАТАН-600 Специальной Астрофизической Обсерватории АН СССР (САО АН СССР), Большой Синфазной антенны Радиоастрономической станции Физического института им. П.Н.Лебедева АН СССР (РАС ФИАН) и Ути-радиотелескопа Тата Института Фундаментальных Исследований Индии. Три объекта наблюдались на Вестерборк-ском радиотелескопе апертурного синтеза (ВСРТ) (Нидерланды).
Ниже приводится краткое описание радиотелескопов и радиометров, использованных во время наблюдений. Более подробно будет представлен РАТАН-600, так как основная часть настоящей работы была выполнена на этом радиотелескопе, а также его радиоспектрометрический комплекс на волне 1.35 см, в создании и исследовании характеристик которого автор работы принимал непосредственное участие.
Уникальная антенная система переменного профиля (АПП) многоцелевого назначения в диапазоне длин волн от 8 мм до 30 см /Хай-кин и др.,1972; Парижский и др., 1976/ оснащена несколькими комплексами радиометрической аппаратуры.
Антенна радиотелескопа состоит из 895 подвижных отражательных элементов с размерами 7.4x2 м , которые расположены по кругу с диаметром 588 м, плоского перископического отражателя размером 8.5x400 иги нескольких вторичных отражателей (облучателей) с кабинами приемной аппаратуры. Перископический отражатель ис -15 пользуется в комбинации с южным сектором основного кольца в режиме систем Крауса или Нансэ. Облучатели радиотелескопа располагаются на радиальных (всего 12) или дуговых рельсовых путях. В зависимости от высоты (h ) наблюдаемой области над горизонтом одновременно используется различная часть основного отражателя антенны. Поэтому на радиотелескопе можно одновременно проводить наблюдения по трем-четырем направлениям.
Результаты наблюдений
Примечательной особенностью многих мазерных источников Н2О является переменность потока излучения и лучевых скоростей деталей профиля. Вследствие этого систематические исследования переменности таких источников могут дать определенную информацию об их физической природе. С этой целью, с мая 1981г. на радиотелескопе РАТАН-600 были начаты систематические наблюдения мазерных источников 0. С мая 1981 г. по сентябрь 1983г. наблюдалось более 25 источников. В программу наблюдений были включены ряд хоро - 40 шо известных источников линии HgO, а также некоторые объекты Хер-бига-Аро из списков Хербига /1974/, Гюльбудагяна, Магакяна (ГМ) /1977/ и Гюльбудагяна (Г) /1982/. Полный список исследованных объектов приведен в табл.4.
Перейдем к обсуждению результатов наблюдений отдельных источников.
Орион А. Впервые вспышка излучения радиолинии ЇЇ20 была отмечена в работе Салливена /1973/ в источнике W49 в 1971 г. Сильная вспышка в источнике Орион А произошла в 1979 г. /Матвеенко я др., 1980а/.
Профили линии HgO в источнике Орион А, полученные на склонении, соответствующем ядру туманности Клеймана-Лоу, приведены на рис.4. Профили получены в четырех точках, расположенных по прямому восхождению примерно через половину ширины диаграммы направленности антенны. Отсчеты в точке 2 на лучевых скоростях больше 6,5 км/с и в точке 4 на лучевых скоростях меньше 8,5 км/с испорчены боковыми лепестками антенны, которая располагается в точке 3 на лучевой скорости +7,3 км/с. Шкала антенных температур справа на рис.4 относится к профилю ВСПЫШКИ (штриховая линия в точке 3). Профили деталей, отмеченные сплошными линиями, получены 28 мая 1981 г., штриховая линия - I июня 1981 г. Параметры измеренных компонент линии НзО в источнике Орион А приведены в табл.5. Максимальный поток излучения вспышки I июля 1981 г. сос-тавляет 0,6x10 Ян, ширина профиля после исправления сглаживающего действия полосы анализатора - 0,58 км/с (43 кГц).
Уточненные координаты галактик Маркаряна № 701-1399
Для радионаблюдений галактик Маркаряна с помощью современных радиотелескопов с высоким угловым разрешением необходимо знание координат этих галактик с высокой точностью.Уточненные координаты галактик Маркаряна первых семи списков были опубликованы Питерсоном /1973/, Коджояном и др., /1978а/. В этих работах было показано, что в оригинальных списках координаты большинства галактик даны с ошибками до 2 , а в некоторых случаях и более. Такая точность координат не существенна для оптических наблюдений, так как в оригинальных списках приведены также карты отождествлений галактик. Однако для радионаблюдений, а также для инфракрасных наблюдений, которые можно проводить в сумерки и даже днем, необходимо иметь более точные координаты.
Координаты галактик Маркарян 701-1095
Координаты этих галактик были измерены с высокой точностью на Паломарских картах с помощью прозрачных накладок на карты с обозначением на них положений соответствующих галактик и положений звезд из АС К 2 в области с размерами в 1 вокруг каждой галактики. Процедура измерений координат с помощью прозрачных накладок состоит в измерении расстояний галактики относительно близлежащих звезд. Прозрачные накладки для приблизительно 1/3 галактик были изготовлены в вычислительном центре Миннесотского университета (США.) Г.Коджояном и Р.Эллиотом, а для остальных галактик - в вычислительном центре Института радиоастрономии им. Макса Планка (ФРГ) Г.М.Товмасяном.
