2. НАБЛЮДЕНИЯ
Мониторинг был выполнен в направлении источника Sgr B2 в линии молекулы Н2 O на А = = 1.35 см на 22-м радиотелескопе Пущинской радиоастрономической обсерватории в период 1982— 2004 гг. [11 — 13]. Средний интервал между наблюдениями составил около 1.5 мес. Шумовая температура системы после модернизации аппаратурного комплекса в 2000 г. была в пределах 100—150 К. Анализ сигнала осуществлялся 128-канальным анализатором спектра фильтрового типа с спектральным разрешением 7.5 кГц (0.101 км/с по лучевой скорости). Ширина диаграммы направленности антенны на 22 ГГц составляет 2.6'.
Спектры Н2O были исправлены за поглощение излучения в атмосфере Земли. На рис. 1 приведены наиболее характерные спектры мазера Н2 O, полученные в разные эпохи, когда имели место сильные вспышки излучения [11 — 13]. Для анализа было выбрано несколько участков спектра. Основное условие выбора — наличие сильных вспышек одной или нескольких эмиссионных деталей, независимо от их принадлежности к источникам M или N поскольку настоящая работа посвящена анализу отдельных мазерных пятен, или их скоплений.
В связи с тем, что все выбранные для анализа участки спектра являются достаточно сложными и содержат большое число компонентов с близкими лучевыми скоростями, в профили линий были вписаны гауссианы. Для уточнения числа компонентов и их положения в спектрах мы также проводили анализ формы профилей линий и их временные вариации. Результаты разделения на отдельные компоненты представлены на рис. 2—5 в хронологическом порядке. Нами не был проведен анализ спектров периода 1993.5—1997.5 из-за относительно невысокой активности мазера и больших интервалов между последовательными наблюдениями.
На рис. 2 показаны результаты подробного анализа двух главных компонентов (56 и 66 км/с) супервспышки в Sgr B2 N в 1985—1987 гг. [11]. На верхнем рисунке приведены результаты разделения компонента 56 км/с на три отдельные детали (они обозначены 1а, 1Ь, 1с). То же самое дано на среднем рисунке для компонента 66 км/с, где нанесены положения основных эмиссионных деталей (обозначены 2а, 2Ь, 2с, 2й, 2е, 2/), а также эмиссионных деталей, расположенных в непосредственной близости к ним. Сплошными кружками выделены главные детали вспышки на 66 км/с, а также те детали, излучение которых до и после сильной вспышки превышало 400 Ян.
На нижнем рисунке даны вариации потоков главных компонентов (1а, 1Ь, 1с и 2а, 2Ь, 2с, 2й,
50 60 70
Лучевая скорость, км/с
80
Рис. 1. Некоторые спектры мазерного излучения Н2О источника $£г Б2, полученные в эпохи сильных вспышек. Двойной стрелкой показан масштаб по вертикальной оси.
2е, 2/). Из-за высоких уровней потоков основных деталей не всегда была возможность определить значения потоков соседних деталей на восходящей и нисходящей ветвях их эволюции. Кривые переменности потоков основных деталей соединены между собой (штриховые линии для компонента 2). В результате итоговые кривые для вспышек на 56 и 66 км/с отражают переменность максимумов излучения.
На рис. 4 приведены также взятые из работы Макгрет и др. [6] результаты VLA-наблюдений, сделанных в эпоху 1998.44 (обозначение компонентов и деталей аналогично рис. 2). Большие
57.0-
1а
56.5-
56.0
1Ь
1С-0-0—бР-
о
сР
(а)
л н о о а о а
о «
а
и
о р
^
67-
66
65-
4000-
х
ей
а о н о с л н о о X н о ч
с
3000-
2000-
1000-
2е
2с •• 2
•Р®
оо0э
° п°
съ. 2Ь
^СЭ «к
СХЪсР Ооосб^
2а
сдо-Р ®
ООсР
2Ь„
2с
1а
О'"''
1984
1Ьроог' у
1986
(б)
(в)
1988 Годы
1990
1992
Рис. 2. Переменность лучевой скорости и потока отдельных компонентов спектра Н2О в интервалах скоростей 55.5—57 и 64.5—67.5 км/с в 1984—1992 гг. (пояснение обозначений см. в тексте).
0
кружки с крестиками в центре относятся к северному источнику а большие сплошные кружки — к главному источнику (М). Рядом приведены значения потоков. Компоненты 68.7 и 74 км/с состоят из нескольких эмиссионных деталей, поэтому на данных скоростях даны суммы потоков деталей [6]. Видно, что наше разделение спектров на отдельные компоненты является достаточно корректным и полным. Отметим, что VLA-наблюдения были выполнены со спектральным разрешением 0.66 км/с, в то время как наш мониторинг — с разрешением 0.1 км/с. Это позволило нам проследить за эволюцией компонентов с весьма тонкой структурой.
3. АНАЛИЗ ДАННЫХ Как видно из рис. 1, высокая активность мазеров Н2 О в комплексе Sgr В2 наблюдалась практически во всем диапазоне лучевых скоростей 52— 73 км/с. Следует отметить две сильные вспышки, которые произошли в 1986—1987 гг. и 2004 г. Первая из них принадлежит источнику N [11], а вторая — М [13]. По энергетике они почти сравнимы с супервспышкой в Орионе в 1979—1987 гг.
3.1. Вспышки мазера Н2 О Излучение большинства компонентов спектра линии Н2 О имело вспышечный характер с мак-
71.5
71.0 63.5
^ 63.0 м/
к
ь т с
о р
о к с
«
а
и
е
ч у
Л
56
55
54
53
500
400
а, к
§300
ь т ос
Ё 200 о
ч С
100
4а
7а
7а ▲
4с
о
К \ \ •
•п О Ч V
'А^Г-ШР
£*.У у7 4Ь
..........4Ь _
'I ••>С\> ^ Г*. "О
3 . ✓•¿к.....
(а)
(б)
(в)
7Ь
7Ь
0
1989
1990 1991 1992
Годы
1993
1994
Рис. 3. То же, что на рис. 2, для интервалов скоростей 53—57, 62.5—63.5 и 70.8—71.8 км/с в период 1989—1993 гг.
симальными значениями потоков, составлявшими 300—1000 Ян. Временами наблюдались более сильные вспышки отдельных деталей, и тогда их потоки достигали 3000—4000 Ян. Продолжительность вспышек менялась в интервале от одного месяца до 1.5 года. Ширины линий отдельных компонентов были достаточно большими (0.7—1 км/с), причем иногда они доходили до 2 км/с, чего не наблюдалось в других связанных с областями звездообразования источниках. Сильные вспышки, как
правило, представляли собой серии из последовательных вспышек одиночных деталей (рис. 2 и 3; обозначение компонентов и деталей на рис. 3 аналогично рис. 2).
Вспыхивающие детали имели как близкие, так и сильно различающиеся лучевые скорости. Например, в период вспышки 1985—1987 гг. в источнике Sgr Б2 N наиболее сильное излучение появилось сначала на ^зд ~ 56.1 км/с и имело поток в максимуме 1650 Ян, а затем на ^зд ~
1
2
3
5
1
74
о
Е а
н о
о а о
а
о «
а
и
о ^
72
70
68
1500
1000
500 0
400 300 200 100 0
1997 1998 1999 2000 2001
Годы
Рис. 4. Результат разложения Н2О-спектра на отдельные компоненты в интервале скоростей 67.5—74.5 км/с (1997— 2000 гг.). Большими кружками с крестиками в центре и большими сплошными кружками на эпоху 1998.44 нанесены положения компонентов северного и главного источников, соответственно [6]. (Пояснение других обозначений см. в тексте.)
^ 66 км/с, и поток достигал величины 3800 Ян [11] (рис. 2). В период вспышки на скорости 56 км/с наиболее интенсивным было излучение детали с "синей" стороны (деталь 1с). Поток от этой детали на протяжении 1.5 лет превышал 1000 Ян, а ее лучевая скорость сохранялась постоянной как в
эти 1.5 года, так и в течение всего последующего года.
Эволюция вспышки на скорости 66 км/с происходила гораздо сложнее. Начало вспышки зарегистрировано нами в сентябре 1986 г. Профиль линии был асимметричным. Ширина линии по уровню 0.5
45
44
43
л н о о а о а
о «
ей И
а 42 >>
41
40 400
* 300
ей
а о
Н
2 200
н о о и н
¡3 100
0
2000 2001 2002 2003 2004
Годы
Рис. 5. То же, что на рис. 4, для интервала скоростей 40—46 км/с.
составила около 1 км/с. Линия состояла из двух основных компонентов (рис. 2). Главный из них находился на Уьзд ~ 65.5 км/с. К концу 1986 г. линия сузилась до 0.8 км/с, после чего произошло раздвоение главного компонента. Аналогичное явление имело место в начале 1988 г., а скачки скорости наблюдались в конце 1988 г. и начале 1999 г. Наблюдаемая картина эволюции происходила в диапазоне скоростей 64—67 км/с.
Общим у обеих вспышек было то, что в их начальной стадии линии были широкими и, вследствие сложной структуры, асимметричными. Эволюция заключалась в последовательном появлении и угасании эмиссионных деталей в порядке роста или убывания их лучевых скоростей, что указывает на существование фрагментации среды
и градиентов У^. Особенно сложной является область, ответственная за вспышку на скорости 66 км/с. Вероятнее всего в ней имеются достаточно стабильные сгустки вещества (мазерные пятна) с близкими лучевыми скоростями. Таких образований мы выделили как минимум 6.
Согласно Лехту и др. [11] обе области, ответственные за супервспышку, находятся в молекулярном потоке источника Sgr В2 N. Противоположные знаки градиентов скоростей возможны, когда области расположены в разных частях молекулярного потока. Это условие необходимо еще и потому, что у этих компонентов разница скоростей в 10 км/с является достаточно большой. Временная задержка между вспышками на скоростях 56 и 66 км/с равнялась 8—9 мес. При скорости
звездного ветра около 500 км/с это соответствует расстоянию между областями, ответственными за вспышки, ~1.1 х 1015 см.
33.2. Дрейф лучевых скоростей
Было обнаружено, что у большинства эмиссионных деталей кроме сильной переменности потоков имеет место дрейф излучения по лучевой скорости. Это характерно для большинства эмиссионных деталей. Данный дрейф отличался большим разнообразием. Типичным было более или менее плавное изменение лучевой скорости, например, детали 2/ (рис. 2), деталей 2 и 5 (рис. 3), а также деталей 6 и 9 на 68 и 70 км/с (рис. 4). Темп изменения скорости в этом случае был небольшим, и лишь иногда он достигал 0.4—0.5 (км/с)/год.
В других случаях лучевые скорости менялись скачком сразу на 0.1—0.3 км/с. Часто такие компоненты оказываются состоящими из нескольких звеньев. Например, деталь 1 (рис. 2) состоит из 3, а деталь 4 на 55.5 км/с (рис. 3) состоит из 4 звеньев и имеет градиент лучевой скорости. То же самое можно сказать о детали 3 на 72 км/с (рис. 4), причем каждому элементу этой цепочки соответствует свой пик потока.
Кроме того, наблюдались наложения обоих видов дрейфа, а также более сложные вариации лучевой скорости. Для компонента 1 на рис. 3 (71.2 км/с) имела место корреляция переменностей потока и лучевой скорости (рис. 3). С
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.