научная статья по теме МНОГОЧАСТОТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ БЛАЗАРА 0716 714 Астрономия

Текст научной статьи на тему «МНОГОЧАСТОТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ БЛАЗАРА 0716 714»

УДК 524.7-77-56

МНОГОЧАСТОТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ

БЛАЗАРА 0716+714

(© 2009 г. А. Е. Вольвач1, М.Г.Ларионов2, Н. С Кардашев2, А. Лахтеенмаки3, М. Торникоски3, Т. Ховатта3, Е. Ниеппола3, И. Торниаинен3, М. Ф.Аллер4, Х. Д. Аллер4

1Лаборатория радиоастрономии НИИ "Крымская астрофизическая обсерватория",

Кацивели, Ялта, Украина

2Астрокосмический центр Учреждения Российской академии наук Физического института

им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия 3Радиообсерватория Метсахови Хельсинского технологического университета, Хельсинки, Финляндия 4Радиообсерватория Мичиганского университета, Анн Арбор, США

Поступила в редакцию 10.12.2008 г.; принята в печать 30.12.2008 г.

По данным длительного мониторинга источника ББ 0716+714 на пяти частотах радиодиапазона от 4.8 до 37 ГГц, полученным в лаборатории радиоастрономии НИИ "Крымская астрофизическая обсерватория", обсерватории Мичиганского университета и радиообсерватории Метсахови, проанализированы два вспышечных явления, произошедших в объекте ББ 0716+714 за последние Б лет. Интервал между вспышками соответствует данным, полученным ранее на основе спектрального анализа изменений потоков на указанных частотах, где была обнаружена периодическая компонента — составляющая переменности около 4 лет. Рассмотрена динамика мощных вспышек, произошедших в 2003 и 2007 гг., и определены задержки развития явления между различными частотами радиодиапазона. На основе полученных данных сделаны заключения о кинематических и динамических характеристиках источника.

РАС Б: 98.54.Cm, 95.85.Bh

1. ВВЕДЕНИЕ

Блазар ББ 0716+714 был обнаружен при про-

ведении обзора неба на Боннском телескопе и в

НРАО [1]. Источник является одним из наиболее ярких представителей активных ядер галактик (АЯГ). В нем отмечена переменность потока

излучения в широком диапазоне длин волн — на

масштабах времени от десятков минут [2] до десят-

ков лет [3]. Данные внутрисуточной переменности (ЮУ) указывают на наличие в источнике ультра-

компактных областей излучения [4]. В источнике

ББ 0716+714 были отмечены даже 25-мин и 73-

мин осцилляции потока излучения [2]. Аналогичные

квазипериодические изменения потока присутствуют и в других ГОУ-объектах, таких как ОЛ 287 (32 мин) [Б] и 3С 273 (ББ мин) [6].

Отсутствие информации о расстоянии до источника сильно ограничивает возможность проведения анализа полученных наблюдательных данных. Анализ интерферометрических наблюдений в этом случае становится не столь эффективным. Известно несколько оценок красного смещения объекта от г = 0.26 до г = 0.52, полученных на основе анализа оптических данных ближайших галактик [7, 8].

Результаты наблюдений на радиотелескопах в широком диапазоне длин волн указывают на присутствие в источнике компактных областей плазмы, двигающихся в узконаправленных выбросах (джетах) с релятивистскими скоростями. Угол между лучом зрения и направлением выбросов в незначителен [9]. Существуют лишь верхние оценки в, полученные на основе косвенных соображений. Для объяснения наблюдаемых высоких температур, превышающих комптоновский предел 1012 К, необходимо допустить значения доплер-фактора 6 и лоренц-фактора 7 равными нескольким десяткам [10, 11, 12]. Все имеющиеся для ББ 0716+714 оценки лоренц-фактора оказываются больше 20 [13].

Информация о корреляции вспышечных явлений в различных диапазонах длин волн носит противоречивых характер. Так, в работе [14] не отмечено связи между вспышками в радио- и оптическом диапазонах. Ферреро и др. [4] установили верхний предел задержки между явлениями вспышек, происшедших в жестком и мягком рентгеновском диапазоне длин волн, менее нескольких сотен секунд. Учитывая высокую вспышечную активность в ис-

точнике S5 0716+714 (был отмечен интервал между выбросами компонент в джете, равный 0.7 года [15]), и отсутствие информации о задержках между подъемами потоков на разных частотах, довольно трудно установить связь между вспышками, происшедшими в различных диапазонах длин волн. С другой стороны, при незначительных задержках корреляционная связь тоже может отсутствовать из-за большой скважности между точками съема данных во время проведении длительного мониторинга объекта.

Задержка между подобными вариациями на различных частотах радиодиапазона выявлена в [7], но она оказалась небольшой. Складывается впечатление, что при развитии вспышек в источнике S5 0716+714 временные задержки между возникновением вспышки на различных частотах радиодиапазона малы по сравнению с аналогичными явлениями, происходящими, например, в источнике 3С 454.3 [13, 15, 16], и составляют дни, а не месяцы. В пользу этого вывода свидетельствуют измерения, выполненные в оптическом диапазоне длин волн, где было показано, что задержка вспышек между В и I полосами составляет величину менее 10 мин [17].

Данные интерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ) указывают на наличие доминирующей неразрешенной ядерной составляющей и миллисекундного джета (»15 мсек. дуги). В период активности прилегающая к центру область джета распадается на несколько компонент, имеющих видимое сверхсветовое движение (до 20 с), время жизни которых составляет несколько месяцев. Облака электронно-позитронной плазмы в выбросах при этом могут контролироваться винтовыми магнитными полями [18, 19].

Источник S5 0716+714 в периоды активности имеет высокую степень поляризации джетовой составляющей потока излучения [15]. В некоторых случаях даже отмечена периодичность в изменении степени поляризации с периодами 0.14, 2.5 и 12.5 сут [20]. Поворот плоскости поляризации поляризованной составляющей потока излучения и ее антикорреляция с общей составляющей потока свидетельствуют о том, что поляризованная компонента излучения управляется магнитными полями в джете и эти магнитные поля имеют сложную конфигурацию [18].

Считается, что излучение в оптическом диапазоне длин волн является продолжением действия синхротронного механизма излучения, распространяющегося от радио- до оптического диапазона. Естественным проявлением этого механизма является возникновение подъема в коротковолновом участке оптического излучения во времена развития активности в источнике. Источник становится "голубее". При этом отмечен верхний предел на

задержку между явлениями вспышек в V -и Е-диапазонах, составляющий менее 1 мин [21].

Из изложенного следует, что новые многочастотные данные по развитию вспышечных явлений в S5 0716+714 чрезвычайно важны для прогресса в понимании физических явлений, происходящих в центральной энергетической "машине" источника.

В работе представлены данные длительного мониторинга источника S5 0716+714 на 5 частотах радиодиапазона. Отдельно рассмотрены две последние вспышки потока излучения в объекте. Определены задержки между возникновением вспышек на разных частотах радиодиапазона и проведена физическая интерпретация полученных данных.

2. НАБЛЮДЕНИЯ

Наблюдения на частотах 22.2 и 36.8 ГГц проводились с помощью 22-м радиотелескопа РТ-22 Крымской астрофизической обсерватории (КрАО) при помощи модуляционных радиометров. Использовалась стандартная методика наблюдений "ON-ON", когда фиксируются антенные температуры при установке на источник поочередно одним и другим лепестками диаграмм направленности радиотелескопа. Значения антенных температур, исправленные за поглощение излучения в атмосфере Земли, пересчитывались в плотности потоков по данным наблюдений калибровочных источников. При этом также использовались зависимости эффективной площади от угла места радиотелескопа.

Наблюдения на частоте 37 ГГц проводились с помощью 14-м радиотелескопа Радиоастрономической обсерватории Метсахови Хельсинского технологического университета. Методика наблюдений и обработка аналогичны тем, которые были использованы на РТ-22 КрАО.

Мониторинг потоков источника на частотах 4.8, 8 и 14.5 ГГц проводился при помощи 26-м радиотелескопа Радиоастрономической обсерватории Мичиганского университета. Методика проведения наблюдений и обработки данных приведены в работе [22].

Мониторинг объекта проводился с 1981 г. по настоящее время. Полученные данные на РТ-22 КрАО и РТ-14 Обсерватории Метсахови хорошо согласуются между собой и дополняют друг друга на протяжении всего периода мониторинга объекта.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

По данным длительного мониторинга на 5 частотах радиодиапазона выполнен гармонический анализ и определены периодические составляющие в широком диапазоне интервалов времени от десятков дней до десятков лет. Периодические составляющие подъема активности в объекте проявляют себя на всех исследуемых частотах радиодиапазона. Четко выделенный период вспышечной активности 3.6 года прослеживается практически на протяжении всего многолетнего мониторинга S5 0716+714. Исключение составляет видимый спад активности источника в период 1990—1996 гг.

Вспышка 2004 г. была самой мощной за время наблюдения за объектом с 1981 г. Если связывать величину вспышек с наличием прецессии в системе, то можно предположить, что прецессионный период в системе составляет более 25 лет (рис. 1). Если орбитальный период двойной сверхмассивной черной дыры в S5 0716+714 принять равным 3.6 года, то его отношение к прецессионному периоду (<0.14) выглядит вполне естественным для двойных систем из сверхмассивных черных дыр в ядрах активных галактик.

Наблюдая картину долговременного мониторинга (рис. 1, средний график) выскажем прогноз, что следующая вспышка в источнике, которая произойдет в 2011—2012 гг., будет иметь еще меньшую амплитуду, чем в 2007—2008 гг., когда она была в 1.5 раза меньше максимальной. Вспышка излучения в 1999 г. была в 3 раза менее мощной, чем в 2003—2004 гг. Это наводит на мысль о том, что после прогнозируемой вспышки в 2011—2012 гг. должен наступить период "затишья", когда ярких вспышечных явлений не будет наблюдаться, если вычисленный нами прецессионный период верен.

Перед наступлением цикла активности 1997— 2008 гг. наблюдался монотонный спад среднего уровня излучения источника ("подложки"). С 1981 по 1996 гг. уровень "подложки" упал в 2—3 раза. С чем связано падение среднего уровня излучения S5 0716+714, не

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.

Показать целиком