научная статья по теме ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ СЛАБЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ИЗ ОБЗОРА ОБЛАСТИ ГАЛАКТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА ОБСЕРВАТОРИИ ASCA Астрономия

Текст научной статьи на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ СЛАБЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ИЗ ОБЗОРА ОБЛАСТИ ГАЛАКТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА ОБСЕРВАТОРИИ ASCA»

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 5, с. 201-218

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ СЛАБЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ИЗ ОБЗОРА ОБЛАСТИ ГАЛАКТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА

ОБСЕРВАТОРИИ ASCA

(© 2015 г. А. А. Лутовинов1*, М. Г. Ревнивцев1, Д. И. Карасев1, В. В. Шиманский2, Р. А. Буренин1, И. Ф. Бикмаев2,3, В. С. Воробьев1, C. С. Цыганков4, М. Н. Павлинский1

1Институт космических исследований РАН, Москва, Россия 2Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия 3Академия наук Республики Татарстан, Казань, Россия 4Обсерватория Туорла, Университет Турку, Турку, Финляндия Поступила в редакцию 09.12.2014 г.

В работе изложены результаты отождествления шести объектов из рентгеновских обзоров области Галактического центра и плоскости Галактики, проведенных обсерваторией ASCA: AX J173548-3207, AX J173628-3141, AX J1739.5-2910, AX J1740.4-2856, AX J1740.5-2937, AX J1743.9-2846. Для уточнения координат оптических компаньонов этих источников были использованы данные рентгеновских обсерваторий Chandra, XMM-Newton, а также телескопа XRT обсерватории Swift. После этого нами была проведена серия спектрометрических наблюдений установленных оптических компаньонов на телескопе РТТ-150. Анализ рентгеновских и оптических спектров, а также фотометрических измерений в широком диапазоне длин волн по данным оптических и инфракрасных каталогов, позволил определить природу исследуемых источников. В области локализации источника AX J173628-3141 обнаружены два рентгеновских объекта, один из которых является G-звездой с активной короной, а второй, возможно, симбиотической звездой — красным гигантом с аккрецирующим белым карликом. Три источника (AX J1739.5-2910, AX J1740.5-2937, AX J1743.9-2846) оказались активными звездами классов G—K, предположительно, объектами типа RS CVn, один (AX J1740.4-2856) — М карликом, и еще один (AX J173548-3207) — скорее всего, маломассивной рентгеновской двойной системой в выключенном состоянии. Получены оценки расстояний и соответствующие светимости источников в мягком рентгеновском диапазоне энергий (0.5—10 кэВ), при этом анализ данных глубоких наблюдений области Галактического центра, проведенных обсерваторией ИНТЕГРАЛ, не выявил ни от одного из них значимого потока в диапазоне энергий >20 кэВ.

Ключевые слова: рентгеновские источники, Галактика, активные звезды, обсерватория ASCA.

DOI: 10.7868/Б032001081505006Х

ВВЕДЕНИЕ

Звездное население галактик состоит из объектов разных классов, каждый из которых может являться источником рентгеновского излучения за счет физических процессов разной природы. Например, в двойных системах с нейтронными звездами, черными дырами и белыми карликами рентгеновское излучение формируется в процессе аккреции вещества на компактные объекты; звезды поздних спектральных классов имеют активные короны, в которых вещество, разогретое до миллионов и десятков миллионов градусов, является источником рентгеновского излучения; молодые

Электронный адрес: aal@iki.rssi.ru

звезды могут разогревать вещество в испускаемых ими мощных ветровых потоках и т.д. Анализ физических процессов, происходящих в этих объектах, часто приходится делать на основе изучения целой популяции источников определенного класса, что делает необходимым проведение обзоров неба и отождествление объектов, обнаруженных в них.

В силу разных конструктивных особенностей инструментов, способных проводить обзоры всего неба, и несмотря на их постоянно улучшающиеся характеристики, до сих пор даже самые чувствительные обзоры всего неба, выполненные обсерваториями RXTE (Ревнивцев и др., 2004), ИНТЕГРАЛ (Кривонос и др., 2007) и Swift (Баумгартнер и др., 2013), имеют чувствительность на уровне 10-11 эрг с-1 см-2. Исключением является обзор

неба обсерватории ROSAT, проведенный на чувствительности около 10-12 эрг с-1 см-2 (Фогес и др., 1999). Однако этот обзор проводился в области энергий менее 2 кэВ, сильно подверженной влиянию межзвездного поглощения, что существенно ограничило его возможности для изучения объектов в диске нашей Галактики.

Наблюдения более чувствительными инструментами в рамках специальных обзорных программ (см., например, Ванг и др., 2002; Хэндс и др., 2004; Эбисава и др., 2005; ван ден Берг и др., 2009; Ревнивцев и др., 2009) или программ по отождествлениям и наблюдениям рентгеновских источников (Ким и др., 2004; Сакстон и др., 2008; Эванс и др., 2010; Эванс и др., 2014; Ворвик, 2014) также дают возможность получать обзоры некоторых областей Галактики. Однако из-за малого поля зрения фокальных телескопов все они покрывают лишь небольшие площадки на небе. До сих пор одними из наиболее обширных по покрытию области Галактического центра и плоскости нашей Галактики обзорами, проведенными рентгеновским телескопом с фокусирующей оптикой на энергии более 2 кэВ, являются обзоры обсерватории ASCA (Сугизаки и др., 2001; Сакано и др., 2002).

Однако эти обзоры также имеют существенный недостаток — ввиду недостаточного углового разрешения обсерватории ASCA значительная доля объектов, обнаруженных в этих обзорах, имеет неизвестную природу, что делает их использование для задач изучения популяций объектов в нашей Галактике затруднительным. Кроме того, анализ данных обсерватории ASCA, поиск и регистрация источников существенно затруднялись правильным учетом вклада диффузного рентгеновского излучения Галактики, учетом влияния ярких объектов и т.д. В течение уже длительного времени рентгеновскими обсерваториями последнего поколения Chandra и ХММ-Newton проводятся систематические наблюдения площадок неба, на которых были обнаружены источники в обзорах обсерватории ASCA. Это позволяет существенно уточнить астрометрическое положение рентгеновских источников и затем проводить оптические или инфракрасные (ИК) наблюдения с целью определения их природы (Дегенаар и др., 2012; Андерсон и др., 2014).

В более жестком диапазоне энергий (>17 кэВ) наиболее чувствительным обзором центральных областей Галактики и Галактической плоскости является обзор обсерватории ИНТЕГРАЛ (Кривонос и др., 2012). Этот обзор имеет высокую степень полноты отождествления зарегистрированных объектов (~92%), глубокое и довольно однородное по экспозиции покрытие внутренней

части Галактической плоскости, что позволяет проводить статистические и популяционные исследования рентгеновских источников разных классов (см., например, Ревнивцев и др., 2008; Лутовинов и др., 2013, для маломассивных и массивных рентгеновских двойных систем соответственно). Особый интерес для исследования пространственного распределения массивных рентгеновских двойных систем представляет центральная область нашей Галактики. Это связано с тем, что согласно теории звездной эволюции такие объекты, представляющие собой молодое население Галактики, должны концентрироваться к областям повышенного звездообразования, т.е. к спиральным рукавам. И современные наблюдательные данные подтверждают эту точку зрения (см., например, Гримм и др., 2002; Лутовинов и др., 2005; Бодагхи и др., 2012, и ссылки там). При этом необходимо отметить, что массивные рентгеновские двойные системы, в принципе, могут существовать и в балджах галактик (балдж — утолщение, наблюдаемое в центрах спиральных галактик) — в областях, где идут процессы звездообразования (например, в молекулярных облаках), однако пока нет однозначных наблюдательных подтверждений этого. В рамках программы по поиску массивных рентгеновских двойных систем в Галактическом балдже мы планируем провести систематический анализ всех неотождествленных рентгеновских источников, зарегистрированных в обзорах центральной области Галактики обсерваториями ASCA и ИНТЕГРАЛ, с целью установления их природы и определения расстояний до них. Всего для наших исследований было отобрано 17 источников из обзора обсерватории ASCA и 7 объектов из обзора обсерватории ИНТЕГРАЛ.

В настоящей работе приводятся результаты первого этапа этой программы, в рамках которого были отождествлены шесть слабых объектов из обзора обсерватории ASCA при помощи спектрометрических наблюдений кандидатов на Российско-турецком телескопе РТТ-150 с использованием спектрометра среднего и низкого разрешения ТРОБС.

РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

На рис. 1 показана карта центральной области Галактики с координатами —4° < I < 4°, -1.3° < < Ь < 1.3°, полученная усреднением всех доступных данных обсерватории ИНТЕГРАЛ за период наблюдений 2003—2014 гг. в диапазоне энергий 17— 60 кэВ (общая экспозиция составила более 40 Мс). Более темные области соответствуют положениям более ярких в жестких рентгеновских лучах объектов.

Положения источников, зарегистрированных в обзорах обсерватории ASCA, показаны кружками разного цвета: зеленым показаны источники,

д s n er

£ >

Ш >

n

H

о X о

ж

s

►С m n я s

>1

X >

in

ел

ю

о

ел

Рис. 1. Карта области Галактического центра с координатами — 4" < I < 4", —1.3" <Ъ< 1.3", полученная по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ в диапазоне энергий 17—60 кэВ. Красными кружками показаны положения источников неизвестной природы из обзоров обсерватории ASCA (Сугизаки и др., 2001; Сакано и др., 2002). Объекты, исследующиеся в настоящей статье, дополнительно отмечены квадратами красного цвета. Зеленым цветом показаны источники известной природы из этих же обзоров обсерватории AS CA. Для удобства читателя для них указаны общеупотребительные названия.

О Д

X)

га b га ü га X X га

Д

X)

S X)

О Ь Е

г>

ü >

сп сг

я

X

га X н

га X О

г> я: s х

s г> н О ►С X X

я о

ю о

СО

природа которых известна (при этом приведены их общеупотребительные названия, а не названия из самих обзоров), красным отмечены объекты, природа которых еще не установлена. Всего на карте показано 42 источника, зарегистрированных в этой области неба обсеваторией AS CA, для 25 из которых тип, класс уже определены, а природа еще 17 неизвестна. Шесть объектов из этих семнадцати, являющиеся предметом исследований в настоящей работе, дополнительно отмечены красными квадратами. Отметим, что все эти источники находятся в первом квадранте и отличаются тем, что оптическими компаньонами в них являются довольно яркие в

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