ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 5, с. 196-200
ПОИСК КАТАКЛИЗМИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ ПО ДАННЫМ РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЗОРА НЕБА 400й
2015 г. А. Ю. Ткаченко*, М. Г. Ревнивцев, Р. А. Буренин, А. В. Мещеряков, В. С. Воробьев, М. Н. Павлинский
Институт космических исследований РАН, Москва, Россия Поступила в редакцию 21.11.2014 г.
В работе излагаются первые результаты поиска катаклизмических переменных среди точечных рентгеновских источников, обнаруженных в части обзора неба площадью 400 кв. градусов, выполненного по данным телескопа ЯОБАТ (400й), для которой имеются также фотометрические данные Слоановского обзора неба. Необходимые оптические наблюдения кандидатов в катаклизмические переменные проводились на российско-турецком 1.5-м телескопе (РТТ-150). Показано, что один из четырех исследованных объектов (400D J0019126+220733) является катаклизмической переменной, два — квазарами на красном смещении г ~ 2, природа одного объекта остается невыясненной, однако мы можем исключить его из списка возможных кандидатов в катаклизмические переменные: его спектр не содержит характерных эмиссионных особенностей.
Ключевые слова: рентгеновские источники, катаклизмические переменные, оптические наблюдения.
DOI: 10.7868/80320010815050083
1. ВВЕДЕНИЕ
Катаклизмические переменные (КП) — тесные двойные системы, в которых происходит перетекание вещества с одного компонента системы (в основном, маломассивной звезды главной последовательности) на другой — белый карлик. В процессе аккреции падающее вещество выделяет из гравитационного поля белого карлика большое количество энергии и светит в различных участках электромагнитного спектра вплоть до энергии, соответствующей вириальной температуре у поверхности белого карлика, кТ ~ GMwD/К, несколько десятков кэВ (см., например, обзор в книге Уорне-ра, 2003).
Анализ свойств популяций катаклизмических переменных дает важную информацию о физических механизмах звездной эволюции. Так, например, обнаружение пробела в распределении периодов КП (область орбитальных периодов 2—3 ч) привело к предположению, что механизм магнитного звездного ветра, который является основным механизмом потери углового момента звезд с массами порядка массы Солнца (см., например, Фер-бунт, Цваан, 1981), перестает работать в звездах с массами менее 0.2—0.3 Мс^ (см., например, Спрейт, Риттер, 1983). Обнаружение минимума орбитальных периодов КП привело к пониманию влияния
Электронный адрес: ayut@iki.rssi.ru
излучения гравитационных волн (например, Крафт и др., 1962; Пачинский, 1981).
Катаклизмические переменные в галактиках являются важными источниками рентгеновского излучения. Так, было показано, что в нашей Галактике катаклизмические переменные наряду с ко-ронально активными звездами в сумме дают рентгеновскую светимость по меньшей мере порядка 1038 эрг/с со спектральной формой характерной для многотемпературной плазмы (Ревнивцев и др., 2006, 2009; Уорик, 2014). Для других галактик излучение катаклизмических переменных и коро-нально активных звезд может являться важнейшим компонентом полной рентгеновской светимости после учета аккрецирующих двойных с нейтронными звездами и черными дырами (Ревнивцев и др., 2008a). Для того чтобы получить наиболее надежную оценку вклада КП в полную излучатель-ную способность звездного населения галактики в рентгеновском диапазоне, необходимо изучать как можно более полную выборку КП в окрестностях Солнца.
Существенной проблемой получения выборки КП из обзоров неба в оптическом диапазоне является очень высокая поверхностная плотность оптических источников и существенное перекрытие в пространстве цветов (т.е. отношения потоков в оптических спектральных диапазонах) положения
Список кандидатов в катаклизмические переменные из обзора 400й, спектры которых приведены в настоящей статье
Название SDSS name и 9 r Type
400d J0019126+220733 J001912.58+220733.0 20.04 19.61 19.54 CV
400d JO137291-182440 JO 13729.42—182439.6 19.92 19.92 19.83 AGN 2 « 1.785
400d J0219055-030311 J021904.82—030302.1 19.77 19.62 19.65
400d J1633392+565731 J163339.21+565730.6 19.65 19.64 19.66 AGN 2 « 1.965
КП и других объектов, таких как активные ядра галактик на красных смещениях 1—3 (см., например, рис. 1).
Обзоры неба в рентгеновском диапазоне имеют значительно меньшую поверхностную плотность объектов и могут быть эффективно использованы! совместно с оптическими/инфракрасными для того, чтобы! более надежно отбирать объекты! интересующего нас класса.
Излучение КП, в основном, формируется в трех областях — в аккреционном потоке вокруг белого карлика, в фотосфере самого белого карлика и в фотосфере звезды-компаньона. Доля рентгеновского излучения в болометрической светимости аккреционного потока у компактного объекта, такого как белый карлик, существенно превышает таковую у обычных звезд. Например, доля рентгеновской светимости от аккреционных потоков с малым темпом аккреции вещества (менее M < 10-11 Mq/год), которых в популяции КП самое большое количество, может составлять до половины (Ревнивцев и др., 2014), в то время как самые рентгеновски-яркие обычные звезды дают в рентгеновском диапазоне не более 10-3 их болометрической светимости (см., например, обзор Гюдел, 2004).
До определенного предела по потоку в рентгеновском диапазоне энергий, например до уровня 10-11 — 10"1L5 эрг с-1 см-2, рентгеновские обзоры обладают очень большой полнотой отождествления объектов и могут напрямую, без дополнительного отбора по свойствам объектов в оптическом диапазоне использоваться для измерения свойств популяции КП. К настоящему времени такие измерения были проведены с использованием обзоров всего неба обсерваторий ROSAT (Шво-пе и др., 2002a; Преториус, Книгге, 2012), RXTE (Сазонов и др., 200б), ИНТЕГРАЛ (Ревнивцев и др., 2008b), SWIFT (Преториус, Мукай, 2014), по обзору части неба обсерваторий им. Эйнштейна (Хертц, Гриндлей, 1984), EXOSAT (Мукай, Шио-кава, 1993), ROSAT (Преториус и др., 2007a), на основе неполных выборок (Баклинг и др., 2010; Рейс и др., 2013).
Рентгеновские обзоры площадью несколько сотен кв. градусов имеют чувствительность <~10-13 — — 10-14 эрг с-1 см-2, и такие обзоры могут дать важные дополнительные сведения о КП низкой рентгеновской светимости. Одним из таких обзоров является обзор площадью 400 кв. градусов, выполненный по данным наведений обсерватории ЯОБЛТ (4006). Используя именно эти рентгеновские данные, ранее был получен обзор рентгеновских скоплений галактик (Буренин и др., 2007), который был использован позже для измерения функции масс скоплений галактик и ограничения космологических параметров, включая параметры уравнения состояния темной энергии (Вихлинин и др., 2009). В этом же обзоре было обнаружено более 30 тыс. точечных источников (Буренин и др., 2015, готовится к печати), среди которых должны быть также и катаклизмические переменные.
Поскольку обзор 4006 составлен в областях неба с галактической широтой более \Ь\ > 25°, то просматриваемая этим обзором звездная масса галактики невелика и можно ожидать, что полное количество КП в этом обзоре должно быть сравнимо с количеством этих объектов в обзоре северного галактического полюса, выполненного с помощью телескопа 1^ОБЛТ (Преториус и др., 2007а), где было обнаружено четыре КП.
В области пересечения покрытия обзора 4006 с фотометрическими данными Слоановского цифрового обзора неба (БОББ) часть катаклизмических переменных была уже отождествлена (см., например, Шкоди и др., 2011, и предыдущие работы этого коллектива), однако некоторая часть КП может остаться необнаруженной. В настоящей статье представлены первые результаты нашей программы по поиску катаклизмических переменных среди точечных рентгеновских источников, обнаруженных в обзоре 4006.
2. ОБЗОР НЕБА 4000-8088-РТТ150
Оптические цвета катаклизмических переменных являются, как правило, голубыми, что связано с тем, что в их излучении преобладает вклад либо горячего аккреционного потока, либо фотосферы
198
0
I 1
а
2
3
Рис. 1. Цвета катаклизмических переменных (СУ) и активных ядер галактик на красных смещениях 1—2 и 2—3 в обзоре SDSS. Видно, что положение катаклизмических переменных очень сильно пересекается с положением активных ядер галактик.
ТКАЧЕНКО и др.
. СУ
. 1 < г < 2
- 2 < г < 3
J_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I.
-0.5 0 0.5 1.0 1.5
£ - г
белого карлика (с температурой не менее 104 К). Этот критерий традиционно используется при поиске катаклизмических переменных в оптических обзорах неба (см., например, Грин и др., 1982; Шкоди и др., 2002). Однако одновременное требование того, чтобы оптической объект являлся еще и источником рентгеновского излучения, должно кардинально улучшить качество получаемой выборки КП.
Таким образом, комбинируя информацию, полученную из обзора неба в рентгеновском диапазоне с информацией оптического обзора, мы имеем возможность построить выборку катаклизмических переменных без значительных эффектов селекции внутри заданного объема. Для отбора КП в нашей работе были использованы следующие критерии:
1. КП должна быть рентгеновским источником, именно величина рентгеновской светимости показывает темп аккреции вещества на поверхности фотосферы белого карлика (это верно для КП с темпом аккреции менее М < 10-11 М&/год).
2. Цвет КП в оптическом диапазоне должен быть и' — д' < 0.6.
Область неба, в которой пересекаются обзоры 400й и БОББ, составляет около 200 кв. градусов, чувствительность обзора — около 10"14 эрг с-1 см-2 (Буренин и др., 2015, готовится
к печати). Отбор кандидатов в КП проводился среди объектов с величинами д' < 20.0. Даже для КП, в спектре которых преобладает излучение белого карлика, и, следовательно, их абсолютная звездная величина порядка Мд> ~ 11—12 (Генсике и др., 2009; Ревнивцев и др., 2014), этот порог соответствует расстоянию около 300—350 пк, что примерно соответствует толщине диска галактики. Отметим, что минимальная абсолютная величина КП зависит от массы белого карлика и в случае более массивных БК может уменьшаться до Мд/ ~ ~ 14 (см., например, работу Бержерон и др., 1995), что для
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.