АСТРОНОМИЧЕСКИМ ЖУРНАЛ, 2007, том 84, № 11, с. 975-983
УДК 524.7-7-56
ЦВЕТОВАЯ ПЕРЕМЕННОСТЬ ЦВЕТА БЛАЗАРА AO 0235+16
© 2007 г. В. А. Гаген-Торн1, В.М.Ларионов1, К. М. Раитери2, Е. И. Гаген-Торн3'1, А. В. Шапиро1, А. А. Архаров3, Л. О. Такало4, А. Силланпяя4
'Астрономический институт им. В.В. Соболева С.-Петербургского государственного университета,
С.-Петербург, Россия
2INAF-Астрономическая обсерватория Турина, Турин, Италия 3Главная астрономическая обсерватория Российской академии наук, С.-Петербург, Россия 4Обсерватория Туорла Университета Турку, Турку, Финляндия Поступила в редакцию 20.01.2007 г.; принята в печать 05.04.2007 г.
Приводятся результаты анализа многоцветных (UBVRIJHK) наблюдений блазара AO 0235+16. Использовались кривые блеска, составленные в Туринской обсерватории по литературным данным и по результатам кооперативных наблюдений по программе WEBT. Цветовая переменность изучалась для 8 временных интервалов, в которых было достаточное количество многоцветных наблюдений в оптической области спектра, при этом JHK-данные имелись лишь для одного из них. Показано, что распределение энергии в спектре переменного компонента в пределах каждого из 8 временных интервалов оставалось неизменным, но сильно менялось от интервала к интервалу. После исправления за поглощение оно во всех случаях представляется степенным законом, что говорит в пользу синхротронной природы переменного компонента. Найдено, что переменность в оптическом и ИК-диапазоне обусловлена одним и тем же переменным источником.
PACS: 98.54.Cm, 98.62.Qz
1. ВВЕДЕНИЕ
Блазар АО 0235+16 — один из наиболее интенсивно изучаемых в последние годы [1—4]. В статьях Раитери и др. [1—3] дается практически полная библиография с описанием свойств объекта, и повторять их здесь мы не будем. Отметим только, что амплитуда переменности АО 0235+16 достигает 5т, а наблюдаемый цвет объекта аномально красный для блазаров.
В спектре АО 0235+16 (^ет = 0.94) имеется абсорбционная система с z = 0.524. Юнкаринен и др. [4] показали, что область, ответственная за появление этой системы абсорбционных линий, содержит много пыли, что и вызывает сильное покраснение объекта. Поэтому все оценки спектральных индексов и т.п., полученные до выхода работы [4], требуют пересмотра. В частности, это относится к данным, опубликованным в работе Гаген-Торна и др. [5] (однако сделанный там вывод о том, что имеются большие изменения цвета источника, ответственного за переменность с характерным временем порядка 1 года, остается в силе).
Цветовая переменность АО 0235+16 обсуждается в [3]. Мы считаем, однако, что полезно провести ее более тонкий анализ с применением
методики, подробно изложенной в [6] и неоднократно использовавшейся при изучении цветовой переменности блазаров (см., например, [7, 8]).
2. НАБЛЮДАТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА АНАЛИЗА
В данной работе мы используем сводные кривые блеска в UBVRI-полосах (оптический спектр) и JHK-полосах (ближняя ИК-область), построенные К.М. Раитери в Туринской обсерватории по литературным данным и в результате объединения и сопоставления данных, полученных при выполнении программы WEBT (Whole Earth Blazar Telescope; http://www.to.astro/blazars/webt/), в которой авторы принимают участие. Регулярные наблюдения в ИК-диапазоне были начаты в 2002 г., оптические данные имеются начиная с 1975 г., когда было проведено отождествление радиоисточника со звездообразным объектом.
Для примера на рис. 1 приведены кривые блеска в одной из оптических (R) и одной из ИК-(К) полос (даны средние за ночь значения потоков, которые и будут использоваться в дальнейшем анализе; тем самым мы отвлекаемся от сверхбыстрой переменности, изучая цветовые изменения на характерных
45000 46000 47000 48000 49000 50000 51000 52000 53000
JD2400000
Рис. 1. Кривая блеска АО 0235+16 в полосах R (точки) и К (треугольники). Указаны временны е интервалы, в которых изучалась цветовая переменность.
8 7 6 я5 Е 4 ^ 3 2 1
1 2
3 4
5 6 7
8
временах, превышающих сутки). При переходе от звездных величин к потокам использовалась калибровка Меда и др. [9].
Суть применяемого нами метода анализа цветовой переменности состоит в построении для пары полос диаграмм "поток—поток" (точнее, "плотность потока"), на которых точки в случае неизменности цветовых характеристик переменного компо-
мЯн
Рис. 2. Диаграммы "поток—поток" для интервала 5.
нента должны лежать на прямых линиях, угловые коэффициенты которых дают отношения потоков переменного компонента в рассматриваемых полосах. Многоцветные наблюдения переменности дают, таким образом, относительное распределение энергии в спектре переменного источника.
Нахождение распределения энергии переменного источника удобно выполнять отдельно для оптического и ИК-диапазона. Затем эти распределения "сшиваются" с помощью диаграммы "поток-поток", на которой сопоставляются потоки в одной из оптических и одной из ИК-полос.
Важнейшим преимуществом метода является то, что для получения относительного распределения энергии в спектре переменного компонента не требуется предварительного определения его вклада в суммарное наблюдаемое излучение.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ЦВЕТОВОЙ ПЕРЕМЕННОСТИ
Как было показано в нашей ранней работе [5], цветовые характеристики переменного компонента у АО 0235+16 могут изменяться, причем довольно быстро. Поэтому для анализа было выбрано 8 временных интервалов, в пределах которых определялось относительное распределение энергии переменного компонента, который, как можно считать исходя из кривых блеска, определял фотометрическое поведение объекта в этом интервале (границы интервалов указаны на рис. 1).
Попарное сравнение наблюдаемых потоков в разных спектральных полосах показало, что связь между ними линейна (о чем говорят близкие к единице коэффициенты корреляции), так что распределение энергии переменного компонента в пределах каждого временно го интервала можно считать неизменным. Сравнение проводилось отдельно для оптической и ИК-области спектра. За основную
Рис. 3. То же, что на рис. 2, для интервала 6.
полосу в первом случае была выбрана полоса R, во втором — полоса К.
Чтобы не загромождать статью, подробные результаты будут приведены лишь для трех наиболее интересных интервалов, для остальных будут даны только конечные результаты. Диаграммы "поток-поток" для интервалов 5 2450600-2450900, 1997-1998 гг.), 6 (^ 2451000-2451200, 19981999 гг.) и 5 (^ 2452800-2453100, 2003 г.) приведены на рис. 2-5. На рис. 6 дается диаграмма "поток-поток" для полос R и К, использовавшаяся для "сшивания" оптического и ИК-спектра в интервале 8 (единственном, для которого есть ИК-данные).
Угловые коэффициенты прямых, проведенных методом ортогональной регрессии [10] (который надлежит использовать, когда имеются случайные ошибки в обеих сравниваемых величинах), приведены в табл. 1 -3 в пятом столбце вместе с их ошибками на уровне 1а. Они дают наблюдаемое относительное распределение энергии в
спектре переменного компонента. (В первых четырех столбцах таблиц приведены последовательно: название полосы, соответствующий ей логарифм частоты, коэффициент корреляции и количество точек на графиках.)
Важным этапом является исправление наблюдаемого распределения за поглощение из-за прохождения света через пылевые облака. Это достигается умножением помещенных в пятом столбце табл. 1 -3 значений на поправочный множитель CiR (Ск для ИК-полос), который найден по данным о поглощении, взятым из последнего столбца табл. 5 работы [2], где учтены все источники поглощения в соответствии с работой [4]. Данные о поглощении приведены в шестом столбце табл. 1-3, а множители С^ (Ск) - в седьмом столбце.
Исправленные за поглощение отношения (Fi/FR)'Огг, дающие относительное распределение энергии в спектре переменного компонента, исправленное за поглощение, приведены в восьмом столбце табл. 1 -2 и в восьмом-девятом столбцах табл. 3. В последних столбцах табл. 1 -3 приведены
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
FR, мЯн
Рис. 4. То же, что на рис. 2, для интервала 8 в оптической области спектра.
5 4
н
3 з
1
0 1
н
—I_I_I_I_I_I_I_|_
3 4 5 FK, мЯн
6 7 8 9
0
J
Рис. 5. То же, что на рис. 2, для интервала 8 в ИК-области спектра.
логарифмы этих отношений. Они сопоставлены со значениями ^ V на рис. 7 и 8. На рис. 8 отдельно приведены распределения, полученные для оптической и ИК-области спектра и "сшитое" распределение энергии для всей области от К до и.
Рассмотрение рис. 7 и 8 показывает, что точки удовлетворительно лежат на прямых линиях, т.е. распределение энергии переменного компонента
следует степенному закону Fv ~ Vа, где значения спектрального индекса а даются наклоном прямых
Рис. 6. То же, что на рис. 2, для интервала 8 и потоками в полосах R и К.
на графиках. Прямые были проведены способом наименьших квадратов. Значения а для всех восьми временных интервалов приведены вместе с их ошибками на уровне 1а в третьем столбце табл. 4 (во втором столбце указан интервал, в четвертом даются коэффициенты корреляции между величинами lg(Fl/FR)Zrr и ^ V, пятый и шестой столбцы дают среднее и максимальное значение потока в полосе R). Для единообразия для интервала 8 приведено значение а, найденное по оптическим данным. В интервале 8 для ИК-области найдено а = —1.66 ± 0.12 при коэффициенте корреляции
г = 0.99, а для "сшитого" распределения имеем а = —1.92 ± 0.05 при г = 0.99.
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ
Степенной характер спектра и обычно наблюдаемая у АО 0235+16 высокая степень поляризации (например, в декабре 2006 г., по нашим неопубликованным данным, она превышала 30%) не оставляют сомнения в синхротронной природе переменных источников, ответственных за активность.
Таблица 1. Результаты анализа для интервала 5 (ГО 2450600—2450900, 1997—1998 гг.)
Полоса ^ V (Гц) п (Fi/FRУvьasr ± 1а А CiR №/FR)ГгГ ± 1а да/FRУаг ± 1а
1 2 3 4 5 6 7 8 9
В 14.833 0.99 21 0.287 ± 0.005 1.904т 1.810 0.519 ± 0.009 -0.284 ± 0.007
V 14.736 0.99 35 0.596 ± 0.013 1.473 1.194 0.711 ± 0.016 -0.148 ± 0.010
R 14.670 - - 1.000 1.260 1.000 1.000 0.000
I 14.574 0.99 25 1.783 ± 0.022 0.902 0.
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.