научная статья по теме ВСПЫШКИ МАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ H O В ИСТОЧНИКЕ W75 N Астрономия

Текст научной статьи на тему «ВСПЫШКИ МАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ H O В ИСТОЧНИКЕ W75 N»

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 9, с. 561-572

ВСПЫШКИ МАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ H2O В ИСТОЧНИКЕ W75 N

© 2015 г. В. В. Краснов1, Е. Е. Лехт2*, Г. М. Рудницкий2, М. И. Пащенко2, А. М. Толмачев1

1 Пущинская радиоастрономическая обсерватория, Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Пущино

2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва

Поступила в редакцию 17.04.2015 г.

Представлены результаты исследования мазерного излучения Н20 в сложном комплексе активного звездообразования Ш75 N. Наблюдения проводились на 22-м телескопе Пущинской радиоастрономической обсерватории. Проведено возможное отождествление вспышек с источниками УЬЛ 1 и УЬЛ 2. Обнаружено два цикла мазерной активности: 2006—2012 и 2012—2015 гг. Основные вспышки мазера Н20 происходили в УЬЛ 1. Анализ эволюции вспышек показал, что вспышечное излучение связано со скоплением мазерных конденсаций с близкими лучевыми скоростями протяженностью до а.е. Среда, в которой генерируется мазерное излучение, является турбулентной с разным масштабом турбулентности. Исследование формы линии в эпохи максимумов вспышек также показало отсутствие структур простейшего вида — однородных мазерных конденсаций.

Излучение в диапазоне скоростей от —10.5 до —12 км/с отождествлено со структурой типа вытянутого волокна протяженностью около 4 а.е.

Ключевые слова: звездообразование, мазеры, джеты и потоки, индивидуальные объекты (Ш75

DOI: 10.7868/Б032001081509003Х

ВВЕДЕНИЕ

W75 N находится в сложном гигантском молекулярном комплексе Лебедь-Х, где происходит процесс активного звездообразования. В этой области наблюдается сильное ИК-излучение (Вин-Вильямс и др., 1974). Расстояние до источника оценивается в 2 кпс. В направлении W75 N обнаружены сверхкомпактные области Н II: УЬЛ 1, УЬЛ 2 и УЬЛ 3 (Торреллес и др., 1997), скопления мазерных деталей Н20, гидроксила (Хашик и др., 1981) и метанола (Суркис и др., 2009). Считается, что эти три источника УЬЛ находятся на разных стадиях эволюции.

УЬЛ 1 является радиоджетом. Источник континуума сильно вытянут в направлении с северо-востока на юго-запад на 2000 а.е. Вдоль него располагаются мазерные детали Н20. Согласно картам этого источника, построенным по результатам наблюдений со сверхдлинными базами, мазерные детали Н20 сконцентрированы в трех группах: Л, В и С. Группа Л проецируется на центр источника континуума (на протозвездный объект), а В и С расположены к юго-западу от него. Последующие

Электронный адрес: lekht@sai.msu.ru

наблюдения показали, что излучение имеется только от групп В и С (Суркис и др., 2014). Мазерные детали с наиболее сильным излучением 0Н связаны с УЬЛ 1 и образуют вытянутую дугу, которая может быть представлена моделью вращающегося диска (Слыш и др., 2002).

Источник радиоконтинуума УЬЛ 2 пространственно не разрешен (^О'/ОБ). Он ассоциируется с протопланетным диском. Масса центральной звезды составляет ^10 М©, а радиус системы около 160 а.е. Имеется расширяющаяся околозвездная оболочка со сложной иерархической структурой, в которой расположены отдельные мазерные детали, их скопления, неоднородные волокна, отдельные дуги (фрагменты оболочки) и другие сложные образования (см., например, Торреллес и др., 2003; Лехт и др., 2007).

W75 N является одним из немногих источников, для которых получены карты расположения мазерных деталей Н20 для большого числа эпох, начиная с 1992.86 и кончая 2012.54. Это позволило выявить существование иерархической структуры джета в УЬЛ 1 и диска в УЬЛ 2, а также определить собственные движения мазерных деталей.

я М О

н о к л н о о к н о ч С

-20 -10 0 10 20 -20 -10 0 10 20

Лучевая скорость, км/с

Рис. 1. Спектры мазерного излучения H2O в W75N.

Многолетний мониторинг источника W75 N позволил также проследить за эволюцией отдельных вспышек мазерного излучения ИгЭ, которые происходили достаточно часто в этом источнике

(см., например, Лехт и др., 1984; Лехт, Краснов, 2000).

НАБЛЮДЕНИЯ И АНАЛИЗ ДАННЫХ

Наблюдения выполнены на 22-м радиотелескопе РТ-22 Пущинской радиоастрономической обсерватории. Чувствительность антенны равна 25 Ян^ для точечного источника неполяризован-ного излучения. Анализ сигнала осуществлялся

я

м о н о к л н о о к н о ч С

-20 -10 0 10 20 -20 -10 0 10 20

Лучевая скорость, км/с

Рис. 1. Продолжение.

2048-канальным автокорреляционным анализатором спектра с разрешением 6.1 кГц (0.0822 км/с по лучевой скорости в линии 1.35 см).

Мониторинг W75 N проводится нами с конца 1979 г. Результаты наблюдений до 2006 г. были опубликованы ранее (см., например, Лехт, Соро-

ченко, 1984; Лехт и др., 2007). В основу настоящей работы взяты результаты мониторинга с 2006 г. по начало 2015 г.

На рис. 1а—д даны спектры мазерного излучения Н2О. Ввиду того что диапазон значений потоков был велик, рисунки представлены в разных масштабах. Эмиссионные детали, которые в спек-

я М О

н о к л

В

о к н о ч С

-20 -10 0 10 20 -20 -10 0 10 20

Лучевая скорость, км/с

Рис. 1. Продолжение.

трах пересекают предыдущие детали, изображены пунктирными линиями. Даны эпохи наблюдений. Двойными стрелками показан масштаб вертикальных осей в Янских. По горизонтальной оси от-

ложены лучевые скорости относительно местного стандарта покоя. Наблюдения были выполнены в широком интервале скоростей, от —74 до 92 км/с.

я М О

н о к л

В

о к н о ч С

I I 4600 Ян 1000 Ян V 19.09.2013 1 А . ) (8) ;

28.10.2013 - л Л и :

- 27.11.2013 ' А .)

15.12.2013 ! Ч -

19.12.2013

27.01.2014 27.01.2014 ц :

1,1.1,1

-20 -10 0 10 20 -20 -10 0 10 20

Лучевая скорость, км/с

Рис. 1. Продолжение.

На рис. 1 приведены центральные части спектров, где наблюдалось мазерное излучение.

На рис. 2 показан средний спектр за период 2006—2015 гг. в двух масштабах с указанием возможного отождествления с источниками радиоконтинуума УЬЛ 1 и УЬЛ 2. Для отождествления мы

воспользовались данными наблюдений Суркис и др. (2011), Ким и др. (2013) и Суркис и др. (2014) для эпох 2005.89, 2007 и 2012.53 г. соответственно. Согласно этим наблюдениям, самое интенсивное излучение в интервале 8.5—12 км/с, наблюдаемое с конца 2005 г., связано в основном с УЬЛ 1, т.е.

я М О

н о к л н о о к н о ч С

-20 -10 0 10 20 -20 -10 0 10 20

Лучевая скорость, км/с

Рис. 1. Окончание.

все самые сильные вспышки происходили именно в этом источнике.

На рис. 3 показана переменность лучевой скорости и потока основных эмиссионных деталей. Переменность деталей с близкими лучевыми скоростями аппроксимирована прямыми линиями или полиномами (штриховые линии). Для удобства они

пронумерованы (курсив). Для каждой вспышки указана ширина линии в максимуме излучения. Стрелками указаны положения пиков излучения. Отклонение точек от аппроксимированных линий существенно больше ошибок измерений скоростей и связано с реальной эволюцией мазерного излучения. Отрезками вертикальных линий показаны

800

600

к 400

я м о н о к л н о о к н о ч С

200

30

20

10

-20

-10 0 10

Лучевая скорость, км/с

20

30

Рис. 2. Средний спектр мазерного излучения ^ O в W75W, показанный в двух масштабах. Указано возможное отождествление эмиссионных деталей.

эпохи VLA-наблюдений. Отрезками горизонтальных линий отмечены временные интервалы, обозначенные как Ep1, Ep2, Ep3 и Ep4.

дискуссия

Комплексные исследования с высоким угловым разрешением совместно с нашим многолетним мониторингом позволил проследить за эволюцией структур различного масштаба — от отдельных мазерных деталей или волокон, часто называемых микроструктурами (Усканга и др., 1997), до крупномасштабных фрагментов оболочки. Микроструктуры являются следствием турбулентных движений вещества. Время нахождения их в активном состоянии обычно составляет несколько месяцев (Усканга и др., 1997).

Результаты настоящей работы показывают, что мониторинг W75 N в течение 2006—2015 гг. можно разделить на два временных интервала: один из них с 2006 г. до середины 2012 г., а другой — с середины 2012 г. по настоящее время. Минимум активности приходится на май—июль 2012 г. Именно в эту эпоху были проведены VLBA-наблюдения в NRAO (Суркис и др., 2014). Каждый из временных интервалов характеризуется сильными вспышками одиночных либо нескольких деталей с очень близкими лучевыми скоростями.

Отождествление

Результаты нашего мониторинга показали, что с 2006 г. самые мощные вспышки происходили в

0

15

10

ь

сть

о р

о к с

«

а

я

е

ч у

Л

-5 8000

6000

4000

а к о т

^ 2000 ь т с о н

отн 0

ч

^ 2000

1500

1000

6

500 0

(а)

3

V*

4

2

•Л

X

1

- - х -/¿¡Ш------да»» -

---■ООО----------_!

у**

оо

СОо

ООО

(б)

(в)

2006

о

8 .

V

в о

<0

й9

7 .

о

О^^^-дрЭДд-----О

1.27 км/с

1.06

51

0.64 2

1.11

Ер1'ЕрГ Ер3 Ер4

н-1-1-1-н

4

4

2008 2010 2012 Годы

2014

2016

5

0

3

Рис. 3. Переменность лучевой скорости (а) и потока (б) основных эмиссионных деталей мазерного излучения Н20. Штриховые линии проведены для символов с близкими скоростями. Для удобства они пронумерованы (курсив). Для каждой вспышки указана ширина линии в максимуме излучения. Стрелками указаны положения пиков излучения. Отрезками вертикальных линий показаны эпохи УЬЛ-наблюдений, а отрезками горизонтальных линий отмечены временные интервалы, обозначенные как Ер1 — Ер4.

интервале лучевых скоростей 9.5—11.5 км/с. Анализ карт трех эпох и данных нашего мониторинга показал, что эти вспышки отождествляются с источником УЬЛ 1 (группа В).

Излучение на —13.5 и —11.2 км/с наблюдалось нами также в 2000-2002 гг. (Лехт и др., 2007). Как и ранее (2000-2002 гг.), происходил значительный дрейф максимума излучения по лучевой скорости

с —10.5 до —12 км/с. Скорость дрейфа составила 0.1 (км/с)/мес. Вероятнее всего это излучение исходит из некоторого фрагмента оболочки VLA 2, например в виде волокна или цепочки с градиентом лучевой скорости, которая ориентирована в радиальном направлении относительно звезды. В период вспышки ударная волна последовательно проходит через элементы такой структуры, возбуждая в них мазерное излучение. При скорости

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

Пoхожие научные работыпо теме «Астрономия»