УДК 524.7-76
АКТИВНОСТЬ СЕЙФЕРТОВСКОЙ ГАЛАКТИКИ NGC 4151 В БЛИЖНЕМ ИК-ДИАПАЗОНЕ В 1994-2011 гг.
(© 2013 г. О. Г. Таранова*, В. И. Шенаврин
Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия Поступила в редакцию 13.01.2012 г.; принята в печать 13.04.2012 г.
Представлены результаты инфракрасной JHKL-фотометрии сейфертовской галактики NGC 4151 в период ее активности в 1995—2011 гг. В 2011 г. переменный ИК-источник все еще находился в активном состоянии, но его наблюдаемая светимость, по сравнению с максимумом 1995—1996 гг., уменьшилась почти в 2 раза. Если "холодный" компонент переменного источника галактики — пылевая оболочка, нагреваемая центральным "горячим" источником, то ее оптическая толщина на 1.25 мкм за время наблюдений менялась от 0.3 почти до 1.0, температура — от 700 до 950 К, размер — от 20 до 40 пк и масса — от 2 до 40Mq. В наблюдаемых изменениях потоков в 1994—2011 гг. прослеживается составляющая с периодом 317 ± 5 сут.
DOI: 10.7868/S0004629913010076
1. ВВЕДЕНИЕ
В 1967 г. Фитчем и др. [1] впервые обнаружена оптическая и инфракрасная (на длине волны 3.5 мкм) переменность ярчайшей сейфертовской галактики ls-типа NGC 4151. Пенстон и др. [2] подтвердили переменность галактики в ближнем ИК-диапазоне и предположили, что наиболее вероятным источником переменного ИК-излучения является пыль, нагретая центральным источником. Кутри и др. [3] на основе спектральных (2.1—4 мкм) и фотометрических (HKL) наблюдений галактики в 1975—1980 гг. в очередной раз подтвердили переменность ее ИК-излучения и по распределению энергии в диапазоне 1.25—12 мкм выделили излучение, по крайней мере, трех компонентов. Авторы отметили, что переменное излучение в диапазоне 1—3 мкм обусловлено скорее излучением пыли, нагретой нетепловым УФ-источником, чем излучением самого нетеплового источника. В общей сложности до 1985 г. было получено около 10 оценок блеска NGC 4151 в ближнем ИК-диапазоне.
Инфракрасная фотометрия NGC 4151 начата нами в 1985 г. в период глубокого минимума ее оптического блеска. С середины 90-х гг. прошлого века и до настоящего времени ядро галактики находится в активной фазе, которая проявляется в значительном увеличении ее блеска во всех доступных для наблюдений спектральных диапазонах. Общепринятая унифицированная схема активного
E-mail: tarolg@gmail.com
галактического ядра предполагает, что центральный источник (аккреционный диск и область широких эмиссионных линий) окружен геометрически толстым пылевым тором [4]. Присутствие пылевого тора детектируется не только в поглощении, но и в излучении, причем основная часть поглощенного УФ- и оптического излучения ядра переизлучается в ИК-диапазоне. Кроме того, в активной фазе в распределении энергии в спектре NGC 4151 наблюдается заметный пик в ИК-диапазоне [5], который интерпретируется как проявление теплового излучения горячей пыли в торе.
В данной работе представлены результаты многолетней фотометрии галактики в ближнем ИК-диапазоне (1994—2011 гг.). Проведен детальный анализ полученных данных, с целью уточнения ранее полученных параметров переменного источника, излучающего в ближнем ИК-диапазоне.
2. НАБЛЮДЕНИЯ
ИК-фотометрия NGC 4151 проводилась на 1.25-м телескопе Крымской лаборатории ГАИШ при помощи фотометра с фотовольтаическим приемником из антимонида индия (InSb), охлаждаемого жидким азотом. Фотометр установлен в кассегреновском фокусе телескопа, выходная диафрагма составляет ^12", пространственное разделение пучков при модуляции — ^20" в направлении восток-запад. Фотометрическим стандартом служила звезда BS 4845 из каталога Джонсона и др. [6], ее HLM-величины оценивались на
1986
1994
2002
2010
1986
1994
2002
2010
J
10.6 ь
H
K
L
7000 9000 11000 13000 15000 JD 2440000
Рис. 1. Наблюдаемые в 1985—2011 гг. изменения ИК-блеска NGC 4151. Штриховые линии — приближения наблюдений 1994—2011 гг. параболами. Остальные обозначения см. в тексте.
основании спектрального класса и соотношений из работы Курниефа [7]. При расстоянии до галактики ^13.3 Мпк диафрагма 12" соответствует
'780 пк (2.4 х 10
20
см)
Межзвездное погло-
щение для NGC 4151 согласуется с величиной E (B-V )-0.02т.
Данные ИК-наблюдений NGC 4151, полученные с мая 1994 г. по май 2008 г., опубликованы в работе Шенаврина и др. [8]. Результаты наблюдений 2008-2011 гг. приведены в табл. 1, где наряду с наблюдаемыми звездными величинами приведены и их фотометрические ошибки.
Замечание: Данные фотометрии в фильтре L, которые приводились ранее, необходимо исправить на величину +0.36т. Это связано с ошибкой в L-величине стандарта BS 4845 в каталоге Джонсона и др. [6].
Обсуждения результатов ИК-фотометрии галактики в 1994-1998 гг. опубликованы в [9-11].
1.0 J-H
H-K
K-L 1.6
7000 9000 11000 13000 JD2440000
15000
Рис. 2. Наблюдаемые в 1985-2011 гг. изменения показателей цвета NGC 4151. Обозначения как на рис. 1.
3. ИЗМЕНЕНИЯ ИК-КРИВЫХ БЛЕСКА
И ЦВЕТА ГАЛАКТИКИ В 1994-2011 гг.
На рис. 1 и 2 представлены ИК-кривые блеска и цвета NGC 4151, полученные за все время наших наблюдений (1985-2011 гг.). Вертикальными отрезками линий на рис. 2 показаны фотометрические ошибки в значениях показателей цвета. Для наблюдений 1994-2011 гг. штриховыми линиями нанесены параболические тренды, параметры которых оценивались методом наименьших квадратов. Вертикальными пунктирными линиями на рис. 1 разграничены четыре характерных интервала на кривых блеска (см. дальше). Средние величины ИК-блеска и цвета галактики (mobs(mean)), их стандартные ошибки (se), максимальные (mobs(max)) и минимальные (mobs(min)) наблюдаемые значения и число усредненных величин за период наблюдений 1994-2011 гг. приведены в табл. 2а и 2б. В последнем столбце табл. 2а даны потоки для величин mobs(mean). В табл. 2б, наряду со значениями показателей цвета, приведены приблизительные значения соответствующих цветовых температур. Из данных рис. 1 и табл. 2
Таблица 1. Данные 7Я^Ь-фотометрии N00 4151 (2008-2011 гг.)
ЛО 2440000+ 7 ег(7) я ег (Я) К ег(К) ь ег (Ь)
14476.643 10.48 0.03 9.78 0.02 8.99 0.02 7.69 0.04
14479.519 10.47 0.04 9.8 0.02 9.02 0.02 7.55 0.05
14483.615 10.52 0.05 9.76 0.03 9.03 0.02 7.5 0.04
14522.504 10.57 0.04 9.8 0.03 9.09 0.02 7.53 0.05
14577.39 10.64 0.05 - - 9.09 0.04 7.59 0.06
14577.43 - - - - - - 7.71 0.06
14604.349 10.41 0.05 9.81 0.03 9.06 0.03 7.62 0.06
14852.602 10.31 0.02 9.64 0.03 8.82 0.02 7.36 0.02
14895.454 10.47 0.03 9.63 0.02 8.86 0.02 7.39 0.03
14930.396 10.27 0.04 9.51 0.02 8.74 0.02 7.33 0.04
14931.423 10.32 0.04 9.54 0.02 8.79 0.01 7.31 0.04
14940.349 10.27 0.04 9.49 0.02 8.69 0.02 7.3 0.03
14942.362 10.23 0.03 9.5 0.02 8.74 0.01 7.3 0.04
14964.333 - - - - 8.71 0.02 7.55 0.08
14969.314 10.24 0.05 9.42 - 8.7 0.01 7.21 0.06
14970.309 10.18 0.04 9.44 0.03 8.66 0.02 7.18 0.04
14982.318 10.22 0.04 9.36 0.02 8.66 0.02 7.16 0.06
14991.32 10.07 0.04 - - 8.53 0.01 7.12 0.04
14993.318 10.11 0.06 - - 8.59 0.02 7.06 0.05
14994.308 10.26 0.04 9.46 0.03 - - -
15252.49 10.14 0.03 - - - - 7.13 0.04
15270.36 10.08 0.03 9.32 0.02 8.49 0.02 7.1 0.04
15275.44 10.09 0.03 9.28 0.02 8.46 0.02 7.13 0.04
15291.40 10 0.03 9.22 0.01 8.39 0.02 7.04 0.02
15309.30 9.93 0.04 - - - - 6.94 0.03
15310.30 9.9 0.02 9.15 0.01 8.35 0.01 6.96 0.03
15314.30 10 0.02 - - 8.31 0.01 -
15315.30 9.93 0.02 9.17 0.01 8.33 0.01 6.99 0.03
15319.38 10.02 0.02 9.18 0.02 8.31 0.01 7 0.03
15554.61 10.24 0.03 - - 8.53 0.01 -
15624.46 10.3 0.02 9.53 0.02 8.66 0.01 7.14 0.02
15633.40 10.26 0.01 9.5 0.02 8.64 0.01 7.12 0.03
15669.33 10.27 0.03 9.48 0.03 8.6 0.02 7.08 0.03
15672.35 10.18 0.02 9.39 0.02 8.6 0.01 7.05 0.04
15697.33 10.19 0.03 9.4 0.02 8.53 0.01 7.06 0.06
15699.32 10.19 0.03 9.45 0.02 8.53 0.01 7.06 0.07
15729.31 10.14 0.03 - - 8.51 0.01 -
15730.32 - - 9.37 0.02 - - 6.96 0.06
15735.31 10.14 0.03 - - - - 7.02 0.05
Таблица 2а. Средние значения звездных величин и потоков NGC 4151 за 1994-2011 гг.
Фильтр (А, мкм) mobs( mean) se mobs( max) mobs( min) N Fobs (mean)^), 10-7эргс-1см-2 см-1
J(1.25) 10.31 0.02 9.63 10.79 192 23.6
Я (1.65) 9.56 0.02 8.96 10.11 166 18
К (2.2) 8.81 0.03 8.05 9.47 182 12.3
L (3.5) 7.35 0.03 6.53 8.11 187 7.4
Таблица 2б. Средние значения показателей цвета NGC 4151 за 1994—2011 гг.
Показатель цвета mobs(mean)/Tc, К se mobs(max)/Tc, К mobs(mm)/Tc, К N
J-H 0.75/2600 0.01 0.42/3600 1.00/2100 157
Н-К 0.77/2100 0.01 0.48/2900 1.11/1600 156
K-L 1.46/1400 0.01 1.13/1700 1.90/1100 166
видно, что в 1994—2011 гг. происходило следующее:
• В изменениях блеска и цвета наблюдалась долговременная составляющая с характерным временем около 20 лет, на фоне которой были заметны колебания с характерными временами от десятков дней до нескольких лет.
• Амплитуда переменности в фильтрах 1 и Н составляла ~1.2т, в фильтрах К и Ь — ~1.Ьт. В период активности галактики с 1994 г. до начала 1999 г. колебания ИК-блеска не превышали 0.2т—0.4т. Далее до начала 2008 г. наблюдалась заметная нестабильность в ИК-излучении: например, вблизи ^ 2451700 К-блеск за ^420 дней упал на ~0.9т, затем за ^90 дней он увеличился на ту же величину и за ^200 дней вновь упал на ~0.9т. С середины 2006 г. кратковременные колебания ИК-блеска затухали, а ИК-блеск увеличивался, и к середине 2011 г. он почти достиг уровня 1994 г. На рис. 1 (кривая 1 -блеска) цифрами 1—4 отмечены некоторые характерные интервалы в наблюдаемых изменениях ИК-блеска галактики.
• Изменения 1 -блеска при минимальных и максимальных значениях показателя цвета 1—Н не превышают 0.13т, причем в минимуме 1—Н блеск в фильтре 1 выше. В других фильтрах совершенно определенно зависимость обратная. Другими словами, когда в диапазоне 1.25—1.65 мкм источник становился горячее (величина 1—Н меньше), 1 -блеск незначительно увеличивался, а блеск источника в диапазоне 1.65—3.5 мкм заметно падал (примерно на 0.4т).
• Вместе с изменениями ИК-блеска, в 1994— 2011 гг. наблюдались изменения ИК-показателей цвета на разных временных шкалах (рис. 2). Изменения в ИК-показателях цвета происходили таким
образом, что вбл
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.