ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2007, том 33, № 6, с. 403-416
УДК 524.7
КВАЗАРЫ, ЛИНЗИРОВАННЫЕ ШАРОВЫМИ СКОПЛЕНИЯМИ СПИРАЛЬНЫХ И ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ГАЛАКТИК
© 2007 г. Ю. Л. Бухмастова*
Астрономический институт Санкт-Петербургского государственного университета
Поступила в редакцию 19.10.2006 г.
Найдены новые тесные пары квазар—галактика на основе каталога SDSS. Проанализировано радиальное распределение квазаров из пар вокруг галактик разных типов. Показано, что квазары из пар повторяют ход плотности шаровых скоплений гало, что является новым наблюдательным свидетельством того, что квазары, проецирующиеся в гало галактик, усилены гравитационным линзированием на шаровых скоплениях гало.
Ключевые слова: пары квазар—галактика, шаровые скопления, радиальное распределение, линзиро-вание.
QUASARS LENSED BY GLOBULAR CLUSTERS OF SPIRAL AND ELLIPTICAL GALAXIES, by Yu. L. Bukhmastova. Based on the SDSS catalog, we have found new close quasar—galaxy pairs. We analyze the radial distribution of quasars from pairs around galaxies of different types. We show that the quasars from pairs follow the density profile of halo globular clusters. This is new observational evidence that the quasars projected onto the halos of galaxies are magnified by gravitational lensing by halo globular clusters.
PACS numbers: 95.45.+i; 95.80.+p; 98.20.Gm; 98.20.Jp; 98.35.Gi; 98.35.Ln; 98.54.-h
Key words: quasar—galaxy pairs, globular clusters, radial distribution, lensing.
ВВЕДЕНИЕ
Данная статья является продолжением работ, посвященных проблеме ассоциаций квазар-галактика (Барышев, Езова, 1997; Бухмастова, 2001, 2002, 2003). Ассоциацией квазар-галактика будем называть пару объектов, в которой далекий квазар проецируется в гало более близкой по отношению к наблюдателю галактики. Радиус гало примем равным 150 кпк. Для отбора подобных пар ранее использовались каталог квазаров (Верон-Сетти, Верон, 1998) и база данных LEDA (Пату-рель, 1997). Из 77483 галактик и 11 358 квазаров были отобраны 8382 пары. В работе Бухмастовой (2001) замечено, что если бы галактики и квазары распределялись в пространстве случайным образом, то число подобных пар было бы порядка 2000. Расхождение по числу пар более чем в четыре раза свидетельствует в пользу гипотезы о неслучайной связи квазаров с галактиками. В работах Бух-мастовой (2001, 2003) и Барышева, Бухмастовой (2004) рассматриваются следующие три гипотезы
Электронный адрес: bukh_julia@mail.ru
относительно близкой пространственной связи галактик и квазаров:
1. Среди найденных 8382 пар есть пары, образованные случайным образом. Особенно повышается вероятность возникновения случайных пар там, где красное смещение галактики слишком мало, так как у такой галактики гало радиусом в 150 кпк имеет большую угловую площадь, покрывая значительную часть неба. Сквозь такое гало видно большое число случайно проецирующихся далеких объектов, включая квазары.
2. Пары образуются за счет неоднородного, фрактального распределения галактик в пространстве. Согласно такому распределению, пространственная плотность галактик вокруг какой-либо выделенной галактики спадает пропорционально г-а, где г — расстояние от рассматриваемой галактики до выделенной галактики, а близко к единице (Пиетронеро, 1987; Силос-Лабини и др., 1998; Барышев, Бухмастова, 2004), т.е. галактики предпочитают располагаться иерархическими группами. По современным представлениям квазары являются активными ядрами галактик. Таким образом,
если мы наблюдаем галактику в паре с каким-либо квазаром, то существует высокая вероятность того, что в паре с этой галактикой окажется еще несколько галактик с активными ядрами, т.е. квазаров. И, наоборот, в паре с одним квазаром может оказаться несколько галактик. Таким образом, объясняется повышенная вероятность появления арповских и тайсоновских ассоциаций квазар-галактика.
3. И, наконец, третья, основная гипотеза данной работы состоит в следующем. Квазары из ассоциаций являются далекими компактными объектами (ядрами далеких галактик), поток от которых усиливается за счет действия гравитационных линз, лежащих на луче зрения. Такими линзами могут быть шаровые скопления, расположенные в гало более близких к нам галактик, а также кластеризованные объекты скрытой массы. Эффект гравитационного линзирования приводит к тому, что мы можем видеть усиленное (и расщепленное) изображение далекого источника. В теоретических оценках ожидаемого количества подобных пар необходимо учитывать возможное число шаровых скоплений в гало галактик, а также их радиальное распределение относительно центра родительской галактики. Согласно работам Блакесли и др. (1997), Блакесли (1999), Маклаухлин (1999) в шаровых скоплениях содержится 25% барион-ной массы вещества галактик. Оценка ожидаемого числа тесных пар квазар-галактика с учетом распространенности шаровых скоплений дается в разделе "Ожидаемое количество пар".
Теория гравитационного линзирования хорошо изложена в работах Блиоха, Минакова (1989), Захарова (1997), Шнайдера и др. (1992), ассоциациям квазар-галактика посвящено множество работ (см., например, Томас и др., 1995; Зонг-Хонг Зу и др., 1997; Бенитс и др., 2001; Менард, Бартель-манн, 2002; Скрантон и др., 2005; о возможности сильного гравитационного усиления квазаров см.
Йонехара и др., 2003).
Квазары наблюдаются в паре с галактиками разных типов. Если далекие квазары и более близкие к нам галактики связаны между собой посредством шаровых скоплений гало, то и распределение квазаров вокруг эллиптических и спиральных галактик должно определенным образом повторять распределение шаровых скоплений вокруг этих галактик. Имеет ли свои особенности распределение квазаров вокруг эллиптических и спиральных галактик? Обсуждению этой гипотезы посвящена данная статья.
МЕТОДИКА ОТБОРА ПАР КВАЗАР-ГАЛАКТИКА
Для отбора пар квазар—галактика используем имеющийся каталог 8382 пар (Бухмастова, 2001),
составленный на основе базы данных LEDA (Па-турель, 1997) и каталога квазаров (Верон-Сетти, Верон, 1998). Также произведем отбор новых пар на основе четвертой версии слоановского каталога SDSS квазаров и галактик(www.sdss.org). Критерии отбора следующие.
1. Выбираем те квазары и галактики, для которых имеются данные об их пространственных координатах a, ó, z. Для квазаров известна также видимая звездная величина.
2. Каждый квазар в паре должен быть дальше галактики, т.е. zqso > zgai.
3. Квазары должны проецироваться в гало галактик. Размер гало не превышает 150 кпк.
4. Рассматриваем близкие квазары с z < 0.3.
5. Отбираем те пары, у которых zgal/zqso > 0.9.
Критерий 5 позволяет нам существенно сократить количество случайных пар. Согласно работе Бухмастовой (2001) галактики, составляющие пары с квазарами, располагаются либо близко к наблюдателю, так что a = zgal/zqso < 0.1, либо близко к квазару, так что a > 0.9, избегая центрального положения на луче наблюдатель—квазар. Среди пар с a < 0.1 может оказаться большое число случайных пар, так как гало близкой галактики имеет большой угловой размер, закрывая тем самым значительную часть небесной сферы. Вероятность случайных совпадений среди пар с a > 0.9 существенно ниже. Пары с a > 0.9 будем называть тесными парами квазар—галактика, поскольку квазар и галактика в такой паре близки между собой не только по угловому расстоянию, но также и по красному смещению.
Критерий 4 также сокращает выборку, убирая далекие квазары, которые могут входить в пары с далекими галактиками, недоступными для обнаружения в рассматриваемых обзорах.
ОТБОР ПАР НА ОСНОВЕ БАЗЫ ДАННЫХ LEDA И КАТАЛОГА КВАЗАРОВ (ВЕРОН-СЕТТИ, ВЕРОН, 1998)
В работе Бухмастовой (2001) был произведен отбор 8382 пар на основе критериев 1—3. С учетом дополнительных ограничений 4 и 5 остается 64 тесных пары квазар—галактика, представленных в табл. 1. Пары из табл. 1 будем называть выборкой 1. В столбцах таблицы по порядку приведены следующие данные: 1 — номер пары в исходном каталоге, 2 — название квазара, 3 и 4 — экваториальные координаты квазара в радианах, 5 и 6 — красное смещение и видимая звездная величина квазара, 7 — название галактики, 8 — красное смещение галактики, 9 и 10 — расстояние от центра галактики до проекции квазара в килопарсеках и угловых секундах, 11 — предполагаемый угол расщепления
Таблица 1. Тесные пары квазар—галактика, найденные на основе каталога квазаров (Верон-Сетти, Верон, 1998) и базы данных LEDA (Патурель, 1997)
N Название квазара a z m Название галактики z Г, КПК r Q Тип галактики
107 PG 0026+129 0.116217 0.22674 0.142 15.41 PGC 001790 0.1419 0.7 O". 2 0.'0020 Syl
743 Q0051-3933 0.226049 -0.69031 0.224 17.3 LEDA 0125101 0.2233 12.5 2.3 0.0021 -
783 PG 0052+251 0.227700 0.43906 0.155 15.43 PGC 003237 0.1549 0.4 0.1 0.0017 Sb, Syl
1764 F 9 0.357152 -1.03090 0.046 13.83 PGC 005109 0.045 34.1 31.2 0.0611 Sb, Syl
1885 MS 01360-5614 0.418995 -0.98160 0.086 15.5 LEDA 0138429 0.0859 24.1 11.5 0.0054 -
1952 MARK 1014 0.511694 0.00266 0.163 15.69 PGC 007551 0.1628 0.5 0.1 0.0003 Sb, Syl
1961 RXS J02070+2930 0.541692 0.51094 0.11 16.0 PGC 008076 0.1094 51.8 19.5 0.0081 Sbc, Syl
2019 4U 0241+61 0.702538 1.08659 0.045 12.19 LEDA 0074110 0.044 7.5 7.0 0.0639 Syl
2044 MS 02448+1928 0.719315 0.33989 0.176 16.66 LEDA 0138537 0.1759 29.0 6.8 0.0013 Syl
2077 PKS 0312-77 0.841808 -1.34478 0.225 16.1 LEDA 0088074 0.2228 8.0 1.4 0.0037 Syl
2078 ESO 199-IG23 0.833351 -0.89939 0.078 15.1 PGC 011951 0.0779 16.4 8.6 0.0066 Se, SO/a
2091 0321-424 0.880528 -0.74014 0.2 16.6 LEDA 0088125 0.1999 34.2 7.1 0.0010 Syl
2253 MS 03574+1046 1.036063 0.18813 0.182 16.78 LEDA 0138680 0.1814 16.0 3.6 0.0030 Syl
2278 IRAS 04505-2958 1.267770 -0.52316 0.286 16.0 LEDA 0075249 0.2858 35.2 5.0 0.0007 Syl
2291 IRAS 06115-3240 1.620967 -0.57043 0.05 14.1 PGC 018655 0.0499 72.7 60.1 0.0008 Sab, Sy2
2302 VII Zw 118 1.843074 1.12883 0.079 14.61 PGC 020174 0.0788 0.8 0.4 0.0091 Sab
2330 IRAS 07483+0328 2.043739 0.06061 0.099 15.2 LEDA 0097223 0.0989 7.1 2.9 0.0041 Syl
2332 ВЗ 0754+394 2.071007 0.68899 0.096 14.36 LEDA 0139042 0.0957 7.3 3.1 0.0075 Syl.5
23
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.