научная статья по теме ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ ЧЕТЫРЕХ ЖЕСТКИХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ИЗ ОБЗОРА ВСЕГО НЕБА ОБСЕРВАТОРИИ SWIFT Астрономия

Текст научной статьи на тему «ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ ЧЕТЫРЕХ ЖЕСТКИХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ИЗ ОБЗОРА ВСЕГО НЕБА ОБСЕРВАТОРИИ SWIFT»

УДК 524.7

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕHИЕ ЧЕТЫРЕХ ЖЕСТКИХ РЕHТГЕHОВСКИХ ИСТОЧHИКОВ ИЗ ОБЗОРА ВСЕГО HЕБА

ОБСЕРВАТОРИИ SWIFT

2012 г. А. А. Лутовинов1*, Р. А. Буpенин1, М. Г. Ревнивцев1, С. Ю. Cазонов1, О. Н. Шолухова2, А. Ф. Валеев2

1 Институт космических исследований РАН, Москва 2Специальная астрофизическая обсерватория, пос. Нижний Архыз Поступила в редакцию 24.12.2011 г.

Представлены результаты оптических отождествлений четырех источников жесткого рентгеновского излучения из обзора всего неба обсерваторией Swift. Для каждого из исследуемых объектов с помощью 6-м телескопа БТА (САО РАН, Нижний Архыз) были получены оптические спектры, которые позволили установить их природу. Показано, что два источника (SWIFT J2237.2+6324 и SWIFT J2341.0+7645) относятся к классу катаклизмических переменных (предположительно поля-ров или промежуточных поляров). Измеренная ширина эмиссионных линий оказывается достаточно большой (FWHM ~ 15—25 A), что свидетельствует о присутствии в системах протяженных быст-ровращающихся (v ~ 400—600 км/с) аккреционных дисков. Помимо уширения линий, для источника SWIFT J2341.0+7645 обнаружено изменение положений их центроидов, что скорее всего связано с орбитальным движением белого карлика в двойной системе. Два других исследуемых объекта (SWIFT J0003.3+2737 и SWIFT J0113.8+2515) имеют внегалактическое происхождение: первый является сейфертовской галактикой второго типа, второй — блазаром, находящимся на красном смещении z = 1.594. Помимо оптических спектров, для всех источников приведены рентгеновские спектры в диапазоне энергий 0.6—10 кэВ, полученные по данным телескопа XRT обсерватории Swift.

Ключевые слова: рентгеновские источники, катаклизмические переменные, белые карлики, активные ядра галактик.

ВВЕДЕНИЕ

Обзоры всего неба, проводимые в настоящее время в жестком рентгеновском диапазоне энергий (>15 кэВ) обсерваториями ИНТЕГРАЛ (Винклер и др., 2003) и Swift (Герелс и др., 2004), широко используются для решения разных задач: открытия новых источников (см., например, Кривонос и др., 2007, 2010; Берд и др., 2010; Баумгатнер и др., 2010; Кусумано и др., 2010), исследования физических свойств разных объектов (см., например, Филиппова и др., 2005; Барлоу и др., 2006; Лутовинов, Цыганков, 2009), исследования статистических свойств объектов разных классов (см., например, Сазонов и др., 2007, 2008; Лутовинов и др., 2005; Ревнивцев и др., 2008) и т.д. Ключевым моментом для успешного решения таких задач является установление природы исследуемых источников, и чем выше полнота отождествлений, тем

Электронный адрес: aal@iki.rssi.ru

большей оказывается ценность того или иного обзора, и тем более широкий круг задач он позволяет решать.

С целью определения природы обнаруженных жестких рентгеновских источников разными группами, в том числе и нашей, проводятся дополнительные наблюдения при помощи рентгеновских, оптических и инфракрасных телескопов (см., например, Сазонов и др., 2005; Бикмаев и др., 2006, 2008; Мазетти и др., 2007, 2010; Буренин и др., 2008, 2009; Томсик и др., 2009; Лутовинов и др., 2010, 2012).

В настоящей статье на основе рентгеновских и оптических свойств определена природа четырех источников из обзора обсерватории Swift. Эта работа является очередной в рамках программы по отождествлению жестких рентгеновских источников, проводимой нами на телескопах БТА и РТТ-150.

Список жестких рентгеновских источников

Название RA (J2000) Dec (J2000)

SWIFT J0003.3+2737 00h03m20?2 27°37/23"

SWIFT J0113.8+2515 01h13m48?7 25°14/38"

SWIFT J2237.2+6324 22h36m26?2 63°27/50//

SWIFT J2341.0+7645 23h40m41?8 76°44/31//

НАБЛЮДЕНИЯ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ

Для проведения оптических наблюдений из 58-месячного каталога обсерватории Swift (Баумгат-нер и др., 2010) были выбраны четыре жестких рентгеновских источника (SWIFT J0003.3+ +2737, SWIFT J0113.8+2515, SWIFT J2237.2+ +6324 и SWIFT J2341.0+7645, см. таблицу). Все эти объекты были зарегистрированы телескопом BAT обсерватории Swift на низком уровне потоков и значимости (~5а), что приводит к большим погрешностям в локализации таких объектов (~6-7', см. Туллер и др., 2010). Несмотря на это, в последующих наблюдениях телескопом XRT удалось отождествить их в мягком рентгеновском диапазоне энергий 0.6-10 кэВ и существенно улушить точность локализации (до нескольких секунд дуги). Последнее позволило нам однозначно определить оптический объект, связанный с жестким рентгеновским источником.

Оптические наблюдения были выполнены в ночь с 4 на 5 ноября 2011 г. на 6-м телескопе БТА САО РАН, при помощи редуктора светосилы SCORPIO (Афанасьев, Моисеев, 2005). Для источника SWIFT J0003.3+2737 были получены два спектра с экспозицией 600 с каждый, для всех остальных — по два спектра с экспозициями по 900 с. В работе приводятся суммарные спектры для каждого источника, кроме SWIFT J2341.0+7645, для которого было обнаружено смещение спектров в результате орбитального движения объекта в двойной системе (см. подробнее ниже). Во время этих наблюдений использовалась объемно-голографическая решетка VPHG 550G, обеспечивающая наибольшую световую эффективность и широкий спектральный диапазон (3700-7800 A). Спектральное разрешение составляло ^6 A (полная ширина на полувысоте).

Обработка оптических данных проводилась стандарным образом, при помощи математического обеспечения IRAF1 и собственного математического обеспечения. Необходимо отметить, что из-за технического сбоя не удалось провести наблюдения спектрофотометрических стандартов. Поэтому ниже все спектры приводятся в относительных единицах и нормированы на континуум.

Рентгеновские спектры источников в области энергий 0.6—10 кэВ были получены по данным телескопа XRT обсерватории Swift. Их обработка и анализ были проведены с использованием соответствующего программного обеспечения2 и пакета программ FTOOLS 6.7.

РЕЗУЛЬТАТЫ

SWIFT J0003.3+2737. Участок неба вокруг SWIFT J0003.3+2727 наблюдался телескопом XRT обсерватории Swift 21 января 2011 г. с общей экспозицией ~8.4 кс. В области локализации источника телескопом BAT регистрируются три довольно слабых объекта, интенсивность одного из которых в диапазоне энергий 0.6—10 кэВ приблизительно в два раза выше интенсивности двух других. Более того, на изображении области неба, полученной в диапазоне энергий 6—10 кэВ, последние два источника практически пропадают, в то время как первый объект с координатами (J2000) RA = 00h03m27?4, Dec = 27°39' 18" (точность локализации ~5"), продолжает уверенно регистрироваться. Таким образом, мы можем заключить, что именно этот объект является мягким рентгеновским компаньоном источника SWIFT J0003.3+2727.

Сравнение изображения, полученного телескопом XRT, с изображениями из обзора SDSS показывает, что в оптике SWIFT J0003.3+2727 может быть однозначно отождествлен с относительно ярким объектом величиной mr = 16.3 (рис. 1а). В его оптическом спектре ясно видны эмиссионные линии серии Бальмера, узкие линии азота NII, кислорода [OIII]4959,5007 и другие (рис. 1б), что является характерным для сейфертовской галактики 2-го типа, расположенной на красном смещении z = 0.03946 ± 0.00002.

Рентгеновский спектр источника SWIFT J0003.3+2727, показанный на рис. 1в, формально может быть аппроксимирован простым степенным законом зависимости плотности потока фотонов от энергии dN/dE ж Е-Г с фотонным индексом Г ~ — 1. Однако такое значение фотонного индекса не типично для спектров активных ядер галактик и,

1 http://iraf.noao.edu

2 http://swift.gsfc.nasa.gov

скорее всего, связано со значительным поглощением в ее спектре. К сожалению, низкое качество полученного спектра не позволяет исследовать этот вопрос подробно. Мы можем лишь зафиксировать фотонный индекс на значении Г = 1.7, характерном для активных ядер галактик, и, добавив в модель поглощение, оценить его величину как Nh — 1023 атом см 2.

Рентгеновский поток от источника в диапазоне энергий 2—10 кэВ составляет FX — 1.5 х

1 о —12 —2 —1

х 10 12 эр^м 2 c 1, что соответствует светимости LX — 5 х 1042 эрг c "1 для измеренного z.

SWIFT J0113.8+2515. Источник SWIFT J0113.8+2515 наблюдался телескопом XRT трижды с разницей по времени приблизительно в год (28 февраля 2010 г., 1 и 2 марта 2011 г.), с общей экспозицией —8 кс. Мы не обнаружили каких-либо значимых изменений в регистрируемом потоке и форме его спектра, поэтому в дальнейшем анализировали суммарное рентгеновское излучение от исследуемого объекта.

Как видно из рис. 2а, в область локализации источника телескопом XRT (RA = 01h13m22?7, Dec = 25°18' 54", точность локализации ~4", J2000) попадает один объект с mr = 19.1 (по данным обзора SDSS). Его оптический спектр, полученный с помощью телескопа БТА, указывает на присутствие двух относительно слабых эмиссионных линий (рис. 2б). Эти линии были нами отождествлены с широкими линиями углерода

CIII 1909 A и магния MgII 2798 A, с доплеров-ской шириной ^5000 км/с (полная ширина на полувысоте), находящимися на красном смещении z = 1.594 ± 0.002. Таким образом, проведенные измерения указывают на то, что SWIFT J0113.8+ +2515 является квазаром.

Поиск в астрономических каталогах показал, что помимо оптического диапазона объект ранее регистрировался в близком инфракрасном диапазоне (в двухмикронном обзоре 2MASS) и некоторыми радиотелескопами. Кроме того, он регистрировался на низком уровне значимости в рентгеновском обзоре всего неба обсерватории ROSAT

(a)

Рис. 1. (а) — Изображение области неба, содержащей источник SWIFT J0003.3+2737, по данным обзора SDSS; контурами показаны уровни интенсивности мягкого рентгеновского излучения по данным телескопа XRT. (б) — Оптический спектр источника SWIFT J0003.3+2737, полученный на телескопе БТА. Подписаны основные эмиссионные линии. (в) — Энергетический спектр источника SWIFT J0003.3+2737 по данным телескопа XRT: сплошной линией показана модель наилучшей аппроксимации степенным законом, штриховой — степенным законом с наклоном 1.7 и поглощением.

5 \-

13

о о я

я 4

о Я

В я я

o=j 3

св

я

л

ч £ „

§2

о

в

о

. <5

Т—I-1—I-1—I-1-1—I-1—I-1—I-1-1-1—I-1—I-1-1—I-1-1—I-г

(б)

Hf

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»