научная статья по теме ОСТАТОЧНОЕ ВРАЩЕНИЕ СИСТЕМЫ HCRF ОТНОСИТЕЛЬНО ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ Астрономия

Текст научной статьи на тему «ОСТАТОЧНОЕ ВРАЩЕНИЕ СИСТЕМЫ HCRF ОТНОСИТЕЛЬНО ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ»

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 3-4, с. 177-186

ОСТАТОЧНОЕ ВРАЩЕНИЕ СИСТЕМЫ HCRF ОТНОСИТЕЛЬНО ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ

© 2015 г. В. В. Бобылев*

Главная астрономическая обсерватория РАН, Пулково Астрономический институт им. В.В. Соболева Санкт-Петербургского государственного

университета Поступила в редакцию 18.09.2014 г.

По литературным данным собраны результаты РСДБ-измерений абсолютных собственных движений 23 радиозвезд. Это звезды с мазерным излучением, либо это очень молодые звезды, либо гиганты асимптотической ветви. Из сравнения этих измерений с собственными движениями звезд из оптических каталогов системы HCRF (HIPPARCOS Celestial Reference Frame) найдены компоненты вектора остаточного вращения этой системы относительно инерциальной системы координат, которые составили (wx,wy,wz) = (—0.39, —0.51, —1.25) ± (0.58,0.57,0.56) мсек. дуги/год. На основе всех имеющихся данных определены новые значения компонент вектора остаточного вращения оптической реализации системы HCRF относительно инерциальной системы координат: (шх,шу,шг) = = (—0.15, +0.24, —0.53) ± (0.11,0.10,0.13) мсек. дуги/год.

Ключевые слова: астрономические каталоги, астрометрия, радиозвезды, РСДБ-наблюдения, мазеры.

DOI: 10.7868/s0320010815040038

ВВЕДЕНИЕ

Современная стандартная система астрономических координат ICRS (International Celestial Reference System) стала официальной по решению МАС с 1 января 1998 г. В решении МАС были закреплены направления основной плоскости и начало отсчета на эпоху J2000.0.

Реализация этой системы представляется в виде каталога положений 212 компактных внегалактических радиоисточников, равномерно распределенных по всему небу. Каталог составлен по наблюдениям на радиоинтерферометрах со сверхдлинными базами (РСДБ), что отражено в работе Ма и др. (1998). Эта конкретная реализация международной опорной небесной системы отсчета обозначается как ICRF (International Celestial Reference Frame).

В текущей версии каталога, ICRF2, использовано уже 295 наиболее надежных радиоисточников, а общее количество объектов в нем 3414 (Ма и др., 2009). В настоящее время обсуждаются параметры третьей версии ICRF3 (Якобс и др., 2014). Закончить отбор кандидатов для ICRF3 планируется к 2018 г., чтобы каталог был готов прежде, чем будет завершен (около 2021 г.) космический оптический эксперимент GAIA.

Электронный адрес: vbobylev@gao.spb.ru

В оптическом диапазоне первой реализацией системы ICRS стал каталог HIPPARCOS (1997), которую обычно обозначают HCRF (HIPPARCOS Celestial Reference Frame). Как показано в работе Ковалевского и др. (1997), привязка HIPPARCOS к внегалактической системе координат осуществлена с точностью ±0.6 мсек. дуги для координат на эпоху 1991.25 и с ошибкой ±0.25 мсек. дуги/год для вращения по трем осям. Трудность перевода HIPPARCOS на систему ICRF заключалась в практическом отсутствии общих объектов, так как в оптическом диапазоне квазары оказались слишком слабыми для непосредственного наблюдения в эксперименте HIPPARCOS. В этой связи основной наблюдательной программой для привязки HIPPARCOS к ICRF была программа РСДБ-наблюдений 12 радиозвезд, расположенных вблизи квазаров (Лестрэйд, 1999). Для контроля привязки послужили также программы по определению абсолютных собственных движений звезд относительно галактик и квазаров (Ковалевский и др., 1997).

Применение различных методов анализа показывает, что имеется небольшое остаточное вращение HCRF относительно инерциальной системы координат с величиной ~ —0.4 мсек. дуги/год (Бобылев, 2004a,б). Для контроля инерциальности HCRF выполняются РСДБ-наблюдения 46 радио-

звезд (Бобольтц и др., 2003; 2007) в США с использованием "очень большой решетки" (VLA) в сочетании с антенной Пай Таун (Pie Town, New Mexico) на частоте 8.4 ГГц.

В настоящей работе мы хотим сосредоточить внимание на РСДБ-наблюдениях мазеров и переменных типа Миры, которые выполняются с целью изучения Галактики (Рид и др., 2014; Накагава и др., 2014). РСДБ-наблюдения таких источников, проведенные в последние 5—6 лет показывают, что абсолютные собственные движения радиозвезд имеют очень высокую точность, 0.5—0.05 мсек. дуги/год. Такая точность достигнута, во-первых, благодаря большим базам интерферометров, а во-вторых, наблюдениям на высоких частотах 22.2 ГГц и даже 43.2 ГГц (SiO-мазеры). Целью настоящей работы является изучение возможности использования таких наблюдений для определения остаточного вращения HCRF относительно современной реализации инерциальной системы координат.

ДАННЫЕ РСДБ-НАБЛЮДЕНИЙ

Одним из проектов по измерению тригонометрических параллаксов и собственных движений является японский проект VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry), посвященный наблюдениям H2O-мазерных источников на частоте 22.2 ГГц (Хирота и др., 2007) и SiO-мазеров на частоте 43.2 ГГц (Ким и др., 2008).

Метанольные (CH3OH, частоты 6.7 ГГц и 12.2 ГГц) и ^O-мазеры наблюдаются в США на VLBA (Рид и др., 2014). Аналогичные наблюдения ведутся и в рамках Европейской РСДБ-сети (Ригл и др., 2010). Эти две программы входят в общий проект BeSSeL1 (Bar and Spiral Structure Legacy Survey, Брунталер и др., 2011).

С такими же целями ведутся и РСДБ-наблюдения радиозвезд в континууме на частоте 8.4 ГГц (Торрес и др., 2007; Дзиб и др., 2012). В рамках этой программы наблюдаются радиоисточники, расположенные в местном рукаве (рукав Ориона), которые связаны с молодыми маломассивными протозвездами.

По программе VERA выполняются наблюдения переменных звезд типа Миры, находящихся на стадии гигантов асимптотической ветви. В радиодиапазоне такие звезды проявляют себя как мазеры (Накагава и др., 2014). Таким образом, в нашу выборку входят и молодые массивные сверхгиганты, и гиганты средних масс, и маломассивные звезды типа Т Тельца.

1 http://www3.mpifr-bonn.mpg.de/staff/abrunthaler/ BeSSeL/index.shtml

Важной особенностью всех перечисленных наблюдений является то, что положения звезд всегда определялись с использованием 2—3 внегалактических источников, т.е. параллаксы и собственные движения этих радиозвезд являются абсолютными.

В табл. 1 даны некоторые характеристики радиозвезд. В первом столбце дано название звезды, во втором — номер по каталогу HIPPAR-COS, в третьем — тип переменности, в четвертом — частота наблюдения, в пятом — название программы наблюдения или обсерватория, в шестом — указан тип излучения, характеризующего РСДБ-наблюдения, например, они выполнялись в линиях мазерного излучения или в континууме, в седьмой колонке даны ссылки на литературные источники. Отметим, что для массивной O-звезды в1 Ori A (HIP 26220), члена знаменитой Трапеции Ориона, собственные движения из каталога HIPPARCOS очень ненадежные, поэтому нами использованы данные каталога UCAC4 (2012). Из второго столбца табл. 1 видно, что имеется еще четыре звезды (отсутствуют в каталоге HIPPARCOS) с собственными движениями из каталога UCAC4.

Мы не включили в наш список красный сверхгигант VY CMa (HIP 35793), для которой имеются высокоточные РСДБ-наблюдения (Женг и др., 2012). Для этой звезды модули разностей собственных движений "HIPPARCOS минус VLBI" по каждой из координат составляют около 8 мсек. дуги/год. Такое большое различие связано с тем, что в оптике и в радиодиапазоне наблюдаются несколько разные части протяженной несимметричной оболочки этой звезды.

Отметим, что в линиях мазерного излучения длительные наблюдения затруднены из-за крайней нестабильности мазерных пятен, поэтому периоды наблюдений таких звезд составляют 1.5—2 г. (минимальный период, требующийся для определения годичного параллакса). При наблюдении в континууме ситуация другая. Например, период наблюдений звезды IM Peg составил около 8 лет (Ратнер и др., 2012).

В табл. 2 даны значения собственных движений радиозвезд, которые измерены РСДБ-методом (согласно ссылкам из табл. 1) и собственные движения этих звезд из переработанной ван Люве-ном (2007) версии каталога HIPPARCOS. Ван Лювеном (2007) показано, что новая версия каталога полностью воспроизводит предыдущюю систему, т.е. не имеет остаточного вращения относительно версии HIPPARCOS-1997, в случайном же отношении новая версия собственных движений (особенно в области ярких звезд) существенно превосходит версию HIPPARCOS-1997. Представляет интерес проверка этого на имеющимся материале.

Таблица 1. Некоторые характеристики радиозвезд

Звезда HIP/UCAC Тип Частота, ГГц Программа Излучение Reí

Т Lep HIP 23636 Mira 22.2 VERA H20 masers (1)

S Crt HIP 57917 SRb 22.2 VERA H20 masers (2)

WHya HIP 67419 S Ra 1.6 NRAO OH masers (3)

RX Boo HIP 70401 SRb 22.2 VERA H20 masers (4)

S CrB HIP 75143 Mira 1.6 NRAO OH masers (5)

U Her HIP 80488 Mira 1.6 NRAO OH masers (5)

RRAql HIP 98220 Mira 1.6 NRAO OH masers (5)

R Aqr HIP 117054 Mira 43.2 VERA SiO masers (6)

R Cas HIP118188 Mira 1.6 NRAO OH masers (3)

SYScl UCAC4 Mira 22.2 VERA H20 masers (7)

UX Cyg UCAC4 Mira 22.2 NRAO H20 masers (8)

S S Cyg UCAC4 D. Nova 8.4 NRAO continuum (9)

IM Peg HIP 112997 RS CVn 8.4 VLBI continuum (10)

S Per HIP 11093 SRc 22.2 NRAO H20 masers (И)

V773 Tau HIP 19762 T Tau 8.4 NRAO continuum (12)

HDE 283572 HIP 20388 T Tau 8.4 NRAO continuum (13)

T Tau N HIP 20390 T Tau 8.4 NRAO continuum (14)

LSI+61 303 HIP 12469 XMXRB 8.4 VLBI continuum (15)

CygX-1 HIP 98298 XMXRB 8.4 NRAO continuum (16)

Cyg OB2#5 HIP101341 EB 8.4 NRAO continuum (17)

IRAS 22480+6002 UCAC4 - 22.2 VERA H20 masers (18)

PZ Cas HIP 117078 S Ra 22.2 VERA H20 masers (19)

в1 Ori A UCAC4 - 8.4 NRAO continuum (20)

Примечание. SR — Semi-regular pulsating Star, RS — Eruptive variables of the RS Canum Venaticorum type, EB — Eclipsing binary, XMXRB - High Mass X-ray binary, (1) - Накагава и др. (2014), (2) - Накагава и др. (2008), (3) - Влемингс и др. (2003), (4) - Камезаки и др. (2012), (5) - Влемингс, Лангевельде (2007), (6) - Мин и др. (2014), (7) - Ню и др. (2011), (8) - Кураяма и др. (2005), (9) - Миллер-Джонс и др. (2013), (10) - Ратнер и др. (2012), (11) - Асаки и др. (2010), (12) - Торрес и др. (2012), (13) - Торрес и др. (2007), (14) - Лойнард и др. (2007), (15) -

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