АСТРОНОМИЧЕСКИМ ЖУРНАЛ, 2014, том 91, № 10, с. 815-823
УДК 524-77-56
ПЕРЕМЕННОСТЬ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА КВАЗАРА Л159+2914 ^5 1156+295) В РАДИОДИАПАЗОНЕ В 2010-2013 гг.
© 2014 г. А. Г. Горшков1*, А. В. Ипатов2, В. К. Конникова1, В. В. Мардышкин2, М. Г. Мингалиев3'4, М. А. Харинов2
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва, Россия
2Институт прикладной астрономии Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
3Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук, Нижний Архыз Карачаево-Черкесской Республики, Россия 4Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия Поступила в редакцию 04.02.2014 г.; принята в печать 17.03.2014 г.
Представлены результаты наблюдений блазара Л159+2914 ^1156+295) на радиотелескопах РАТАН-600 САО РАН на частотах 4.85, 7.7, 11.1 и 21.7 ГГц и РТ-32 обсерваторий "Зеленчукская" и "Бадары" комплекса "Квазар-КВО" ИПА РАН на частотах 4.85 и 8.57 ГГц в 2010—2013 гг. Максимум вспышки был достигнут в августе 2010 г., затем происходило монотонное падение плотности потока на всех исследуемых частотах. В максимуме вспышки на частотах 7.7 и 11.1 ГГц обнаружена переменность с характерным временем 7 дней. Запаздывание максимума на 7.7 ГГц относительно 11.1 ГГц составляет 1.5 дня, что с середины 2011 г. дает значение лоренц-фактора 7 = 55 и угол между джетом и направлением на наблюдателя в « 2°. Поиск внутрисуточной переменности на РТ-32 проводился в основном с середины 2011 г. При этом внутрисуточная переменность уверенно обнаружена только в сеансе 10—11 ноября 2012 г. на частоте 4.85 ГГц., проведенном в обсерватории "Бадары": характерное время внутрисуточной переменности составляло тacf = 6 ч, индекс модуляции — т = 1.4%, плотность потока переменной составляющей — Буаг = 126 мЯн.
001: 10.7868/80004629914100065
1. ВВЕДЕНИЕ
Радиоисточник S5 1156+295 (в дальнейшем Л1159+2914) принадлежит к подвыборке источников с плоскими спектрами (а > —0.5, ~ иа) каталога S5 (£5 ГГц > 1 Ян) [1].
В 13-м издании каталога квазаров и активных ядер источник классифицирован как высокополя-ризованный (HPQ) квазар с красным смещением г = 0.729 и звездной величиной Утад = 14.4т [2]. В оптическом спектре наблюдается сильная широкая линия MgII А2798 Л. Галактические координаты объекта I = 199.4°, Ь = 78.4°.
Сильная переменность Л1159+2914 обнаружена во всем электромагнитном диапазоне.
В миллиметровом и сантиметровом диапазонах длин волн хорошо изучена долговременная переменность объекта, которая представляет собой мощные вспышки с характерными временами 1.5— 2 года.
E-mail: algor@sai.msu.ru
Длинные ряды наблюдений источника получены в обсерватории имрЛО (США) на частотах 4.8, 8.0 и 14.5 ГГц в 1966-1999 и 1981-2010 гг. [3, 4]. Наиболее мощные вспышки наблюдались в 20002010 гг. с индексом переменности V = (Бтах — — Бтгп/^тах + ) = 0.6 и 0.8 на частотах 8.0 и 14.5 ГГц, соответственно.
В Обсерватории Метсахови (Финляндия) источник наблюдался на частотах 22 и 37 ГГц с 1983 по 2001 гг. Согласно приведенным в работе [5] данным, в 1998-2001 гг. произошли две мощные вспышки с индексом переменности V = 0.67.
В [6] представлены результаты вейвлет анализа на 22 ГГц, согласно которым в переменности источника начиная с 1995 г. присутствуют две циклические компоненты с характерными временами 3.4 и 1.7 года.
В [7] получены значения допплер-фактора 5 = = 28.2, лоренц-фактора 7 = 25.1 и угла между лучом зрения и джетом в = 2°. Значение угла в в этом источнике совпадает со значением в в хорошо известном блазаре Л0721 +7120, который тоже имеет
сильную переменность во всем электромагнитном диапазоне.
О внутрисуточной переменности (ГОУ) источника в радиодиапазоне впервые сообщалось Ло-веллом и др. [8], которые наблюдали его на радиотелескопе УЬЛ на 5 ГГц 19—22 января 2002 г. Индекс модуляции ГОУ составлял т = 5.8% на шкале времени примерно 12 ч.
Удивительный результат получен Саволайненом и Ковалевым [9] 5 февраля 2007 г. на УЬВЛ на 15 ГГц, которые сообщили об обнаружении ГОУ на шкале времени 2.7 ч с индексом модуляции т = = 13%. Авторы предположили, что наблюдается сильный режим рассеяния, и размер источника меньше, чем угол рассеяния. Однако, как отмечают сами авторы, возможно, что источник во время их наблюдений был в более компактной стадии, чем 5 лет назад во время наблюдений Ловелла и др. [8].
Сильный режим рассеяния исключают измерения, проведенные на УЬЛ 15—25 января 2009 г. одновременно на 4.9 и 8.4 ГГц Коэй и др. [10], которые получили индексы модуляции т = 3.6% на 4.9 ГГц и т = 1.9% на 8.4 ГГц. Предполагаемая шкала времени составляла 2 ч на 8.4 ГГц и 4 ч на 4.9 ГГц.
Отметим, что по данным мониторинга иМРЛО наблюдения ГОУ в январе 2002 и 2009 гг. проводились в максимумах долговременной активности, а в феврале 2007 г. источник был близко к минимальной фазе долговременной активности.
В 2003—2012 гг. в источнике наблюдалось яркое ядро и очень слабый (или полностью отсутствующий) джет независимо от фазы долговременной переменности [11]. В работе Виллса и др. [12] сообщалось о вспышке в оптическом диапазоне на 5т. Это самая большая вспышка, наблюдавшаяся в квазарах; характерное время этой вспышки — около месяца. Наблюдаются большие и быстрые вариации оптической линейной поляризации, при этом в максимуме степень поляризации достигает 29%. На частотах 8—14.5 ГГц и в оптическом диапазоне Л & 4400 Л наблюдается частичная корреляция.
В 7-диапазоне наблюдалась вспышка с изменением плотности потока в 4 раза [13].
2. НАБЛЮДЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. РАТАН-600
Мониторинг радиоисточника Л1159+2914 проводился ежедневно на Северном секторе РАТАН-600 в верхней кульминации одновременно на ча-стотах4.85,7.7(8.2 в 2013 г.), 11.1 и 21.7 ГГцв 5 наблюдательных сессиях 25.09-12.10.2010, 01.07— 02.10 2011, 01.05—14.08.2012, 27.02—25.04.2013 и 17.05—25.08.2013.
Для обработки наблюдений использовался пакет программ, позволяющий получать как плотность потока индивидуального наблюдения источника, так и среднюю плотность потока за любой интервал внутри цикла наблюдений. В основу обработки положена оптимальная фильтрация исходных данных, подробно методика описана в [14, 15].
В качестве источника сравнения использовался источник Л1331 +3030 (3С 286) со степенным спектром, для которого приняты плотности потока 751, 553, 529, 427 и 259 мЯн на частотах 4.85, 7.7, 8.2, 11.1 и 21.7 ГГц, соответственно.
2.2. РТ-32ИПА РАН
Наблюдения по исследованию внутрисуточной переменности Л1159+2914 были выполнены на длине волны 3.5 и 6.2 см на радиотелескопах РТ-32 обсерваторий "Зеленчукская" и "Бадары" комплекса "Квазар-КВО" Института прикладной астрономии (ИПА РАН).
Наблюдения проводились в режиме "плавного" сканирования по углу места [16], в процессе которого антенна сопровождает источник по азимуту и производит сканирование по углу места. Для накопления цикл сканирования повторяется необходимое количество раз, в дальнейшем N циклов накопления опорного или исследуемого источника называется сеансом. С 23 декабря 2010 г. по 5 марта 2013 г. был проведен 21 успешный суточный сеанс исследуемого источника на длине волны 3.5 см (в том числе 5 сеансов было проведено одновременно в обсерваториях "Бадары" и "Зеленчукская"). На длине волны 6.2 см было проведено 7 сеансов (в том числе 2 сеанса одновременно в двух обсерваториях).
При наблюдениях использовались два опорных источника: Л1154+2916 (принятые плотности потока составляют 275 и 490 мЯн на 3.5 и 6.2 см, соответственно) и Л1156+3128 (соответствующие плотности потока — 754 и 1009 мЯн).
Подробно методика наблюдений и обработки описана в[17]
3. ПОИСК ПЕРЕМЕННОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ
Поиск и исследование параметров переменности на масштабах от нескольких дней до нескольких недель из полученных рядов наблюдений проводилось в несколько этапов.
Вначале проводилась фильтрация измеренных плотностей потоков, испорченных всякого рода помехами (погодными условиями или техногенными) с использованием критерия Фишера. Считалось,
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
3000 2500 2000 1500
ПЕРЕМЕННОСТЬ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА КВАЗАРА 31.10.2010 19.05.2011 05.12.2011 22.06.2012 08.01.2013
27.07.2013
1000
н о к л
У 3000
¡А
| 2500 С
2000 1500 1000
3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200
* /
I t
-1-1—
1159 + 2914 21.7 ГГц
1159 + 2914 11.1 ГГц
1159 + 2914 8.2 ГГц
'V
1159 + 2914 4.8 ГГц
55450 55550 55650 55750 55850 55950 56050 56150 56250 56350 56450
тГО
Рис. 1. Кривые блеска, полученные на РАТАН-600 в 2010—2013 гг. Сплошные линии — параболические аппроксимации наблюдений.
что все записи должны принадлежать одной генеральной совокупности, поэтому находилось максимальное количество записей, удовлетворяющее критерию Фишера с 1%-уровнем значимости. При дальнейшем анализе использовались только плотности потока, отобранные по критерию Фишера во всем цикле измерений.
Затем была убрана долговременная перемен-
ность с характерным временем больше, чем длительность наблюдений. Эта переменность проявляется в виде трендов различного характера, которые аппроксимировались полиномом второй степени и устранялись из исходных записей.
На всех наблюдаемых частотах определялся средний поток источника в течение всего цикла наблюдений или выделенного временно)го интервала.
Плотность потока, Ян
3 10 20
Частота, ГГц
Рис. 2. Спектры Л1159+2914 в 2010-2013 гг.
Затем рассчитывалось значение нормированной величины х2 для цикла (или части цикла) наблюдений для числа степеней свободы п — 1, где п - число наблюдений в течение рассматриваемого интервала:
х2 = (п — 1)-1 Е[($ — (5 »/Д$ ]2,
где Б1 и - соответственно средняя плотность потока и ее ошибка в ¿-том наблюдении рассматриваемого временного интервала, (5) - средняя плотность потока в рассматриваемом интервале.
Переменность считалась обнаруженной, если величина х2 превышала значение для уровня значимости 1% для п — 1 степеней свободы при наблюдениях на РАТАН-600.
Для определения характерных времен, дисперсии переменной компоненты
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.