ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2014, том 40, № 9, с. 611-626
УДК 524.527- 77+524.3-52
РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОЛЕТНЕГО МОНИТОРИНГА МАЗЕРНОГО ИСТОЧНИКА ON 1 В ЛИНИИ ВОДЯНОГО ПАРА 1.35 СМ
(1981-2013) гг.
© 2014 г. Е. Е. Лехт1*, В. В. Краснов2, А. М. Толмачев2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга
2Пущинская радиоастрономическая обсерватория, Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Пущино
Поступила в редакцию 14.03.2014 г.
Представлены результаты многолетнего мониторинга источника ОЫ 1 в линии водяного пара на волне 1.35 см, проведенного на 22-м радиотелескопе Пущинской радиоастрономической обсерватории с 1981 г. по 2013 г. Мазерное излучение наблюдалось в широком интервале лучевых скоростей, от —60 до +60 км/с. Обнаружена переменность интегрального потока с периодом лет. Показано, что стабильное излучение на лучевых скоростях 10.3, 14.7 и 16.5 км/с принадлежит компактным структурам, образованным из мазерных пятен с близкими лучевыми скоростями и входящими в состав скоплений ШМС 1 и ШМС 2. Обнаруженные короткоживущие эмиссионные детали в диапазонах скоростей —30—0 км/с и 35—40 км/с, также высокоскоростные, вероятнее всего, связаны с биполярным молекулярным потоком, наблюдающимся в линии СО.
Ключевые слова: мазерные источники, линии водяного пара.
DOI: 10.7868/80320010814080063
ВВЕДЕНИЕ
Источник ОЫ 1 в созвездии Лебедь связан с плотным молекулярным облаком и сверхкомпактной областью Н II (Зенг и др., 1985; Аргон и др., 2000), имеющей в сантиметровом континууме светимость >104'2£©, что подразумевает спектральный класс В0 для возбуждающей звезды (Маклеод и др., 1998). В этом источнике имеются явные признаки продолжающегося звездообразования: газ высокой плотности, многочисленные высокоскоростные потоки, мазеры в линиях водяного пара (Тернер и др., 1970; Салливан, 1970; Генцель, Даунс, 1977) и гидроксила (Фиш и др., 2005), источники близкого ИК-излучения. Здесь же находится и точечный источник далекого ИК-излучения (Кумар и др., 2004). Расстояние до ОЫ 1 по наиболее достоверным оценкам равно 1.8 кпк (см., например, Маклеод и др., 1988; Кумар и др., 2004).
УЬВ1-наблюдения показали, что излучение Н2О сконцентрировано в двух скоплениях: се-
Электронный адрес: lekht@sai.msu.ru
верном WMC 1 и южном WMC 2 (Даунс и др., 1979; Нагаяма и др., 2008). Скопления отстоят на 2" (3600 а.е.) от наблюдаемой в континууме на частоте 8.4 ГГц иС Н II области и на 1.6" (2900 а.е.) друг от друга в направлении северо-восток—юго-запад (ЫЕ-SW). Там же на частоте 345 ГГц найдены два источника субмиллиметрового континуума SMA 1 и SMA 2 (Су и др., 2004), связанные как раз с этими двумя Н2О мазерными скоплениями (Нагаяма и др., 2008), и все это в совокупности рассматривается как скопление молодых звездных объектов.
В этой же области ОЫ 1 обнаружены многочисленные потоки газа (Кумар и др., 2004; Нагаяма и др., 2008). Среди них выделяется биполярный поток в линии СО (Л = 2—1) вблизи WMC 1 в направлении Е-W (Кумар и др., 2004) со скоростью расширения, равной 69±11 км/с (Нагаяма др., 2008). С этим потоком связывают и собственные движения мазерных деталей в северном скоплении. Другой биполярный поток обнаружен в линиях ЫН3 и Н13СО на скорости 4.5 км/с в направлении ЫЕ-SW. Хотя этот поток интерпретируется неко-
торыми авторами как вращающееся кольцо или диск (Зенг и др., 1985; Лим, Хоу, 2002), Кумар и др. (2004), по данным наблюдений в линии NHз, все-таки отдают предпочтение модели потока.
Нагаяма и др. (2008) указывают на то, что процесс звездообразования в ON 1 распространяется от западной стороны UC H II области к восточной стороне обоих мазерных скоплений. Они же предполагают, что северный источник (северное скопление мазерных пятен и молодая звезда) образует с областью UC H II двойную систему с относительной скоростью ДУ[^=3 км/с и общей массой ~37Ы0. С областью UC H II связано также и мазерное излучение гидроксила, причем его источники расположены, в основном, на периферии этой области (Фишер и др., 1978).
Активность мазера H2O проявляется в широком диапазоне лучевых скоростей (от —80 до +60 км/с), но, в основном, в центральной части спектра, в диапазоне 4—18 км/с. Здесь же зарегистрировано мазерное излучение максимальной интенсивности, превышающее 600 Ян (Тернер и др., 1970; Лехтидр., 1995).
НАБЛЮДЕНИЯ И АНАЛИЗ ДАННЫХ
Наблюдения мазерного источника H2O на волне 1.35 см в области ON 1 («1950 = 20h8m10s, ¿1950 = = 31°22'39'') были выполнены на радиотелескопе РТ-22 Пущинской Радиоастрономической обсерватории с 1981 г. по 2013 г. со средним интервалом между наблюдениями в 1.8 мес. В 1993 и 1994 гг. наблюдения проводились в среднем каждые 5 месяцев, а во временные интервалы май 2006 г.-январь 2008 г. и август 2008 г.—март 2009 г. наблюдения по техническим причинам не проводились.
Шумовая температура системы составляла 200-300 ^ а начиная с 2005 г. 100-200 K в зависимости от погодных условий. Ширина диаграммы направленности антенны на волне 1.35 см составляет 2.6'. Чувствительность антенны для неполяризованного излучения равна 25 Ян/^ Для минимизации влияния на измеренную интенсивность возможной поляризации измеряемого сигнала мы старались наблюдать источник примерно на одном и том же позиционном угле. Заметим, что для калибровки принимаемых сигналов на РТ-22 время от времени наблюдаются источники непрерывного спектра с хорошо известной абсолютной интенсивностью: Юпитер, Венера, DR-21, и эти наблюдения показали, что эффективная площадь
антенны (ее чувствительность) все эти годы оставалась постоянной, если, разумеется, при наблюдениях корректно учитывать поглощение сигнала в земной атмосфере при разных метеоусловиях. Также заметим, что важным фактором при измерении величины сигнала является точность автоматического наведения телескопа на источник, и для контроля этой точности практически всегда непосредственно перед началом наблюдений нами проводилась юстировка антенны по мазерным источникам с большой интенсивностью: Orion KL, W49N, W3OH.
Антенна наводится на сильный источник, находится максимум его излучения, реальное положение источника сравнивается с расчетным, и при последующих наблюдениях источников, подлежащих исследованию, вводится найденная таким образом поправка к наведению. Таким способом удается достичь точности автоматического наведения на источник, равной 7—10 угл. сек (если при этом отсутствует боковой нагрев антенны Солнцем).
В 1981—2004 гг. анализ сигнала осуществлялся 128-канальным анализатором спектра фильтрового типа с разрешением 0.101 км/с. С 2005 г. используется 2048-канальный автокорреляционный анализатор спектра с разрешением 0.0822 км/с. Это позволило проводить наблюдения в широком интервале лучевых скоростей, и, в частности, зарегистрировать в ON 1 высокоскоростное излучение.
Избранные спектры H2O в ON 1 были опубликованы в 1995 г. (Лехт и др., 1995). На рис. 1 представлены все спектры, полученные за наблюдаемый период. По горизонтальной оси отложена лучевая скорость относительно местного стандарта покоя в км/с, а по вертикальной оси — плотность потока в Ян. Вертикальной стрелкой показана цена деления в Ян. Штриховыми линиями показаны эмиссионные детали, которые пересекают расположенные выше спектры.
Поскольку наблюдения в широком диапазоне лучевых скоростей стали нами проводиться только после ввода в действие 2048-канального автокорреляционного анализатора спектра в 2005 г., то анализ переменности интегрального потока для всего мониторинга был выполнен только для интервала лучевых скоростей 4—18 км/с. График переменности интегрального потока изображен на рис. 2. Штриховой линией показаны медленные вариации потока. Основные максимумы отмечены вертикальными сплошными стрелками и для удобства пронумерованы. Дополнительные (вторичные) максимумы отмечены пунктирными стрелками.
и
<3
О н о и дз н о о и н о ч
к
П-1-1-1-1-1-г
от
18.02.1981
23.10.1981
уи
17.12.1981
"а!
2.02.1982 -ЛЛМчЛЛ/
23.03.1982
(1)
Чл/-
V
мл/
I I I I I I I I
П-1-1-1-1-1-1-1-
(2)
6.05.1982
9.06.1982
13.10.1983
.01.1983
5.03.1983
15.06.1983 л А/ЧЧмч
3.10.1983
15.12.1983
9.02.1984
4.04.1984
' 12.06.1984
I I I I I I I I
29.03.1985
_ЛЛЛЛ\№ЛЛ/\/
17.04.1985
26.06.1985
3.10.1985
11.12.1985
4 8 12 16 20 4 8 12 16 20 4 8 12 16 20
Лучевая скорость, км/с
Рис. 1. Спектры мазерного излучения Н2О в направлении источника ON 1. Двойной стрелкой показана цена одного деления. Лучевая скорость приведена относительно местного стандарта покоя.
ДИСКУССИЯ
Спектры Н2О в направлении источника ОЫ 1 имеют, в основном, триплетную структуру, то есть, излучение на небольших лучевых скоростях и вы-
сокоскоростные излучения с красным и с синим
смещениями. Эмиссионные детали отождествляются с двумя скоплениями мазерных пятен и наблюдающимся в линии СО биполярным потоком.
и
<3
О н о и дз н о о и н о ч
к
1 1 1 1 1 1 1 | (5)
20.12.1988
~ 17.01.1989 Л^А/УЛ^ :
23.02.1989
24.03.1989
25.04.1989 -»ЛЫ
- 30.05.1989 уМи 20.09.1989 1л..
1 1 1 1 1 1 И 1 1 (6)
25.12.1989
1.03.1990 I -
3.04.1990
25.04.1990 ~ívvA/WV
" 30.05.1990
4.07.1990
» УЧл/Л
" 1.11.1990 1 1 1 1 1 1 . 1 1 г
И-1-1-1-1-г
20.12.1988
17.01.1989
23.02.1989
1-1—
(5)
24.03.1989
25.04.1989
30.05.1989
У^ми
20.09.1989
И-1-1-1-1-г
25.12.1989
1.03.1990
1-1—
(6)
3.04.1990
25.04.1990
30.05.1990
4.07.1990
1.11.1990
\l\rn
J_I_I_I_I_I_I_л
4 8 12 16 20
4 8 12 16 20 Лучевая скорость, км/с
4 8 12 16 20
Рис. 1. Продолжение.
Отождествление рис. 3. Мы также включили данные Нагаяма и др.
Наиболее интенсивные и стабильные эмиссион- (2008) (светлые кружки). С°гласн° Даунсу и др. ные детали мазерного излучения Н2О показаны на (1979) и Нагаями и др. (2008) с северным источни-
и «
w о н о и л н о о и н о ч С
1 1 11 1 1 1 327 Ян i i (8) i i i i i i 290 Ян 1 (9)
8.10.1991 6.10.1992 - yivux^Auw^^^
27.11.1991 23.12.1992 - a^AaM^^ 1
16.01.1992 > vw _ 20.01.1993 vV
_ 5.02.1992 J 2.
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.