УДК 524.6
СТРУКТУРА ОБЪЕКТА W3 ОН В МАЗЕРНЫХ ЛИНИЯХ ГИДРОКСИЛА
© 2014 г. Л. И. Матвеенко1,2, А. В. Ипатов2, В. А. Демичев1, А. Е. Мельников2
1 Институт космических исследований РАН, Москва 2Институт прикладной астрономии РАН, Санкт-Петербург
Поступила в редакцию 07.10.2013 г.
Исследована структура газопылевого комплекса W3 OH в основной линии радиоизлучения гидрокси-ла на частоте 1665 МГц с помощью системы "Квазар-КВО" в левой и правой круговой поляризации. Излучение преобладает в правой круговой поляризации. Получены спектры на одиночных антеннах и откликах интреферометров. Спектральные детали заужаются с увеличением длины базы, что определяется компактными вкраплениями в источниках. Коррелированные потоки на базах максимальной длины не превышают 20 Ян в правой поляризации и 10 Ян в левой. Получены радиокарты в обеих поляризациях с различными угловыми усреднениями от 5 до 200 мсек. дуги. Объект W3 OH, распложенный в рукаве Галактики, наблюдается в поперечном направлении, что существенно снижает рассеяние ^ 2 мсек. дуги. Ряд фрагментов наблюдается только в одной из поляризаций, излучение трех источников — в обеих с разнесением по частоте, достигающим Д/ = ±10.6 кГц, что соответствует Зимановскому расщеплению в магнитном поле, равном Н = 7.6 мГс.
Ключевые слова: мазерные источники, структура W OH, джеты.
DOI: 10.7868/Б032001081403005Х
ВВЕДЕНИЕ В газопылевых комплексах Галактики наблюдаются компактные образования, мазерное излучение которых в линиях гидроксила соответствует частотам 1612, 1665 и 1667 МГц (преобладает излучение на частоте 1665 МГц). Одним из них является объект W3 ОН, расположенный в рукаве Персея на расстоянии 2.2 кпк. Угловой размер в 1 мсек. дуги соответствует 2 а.е. Компактные образования W3 ОН на частоте 1665 МГц достаточно детально исследовались в ряде работ (Харвей и др., 1974; Рейд и др., 1980; Норрис и др., 1982). Было показано, что мазерные источники распределены в пределах нескольких секунд в лимбе восточной части области Н11. Мазерное излучение отдельных фрагментов наблюдается в правой или левой круговых поляризациях, в ряде случаев поляризация эллиптическая. Наблюдения в левой круговой поляризации с предельным угловым разрешением на радиоинтерферометре Евпатория—Уссурийск с базой В = 35 МЛ, ^>л = 5.6 мсек. дуги показали, что угловые размеры отдельных компактных структур не превышают 2 мсек. дуги, а их яркостная температура соответствует Т ^ 1012 К. Коррелированный поток достигал 10 Ян, а максимальное излучение = 155 Ян наблюдалось на скорости V = —45 км/с (Айрапетян и др., 1989). Особенности поляризации излучения мазерных источни-
ков до конца не ясны и нуждаются в уточнении, что может быть сделано с помощью исследования их тонкой структуры методом сверхдальней радиоинтерферометрии (Матвеенко и др., 1965). Элемент интерферометра на космической орбите — "Радиоастрон" позволяет исследовать сверхтонкую структуру ядер источников мазерного излучения в линиях гидроксила. В этой связи нами начаты наблюдения структуры объекта W3ОН на волне 1665 МГц с помощью системы КВАЗАР-КВО.
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ ОБЪЕКТА W3 ОН
Газопылевой комплекс W3 ОН наблюдался в основной линии мазерного излучения на частоте 1665 МГц в правой и левой круговых поляризациях в январе 2013 г. на системе КВАЗАР-КВО (Фин-кельштейн и др., 2008). Обработка данных наблюдений проводилась на программном корреляторе ИПА РАН (Матвеенко и др., 2012). В качестве опорного источника был принят объект 1803+784, коррелированная плотность потока радиоизлучения которого принята равной ^С0Г = 2.1 Ян. По данным наблюдений построены профили спектров и карты распределения структур в обеих поляризациях. Рассмотрим эти результаты.
Скорость LSR, км/с
Рис. 1. Спектральные профили объекта W3 OH на частоте 1665 МГц, полученные на радиотелескопе Зеленчук в правой (а) и левой (б) круговых поляризациях. Отрезок прямой в верхнем левом углу соответствует масштабу плотности потока радиоизлучения.
Спектры
А. Профили спектров источника ОН в правой и левой круговой поляризации, полученные на антенне РТ-32 Зеленчукская (ЗК), показаны на рис. 1а и рис. 1б. Спектральное разрешение по частоте равно А/ = 0.49 кГц, что соответствует разрешению по скорости А у = 0.09 км/с. Скорости деталей профиля линий в правой круговой поляризации лежат в пределах от у = —48 км/с до у = —40 км/с. Распределение скоростей спектральных линий в профиле в правой круговой поляризации предполагает, что скорость местной системы покоя соответствует VLSR = —44.9 ± 0.1 км/с. Максимальная плотность потока радиоизлучения ^креак = 250 ± 20 Ян наблюдается на скорости местной системы покоя (табл. 1а). Излучение в левой круговой поляризации соответствует скоростям от —48 км/с до —44 км/с (рис. 1б). Максимальное излучение ^реак = 150 Ян определяется компонентой на скорости у = —46.3 км/с или — 1.4 км/с в местной системе покоя (табл. 1б). Как видно из спектральных профилей, ряд деталей наблюдается в обеих поляризациях, что может определяться как неполяризованным, так и эллиптически поляризованным излучением.
Б. Спектральные профили откликов интерферометра Светлое-Зеленчукская (СВ-ЗК) в обеих поляризациях с проекциями баз, равными 5.5 МЛ и 10.5 МЛ, показаны на рис. 2а—г. Аналогичные данные для интерферометра Бадары-Зеленчукская (БД-ЗК) В = 24 МЛ приведены на рис. 2д и рис. 2е. По мере повышения пространственного разрешения интенсивность спектральных линий
снижается, а их ширина заужается, что свидетельствует о наличии компактных структур. Это наблюдается, в частности, в правой круговой поляризации детали у = —41.2 и у = —41.9 км/с. Уровень коррелированного потока компонент снижается в обеих поляризациях с увеличением длины базы (рис. 3а и рис. 3б). На базах длиной 24 МЛ излучение источников на скорости —45.1 км/с и —45.2 км/с в правой поляризации порядка 35 Ян. Излучение источников на других скоростях, равно как и в левой круговой поляризации, не превышает нескольких Ян (рис. 4б).
Структура объекта 1¥3 ОН
По данным наших РСДБ-наблюдений в мазер-ном излучении гидроксила на частоте 1665 МГц получены распределения яркости газопылевого комплекса ОН. Рассмотрим полученные изображения в обеих поляризациях с разными угловыми усреднениями, 1 мсек. дуги соответствует 2 а.е.
Структура в правой круговой поляризации.
Мазерное излучение в правой круговой поляризации определяется рядом компактных источников, распределенных в пределах площадки размерами в несколько секунд — нескольких тысяч астрономических единиц. Скорости источников лежат в пределах от —48 км/с до —40 км/с или в местной системе покоя —3 км/с ^ Ау ^ 5 км/с. На карте с усреднением ф = 0.2 сек. дуги выделяются фрагменты структуры А — Е (рис. 4а). Они наблюдаются на общей протяженной подложке, яркость которой не превышает 0.2% пикового значения, что
СТРУКТУРА ОБЪЕКТА Таблица 1а. Поток спектральных линий, правая поляризация
№ —V, км/с 5 МЛ 10 МЛ 20 МЛ 24 МЛ
1 41.2 3.6 50 28 30 17 8
2 41.8 3.1 50 36 35 18 10
3 42.8 2.0 25 10 4 2 2.7
4 43.4 1.6 8 1 0.5 0.5 0.2
5 44.2 0.7 70 22 15 3.6 3.6
6 45.0 -0.1 250 220 189 48 21
7 45.3 -0.4 200 136 75 34 24
8 45.9 -1.0 8 6 3 1.6 1.1
9 47.5 -2.7 18 22 14 8 5.6
Таблица 1б. Поток спектральных линий, левая поляризация
№ —V, км/с 5 МЛ 7 МЛ 11 МЛ 20 МЛ 20 МЛ 23 МЛ 24 МЛ ЗОМЛ
2 44.2 0.7 11.7 7.5 9 6.7 4 4 3 2.5 Ус-Ев
3 44.7 0.2 6.5 3 3 3.5 2 2.5 1.5 2.0
4 45.3 -0.4 58 22 30 17 3 6 3 4.0
5 45.7 -0.8 58 8 15 И 10 И 9 И 10
6 46.3 -1.4 150 75 70 50 50 25 32 9 10
7 47.2 -2.3 12 2.5 2. 2 3 2.8 1.5 2
8 47.6 -2.7 20 19 3.5 13 7.5 9 7.5 10
9 48.0 -3.1 - - - - 0.2 0.2 - 5.6
соответствует ТЬ ~ 2 х 108 K. Излучение подложки лежит в пределах скоростей профилей линий.
Компонента А. В центральной части структуры расположена яркая компонента А, яркость которой имеет пиковое значение ^^ =
= 19.1 Ян/луч, соответствующая яркостной температуре Ть & 2 х 108 ^ а скорость равна скорости местной системы покоя (рис. 4а). При усреднении р = 10 мсек. дуги выделяются две составляющие, окруженные протяженным фоновым излучением, яркость которого не превышает ^2% пикового значения = 10.3 Ян/луч (рис. 4б). B увеличенном масштабе с усреднением р = 5 мсек. дуги структура показана на рис. 4в. Яркость основной детали снижается до = 6 Ян/луч, а яркостная температура возрастает до Ть = 0.4 х 1010 ^ что свидетельствует о компактном ядре. Его скорость V = 0.15 кмД, а скорость северной детали V = = —0.11 км/с. Расстояние между компонентами равно 15 мсек. дуги или 30 а.е. Центральная
компонента имеет сложную структуру, ориентированную под углом 30°. Размеры компактного ядра не превышают 2 мсек. дуги, а пиковая яркость = 2.06 Ян/луч или Ть = 0.2 х 1012 ^рис. 4г). Структура детали, расположенная в северной части, также содержит компактную неразрешенную деталь. Ее яркость соответствует 70% яркости детали А (рис. 4г). Относительное положение отдельных деталей, их скорости в местной системе покоя и потоки в Ян приведены в табл. 1.
Джет. К югу от компоненты А в направлении 160° наблюдается вытянутая структура с вкраплениями С, О и Е с фрагментом слева Е', соответствующая эжектируемому потоку в пределах ^25° (рис. 4а). Яркость структуры не превышает 0.4% пикового значения, а фрагментов — около ~5%. Скорости фрагментов нарастают по мере удаления до V = —4.1 км/с на расстоянии 2".
Компонента В. Восточнее компоненты А на расстоянии 850 мсек. дуги или 1.7 х 103 а.е. расположена компонента В (рис. 4а). Эта область в уве-
-40 -41 -42 -43 -44 -45
47 -48
£в
СО -£в
О
и
Я
«
о н о в
3В
3 в в
ев И О
а в
4 <и а а о
н £в а и
св -
О
и
«
о н о
в
«
3 в в £в и о а в
4 <и а а о
а
100 0 100
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
1 1 1 +4++ 1 1 + 1 + 1+ 1 + - + + + + + ++++++ ++ -
+++++++ ++ "+ + ^ +Ы 1 1 + + 1 1 +++ +++++> ++ +1 Г ++
11111 - св-зк , ч _ (,) 11111 . ' ' ' 1-ИЧ-1 1 1 1111
-40 -41 -42 -43 -44 -45 -46 -47 -48
100 0 100 50
40
30
20
10
0
100 0
-100 160 140 120 100 80 60 40 20 0
100 0
-100
140 120 100 80 60 40 20 0
-п-;—гп-,—]-1-1—I
" д. * ♦ ^ '» X.
св-зк
(б)
J_I_I_I_I_I_I_I
-
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.