УДК 524.7-77
ВТОРОЙ СЕТ НАБЛЮДЕНИЙ ГИГАНТСКИХ РАДИОГАЛАКТИК НА РАТАН-600
© 2011 г. М. Л. Хабибуллина1, О. В. Верходанов1, М. Сингх2, А. Пирия2, С. Нанди2, Н. В. Верходанова1
1 Учреждение Российской академии наук Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз Карачаево-Черкесской Республики, Россия 2Научно-исследовательский институт экспериментальных наук им. Арьябхатты, Наинитал, Индия
Поступила в редакцию 02.09.2010 г.; после доработки 20.11.2010 г.
Приводятся результаты измерения плотностей потоков протяженных компонент 5 гигантских радиогалактик на РАТАН-600 в сантиметровом диапазоне. С использованием данных обзоров ШБЫЗБ, ЫУББ и ОБ6, а также новых полученных данных на РАТАН-600 построены спектры компонент изучаемых радиогалактик. Рассчитаны спектральные индексы в исследуемом частотном диапазоне.
1. ВВЕДЕНИЕ
В 2008 г. началась программа наблюдений гигантских радиогалактик (ГРГ) на радиотелескопе РАТАН-600. В декабре 2008 г. был проведен первый сет наблюдений и получены интегральные спектры для компонент 7 радиогалактик
ара 0139+3957, ара 0912+3510, ара 1032+ +2759, ара 1343+3758, ара 1400+3017, ара 1453+3308, ара 1552+2005 и ара 1738+ +3733. В результате наблюдений было показано [1], что спектральные индексы радиоизлучения в компонентах наблюдаемых радиогалактик существенно различаются. При этом различается и форма спектров: от сильно крутых, как у источника ара 0139+3957, до уплощающихся спектров, как у компонент источника ара 1738+3733.
Радионаблюдения ГРГ позволяют прояснить причины происхождения объектов таких гигантских размеров, которые до конца еще не ясны. Согласно общепринятому определению, ГРГ — это радиоисточники с линейными размерами больше 1 Мпк. Они являются самыми большими объектами видимой Вселенной, и не исключено, что могут играть особую роль при формировании крупномасштабной структуры. Большие размеры ГРГ также предполагают, что эти источники должны находиться на последней стадии эволюции. Модели радиоисточников [2, 3] предсказывают изменение радиосветимости и линейных размеров мощных радиоисточников со временем. Согласно этим моделям, ГРГ должны быть очень старыми объектами (с возрастом > 108 лет) и предположительно находиться в среде с пониженной плотностью по сравнению с источниками меньшего размера,
но сравнимой радиосветимости [4]. Авторы работы [5], проанализировав радио и оптическе данные (БОББ, АРМ) для радиогалактик и квазаров, заключают, что, кроме влияния окружения, размер гигантского радиосточника может объясняться наличием популяции долгоживущих "радиогромких" активных ядер, которые в свою очередь могут проэволюционировать до ГРГ. Многочастотные наблюдения [6] показали, что спектральный возраст ГРГ больше, чем ожидаемый из эволюционных моделей. Как отмечалось в работе [7], такие радиогалактики могут влиять на процессы формирования галактик, так как давление истекающего газа радиоисточника может сжать холодные газовые облака и инициировать развитие звезд, с одной стороны, а также остановить формирование галактики, с другой стороны. Отметим, что проблемой происхождения ГРГ и физическими процессами, идущими в этих радиоисточниках, занимаются несколько групп [8—17]. Однако к настоящему времени однозначного решения проблемы пока нет.
В своей предыдущей работе [1] после анализа спектров радиогалактик мы пришли к заключению, что изменение спектрального индекса у гигантских радиогалактик в зависимости от расстояния от центра галактики, отмечаемое и ранее в [9], связано с изменением энергии частиц в компонентах, вызванным изменением давления обтекающего газа, т.е. обусловлено изменением окружающей среды в зависимости от расстояния до родительской галактики. Однако обобщающие выводы будут более значимы при интегральном подходе к популяции ГРГ в целом. Существенным этапом исследования причин возникновения больших размеров гигантских радиогалактик является сравни-
Таблица 1. Основные параметры гигантских радиогалактик из наблюдательной заявки
Название источника Координаты ИА + Оес (+2000.0) ччммсс + ггммсс Красное смещение Тип Угловой размер, мин дуги Плотность потока (1.4 ГГц), мЯн
ОИО 0452+5204 045253 + 520447 0.109 I 9.7 2869.1
ОИО 0751+4231 075109 + 423124 0.203 II 6.0 162.3
ОИО 0929+4146 092911 +414646 0.365 II 6.6 165.5
ОИО 1216+4159 121610 + 415927 0.243 II 5.2 415.5
ОИО 1521+5105 152115 + 510501 (0.37) II 4.3 1197.5
ОИО 1918+516 191923 + 514334 0.284 II 7.3 920
ОИО 2103+6456 210314 + 645655 0.215 II 4.8 119.7
тельное изучение аналогичных свойств "обычных" радиогалактик, также проводимое в рамках данного проекта [18—20]. Отметим, что ранее Соболевой [21] на РАТАН-600 уже наблюдались радиогалактики с минутными размерами в сантиметровом-дециметровом диапазоне длин волн, и было обнаружено, что морфологические структуры имеют практически одинаковые спектральные индексы. Поэтому исследование остальных объектов выборки ГРГ позволит пополнить информацию о радиоспектрах данной популяции.
Также было отмечено [ 1 ], что в миллиметровом диапазоне по экстраполяционным оценкам спектров значения плотностей потоков исследуемых компонент ГРГ лежат на уровне выше 0.6 мЯн, что может быть чувствительным при оценках вклада в анизотропию реликтового излучения различных эффектов на масштабах скоплений галактик. Таким образом, знание спектрального индекса, формы и ориентации ГРГ на картах микроволнового фона [22] поможет учесть особенности областей
Таблица 2. Наблюдаемые области ГРГ
Название источника Координаты центра наблюдаемой области ИА + Оес (Л2000.0) (ччммсс + ггммсс) N
ОИО 0452+5204 045343.7 + 520556 11
ОИО 0751+4231 075153.9 + 422945 10
ОИО 0929+4146 092951.8 + 414353 10
ОИО 1216+4159 121641.4 + 415545 11
ОИО 1521+5105 152132.5 + 510232 7
ОИО 2103+6456 210322.1 +645929 9
Примечание. Для всех объектов были сделаны центральные сечения. N — число прохождений.
размером до 10' на картах анизотропии микроволнового фона.
В данной работе мы продолжаем исследование выборки ГРГ на РАТАН-600 и приводим результаты наблюдений радиогалактик в сантиметровом и дециметровом диапазоне.
2. ДАННЫЕ РАТАН-600 2.1. Наблюдения на РАТАН-600
Наблюдения новой подвыборки гигантских радиогалактик проводились на Южном секторе РАТАН-600 в первой декаде января 2010 г. При наблюдениях использовались радиометры сплошного спектра 1-го облучателя для длин волн 1.38, 2.7, 3.9, 6.25, 13 и 31 см. Также как и в первой работе [1], по причине высокой помеховой обстановки в период наблюдений данные, пригодные для анализа, были получены в четырех полосах: 2.7, 3.9, 6.25 и 13 см. Размеры диаграмм направленности в центральном сечении на наблюдаемых высотах были 25'', 36'', 57'', 119'', соответственно. Для волн 6.25 и 13 см использовались подканалы спектроанализатора, позволяющие эффективно бороться с помехами. Список наблюдаемых источников приведен в табл. 1, журнал наблюдений — в табл. 2. Отметим, что объект ОНО 2103+64 наблюдался в данном сете 9 раз, однако достичь достаточного уровня отношения сигнал/шум для обнаружения источника не удалось.
2.2. Обработка
Для привязки плотностей потоков к международной шкале [23] были проведены наблюдения калибровочных источников из стандартного списка РАТАН-600 [24, 25]. Кривые прохождения источников анализировались в штатной системе обработки FADPS [26, 27]. На первом этапе из
X
\
52°10т 52°08т 52°06т 52°04т 52°02т 52°
04ь53т208 04ь52т408
04ь53т 04ь52т208
42°56т
42°50т
42°26т
07ь51т40я , 07ь51т ь
07ь51т208 07ь50т408
41°50т
41°46т
41°40т
42°05т
41°55т
09ь29т408 09ь29т 12ь16т408 . 12ь16т .
09ь29т208 09ь28т40« 12ь16т208 12ь15т408
61°10т 61°08т 61°06т
61°04т 61°02т
15ь21т408 15ь21т
15ь21т208 15ь20т408
21ь04т008
21ь03т308
21ь03т008
21ь02т308
64°52 64°54 64°56 64°58 65°00 65°02
Рис. 1. Радиоизображения гигантских радиогалактик в обзоре ЫУББ. Окружности отмечают наблюдаемые на РАТАН-600 объекты.
р—I I I I 1111-1—I I I I 1111-1—I I I I 1111
101
100
0452 + 5204
I I I I I I 111 I I I I I I 111 I I I I I I 111
_| I I I 111-1—I I I I I 111
10°
10-
ттт|-1—ш
0751+4231
........I.........
10
102 103 Частота, МГц
102 104 Частота, МГц
Рис. 2. Радиоспектры гигантских радиогалактик, построенные по данным наблюдений на РАТАН-600 и обзоров NVSS, WENSS, ОВ6 (табл. 3) и др. Данные РАТАН-600 показаны темными кружками.
записей прохождения источников вычитался низкочастотный тренд с окном сглаживания 8'. Для оценки плотностей потоков использовались интегралы под кривыми прохождения источников через диаграмму направленности РАТАН-600, апрокси-мируемыми набором гауссиан. Уровень шума в записях одноразовых прохождений на длинах волн 1.38, 2.7, 3.9, 6.25 и 13 см на высоте наблюдения 82° составил соответственно 17.2, 8.9, 18.1, 10.7 и 96.6 м К/с1/2 . Данные измерений плотностей потоков на длинах волн 2.7, 3.9, 6.25 и 13 см приведены в табл. 3. Там же приведены величины
интегральных плотностей потоков в измеряемых источниках, вычисленные по картам NVSS (NRAO VLA Sky Survey) [28] на длине волны 21 см, построенным на радиоинтерферометре VLA (США), и данным обзора WENSS (Westerbork Northern Sky Survey) [29], полученным на голландском радиоинтерферометре в Вестерборке на длине волны 92 см; карты источников приведены на рис. 1. Для отождествления объектов и оценок их параметров также использовалась база данных CATS [30, 31]. Среди каталогов CATS отождествления найдены
Таблица 3. Интегральные плотности потоков (в мЯн) радиоисточников по данным наблюдений на РАТАН-600 и данным обзоров ШБЫЗБ, ЫУББ
Название источника 2.7 см РАТАН 3.9 см РАТАН 6.25 см РАТАН 13.5 см РАТАН 6.2 см GB6 21 см NVSS 92 см WENSS
GRG 0452+5204 417 827 1141 1984 844 3003 18760
GRG 0751+4231 103 227 274 476 35 202 1365
GRG 0929+4146 - - 215 315 91 200 1560
GRG 1216+4159 - - 123 207 77 264 1604
GRG 1521+5105 - - 317 549 377 747 4903
GRG 2103+6456 - - <54 <180 32 124 337
в обзорах GB6 [32], VLSS [33], 6C [34], 7C [35], 8C [36], Texas [37], B3 [38].
Для источников GRG 0452+5204 и GRG 0751 + +4231 на длинах волн 2.7 и 3.9 см наблюдения проводились в режиме "beam swit
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.