Релятивистские струи в активных ядрах галактик тема диссертации и автореферата по ВАК 01.03.02, доктор физико-математических наук Ковалев, Юрий Юрьевич

Диссертация и автореферат на тему «Релятивистские струи в активных ядрах галактик». disserCat — научная электронная библиотека.
Автореферат
Диссертация
Артикул: 448942
Год: 
2011
Автор научной работы: 
Ковалев, Юрий Юрьевич
Ученая cтепень: 
доктор физико-математических наук
Место защиты диссертации: 
Москва
Код cпециальности ВАК: 
01.03.02
Специальность: 
Астрофизика и звездная астрономия
Количество cтраниц: 
260

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Ковалев, Юрий Юрьевич

Введение

1 Релятивистские струи и их эволюция на суб-парсековых масштабах

1.1 Введение.

1.2 VLB А измерения струй в активных галактиках на 15 ГГц: данные.

1.2.1 Описание статистически полной МО J AVE выборки.

1.2.2 Наблюдения и обработка данных.

1.2.3 Морфология.

1.3 Тонкая структура струй в активных галактиках по результатам VLB А измерений на 15 ГГц

1.3.1 Описание выборки, анализ которой проводится в

§ 1.3.

1.3.2 Данные функции видности.

1.3.3 Моделирование и оценка параметров тонкой структуры.

1.3.4 Результаты и их обсуждение.„.

1.4 Кинематика струй на парсековых масштабах по данным VLB А мониторинга на 15 ГГц.

1.4.1 Наблюдения и обработка данных.

1.4.2 Кинематика с труй на парсековых масштабах.

1.4.3 Общие характеристики кинематики струй в выборке MOJAVE

1.5 Струя в радиогалактике Дева А с суб-парсековым разрешением.

1.5.1 Наблюдения и построение изображения

1.5.2 Структура джета

1.5.3 Кинематика джета.

1.5.4 Обсуждение

1.6 Открытие часовой переменности большой амплитуды в квазаре 1156+295 HaVLBA.

1.6.1 Современное состояние исследований быстрой переменности

1.6.2 Наблюдения и анализ.

1.6.3 Обсуждение

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Релятивистские струи в активных ядрах галактик"

2.2 Отбор источников - кандидатов в поисковый РСДБ обзор.121

2.2.1 Метод на основе анализа мгновенных широкодиапазонных полных радиоспектров . 121

2.2.2 Популяция внегалактических радиоисточпиков.121

2.2,3 Отбор на основе неодновременных данных измерений интегрального радиоизлучения.122

2.3 VLBA наблюдения и их обработка.124

2.3.1 Наблюдения .124

2.3.2 Обработка данных.125

2.4 Проверка метода отбора .128

2.5 S/X PC ДБ каталог .129

2.6 Свойства источников полученного S/X РСДБ каталога .131

2.6.1 Плотность фазовых калибаторов на небе с S > —40°.131

2.6.2 Статистика основных параметров каталога с 5 > —30°.131

2.7 Заключение.134

3 Компактные релятивистские струи в радио и 7 диапазонах: тесная связь 137

3.1 Введение.137

3.1.1 Идентификация 7-источнкиов.137

3.1.2 Результаты телескопа EGRET.138

3.1.3 Одновременные измерения в радио pi 7.139

3.2 Идентификация внегалактических объектов из обзора неба в 7-лучах телескопом Fermi LAT.139

3.2.1 Используемый РСДБ каталог.139

3.2.2 Fermi LAT - РСДБ кросс-идентификация.139

3.2.3 РСДБ свойства отождествленных 7-источников.143

3.3 РСДБ кинематика релятивистеких струй в 7-ярких активных галактиках 146

3.3.1 Сравнение выборок АЯГ из MOJAVE и детектированных в LAT . . 146

3.3.2 Обсуждение .149

3.4 Связь между радио- и 7-излучением акивных галактик.150

3.4.1 Радио данные и выборка источников.150

3.4.2 Результаты.151

3.5 Углы раскрыва струй и яркость АЯГ в 7-лучах.157

3.5.1 Углы раскрыва, полученные в плоскости изображения.157

3.5.2 Углы раскрыва, полученные в (и, v) плоскости.159

3.6 Задержка между приходом радио и 7-излучения от компактных струй активных галактик.160

3.6.1 Радио/7 задержки в РСДБ ядрах.160

3.6.2 Положение областей, излучающих в 7-лучах.162

3.6.3 Обсуждение .164

3.7 Индивидуальные ядра 7-ярких активных галактик на парсековых масштабах168

3.7.1 Поворот позиционного угла линейной поляризации ядер в квазаре 1502 (-106 и Сейфертовской галактике PMN J0948+0022 . 168

3.7.2 Локализация источника 7-вспышки в радиогалактике ЗС84.168

3.8 Заключение.174

4 Синхротронное самопоглощение в основании компактных струй 176

4.1 Введение.176

4.2 Измерения сдвига ядер.179

4.3 Физические и астрометрические приложения .185

4.3.1 Оценка физических свойств непрозрачного основания струи и поглощающей среды.185

4.3.2 Вспышки и сдвиг ядра.186

4.3.3 Эффект сдвига ядра и многочастотные РСДБ исследования . 187

4.3.4 Радио-оптическое совмещение астрометрических положений . 189

4.4 Оценка физических параметров для двух индивидуальных источников . . 193

4.4.1 Квазар ЗС 309.1 (1458+718).193

4.4.2 Квазар 0850+581 .195

4.5 Заключение.198

5 Широкодиапазонные спектры активных ядер галактик 200

5.1 Введение.200

5.2 Наблюдения мгновенных спектров 550 компактных внегалактических объектов в диапазоне 1-22 ГГц па радиотелескопе РАТАН-600 .201

5.2.1 Выборка источников.201

5.2.2 Наблюдения .202

5.2.3 Обработка сканов и калибровка.204

5.2.4 Результаты наблюдений.208

5.3 Переменность широкодиапазонных спектров 550 активных ядер галактик 215

5.3.1 Наблюдения .216

5.3.2 Обсуждение .216

5.4 Анализ выборки внегалактических радиоисточников

WMAP на частотах 2.3-22 ГГц .221

5.5 "Транзиентные" источники с пиком на Гигагерцах.224

5.6 Компактная струя в далеком квазаре PKS 0858—279 со спектром типа GPS 226

5.6.1 Свойства GPS квазара 0858-279 .226

5.6.2 Обнаружение струи на парсековых масштабах .227

5.7 Спектральное распределение энергии от радио до 7-диапазона.232

5.8 Заключение.236

Заключение — основные результаты, выносимые на защиту 239 гь

Список иллюстраций

1.1 Естественно-взвешенные контурные УЬВА карты полной интенсивности на 15 ГГц для наблюдений. АЯГ из выборки МОЛАУЕ. 29

1.2 Контурные УЬВА карты полной интенсивности на 15 ГГц, суммированные по всем эпохам, для АЯГ из выборки МОЛАУЕ. 30

1.3 Атлас зависимости коррелированного РСДБ потока от проекции базы на картинную плоскость для объектов выборки. 41

1.4 Пример переменности коррелированной плотности потока для десяти представительных источников. 52

1.5 Пример сравнения данных в области изображения и в области пространственных частот для квазара 0909+015. 53

1.6 Зависимость предельного разрешения от отношения сигнал-шум. 60

1.7 Распределения плотности потока для всей выборки и подвыборки МОЛАУЕ 62

1.8 Распределение медианных значений индекса компактности и доминантности 63

1.9 Невзвешенное усреднение видности в зависимости от проекции базы на картинную плоскость для выборки МОЛАУЕ. 64

1.10 Распределение модельных параметров РСДБ ядер. 66

1.11 Сравнение позиционных углов РСДБ ядра, струи и диаграммы направленности УЬВА. 67

1.12 Распределение максимальной яркостной температуры РСДБ ядра в системе отсчета источника для всех объектов выборки. 68

1.13 Зависимость РСДБ кинематика — яркостная температуры ядер. 69

1.14 Индекс переменности. 71

1.15 Характеристики быстропеременных радиоисточников на масштабах субпарсеков. 73

1.16 Невзвешенное усреднение видности в зависимости от проекции базы на картинную плоскость для выборки ЕСКЕТ-объектов. 76

1.17 Ошибки измерения относительного положения РСДБ деталей. 82

1.18 Изменение во времени углового расстояния между деталями струи и ядром. 85

1.19 Модели кинематики и положение на небе отдельных надежных струйных деталей для АЯГ выборки МОЛАУЕ. 86

1.20 Продолжение. 87

1.21 Рисунки траекторий компонентов с ускорением в 0333+321 и 1222+216. . . 89

1.22 Рисунки траекторий компонент с ускорением в 30 273, 1928+738, и 2223—052 90

1.23 Гистограмма проекции линейного расстояния для деталей с положительным и отрицательным продольным ускорением видимого движения. 91

1.24 Распределение проекции расстояния от ядра для деталей струй с низкой скоростью видимого движения в выборке МОЛАУЕ. 93

1.25 Распределение угловой видимой скорости. 94

1.26 Распределение видимых скоростей 502 надежных деталей струй АЯГ с измеренными красными смещениями в выборке MOJAVE. 98

1.27 Зависимости сверхсветовых скоростей от красного смещения для самых быстрых компонентов для 119 струй выборки MOJAVE. 99

1.28 Зависимость максимальной скорости струи от радиосветимости на VLBA на 2 см для 119 струй из выборки МОЛ AVE.100

1.29 VLBA изображение джета в М87 на 2 см.103

1.30 Струя в М87 на 15 ГГц и ее сечение поперек.104

1.31 Положения семи отдельных деталей струи М87, которые видны на нескольких эпохах, как функция времени.105

1.32 РСДБ изображение 1156+295 на 15 ГГц, наблюденное 5 февраля 2007 г., полученное с натуральным взвешиванием.110

1.33 Коррелированная плотность потока 1156+295 во времени после применения разных калибровочных решений.111

1.34 Калиброванная коррелированная плотность потока для параметра Стокса I 1156+295 (Ян) как функция (u, v) радиуса (МЛ) для каждого скана в РСДБ эксперименте 5 февраля 2007 года.112

1.35 Интегральная плотность потока 1156+295, полученная усреднением коррелированной плотности потока на проекциях баз короче 100 МЛ.114

1.36 Параметры возможных рассеивающих экранов.116

2.1 Иллюстрация процесса отбора кандидатов в полную выборку.123

2.2 Пример результатов поискового РСДБ обзора.127

2.3 Вероятность найти калибратор в пределах заданного расстояния от источника со склонением ô > —30°.132

2.4 Гистограммы распределения интегральной плотности потока с миллисе-кундных масштабов в диапазоне S (2 ГГц) и X (8 ГГц).132

2.5 Гистограммы распределения плотности потока излучения компактных деталей РСДБ структуры в диапазоне S и X.133

2.6 Гистограмма распределения двухточечного спектрального индекса см (S" ее иа) полного потока излучения с РСДБ масштабов в диапазоне 2.3-8.6 ГГц. 133

2.7 Гистограммы распределения компактности РСДБ структуры объектов выборки в диапазоне S и X.134

3.1 Зависимости между радио и 7-координатами внегалактических объектов, кросс-идентифицированных между РСДБ и Fermi LAT каталогами.140

3.2 Распределение разности АР между РСДБ и 7-координатами.141

3.3 Средний Fermi LAT фотонный поток в интервале энергий 100 МэВ - 1 ГэВ в зависимости от плотности радиопотока с парсековых масштабов, измеренной не одновременно на VLBA на 8 ГГц.143

3.4 Распределение РСДБ потока на 8 ГГц для статистически полной выборки со следующими характеристиками: SVlbi > 0.2 Ян и S > —30°.145

3.5 Распределения по красному смещению АЯГ из выборки MOJAVE.148

3.6 Распределения максимальных скоростей струй.149

3.7 Распределения видимых скоростей струй.150

3.8 Средний фотонный поток Fermi LAT в интервале 100 МэВ - 1 ГэВ в зависимости от плотности квазп-одновременного потока па 15 ГГц.152

3.9 Распределения плотности радио потока на 15 ГГц для полной выборки MOJAVE.153

3.10 Распределение светимости на 15 ГГц, рассчитанное для величины Sxm для квазаров из выборки MOJAVE.154

3.11 Распределение индекса радио активности V^r008 для полной выборки MOJAVE. 155

3.12 Распределение медианных величин яркостной температуры Т\, для РСДБ ядер в полной выборке MOJAVE.156

3.13 Пример определения ширины струи: рассмотрение метода в применении к РСДБ данным квазара 1641+399 на 15 ГГц, наблюденного 25 февраля 2009 г.158

3.14 Распределения видимых углов раскрыва струй, полученных по методу сечения .159

3.15 Корреляционная кривая для радио и 7-излучения АЯГ.166

3.16 Фотонный Fermi LAT поток в диапазоне 0.1 — 100 ГэВ в зависимости от плотности VLBA потока от ядра на 15 ГГц для пар данных, у которых VLBA измерения были проведены на 2.5 ± 0.2 месяца позже измерения потока на LAT.167

3.17 Переменность линейной поляризации на масштабах парсеков в квазаре 1502+106. 170

3.18 Широкодиапазонные радио спектры квазара 1502+106 во время 7-вспышки. 171

3.19 Переменность линейной поляризации на масштабах парсеков в Сейфер-товской галактике PMN J0948+0022. 172

3.20 Центральная область радиогалактики ЗС84 на парсковых масштабах. . . 173

4.1 Схема, иллюстрирующая зависимость от частоты сдвига положения РСДБ ядра.177

4.2 Вспышечная переменность широкодиапазонных РАТАН-600 спектров струй активных галактик, обусловленная синхротронным самопоглащением. . . 178

4.3 Пример результатов глобального РСДБ эксперимента для квазара J1642+6856.181

4.4 Гистограмма величин сдвигов ядер для 29 внегалактических струй.182

4.5 Зависимости между различными полученными параметрами струй для проверки наличия возможной систематики в результатах.183

4.6 Распределение сдвигов ядер, связанных с блендированием.184

4.7 Зависимость отношения сдвигов ядра от отношения плотностей спектрального потока ядра на 8.6 ГГц.186

4.8 Влияние сдвига ядра на позиционное совмещение многочастотных РСДБ изображений на примере спектрального индекса а для струи в источнике

ЗС 120.188

4.9 Профили спектрального индекса вдоль центральной линии джета, полученные для трех вариантов совмещений карт галактики ЗС 120.189

4.10 VLBA CLEAN-карты полной интенсивности от 15.4 до 1.4 ГГц для квазара

ЗС 309.1. 194

4.11 Результаты анализа многочастотных РСДБ данных для квазара ЗС 309.1. 195

4.12 CLEAN-карты квазара 08504-581 но данным, измерения которых прошли одновременно на системе VLBA 17 февраля 2008 г.197

4.13 Зависимость величины сдвига видимого ядра квазара 0850+581, измеренной относительно его положения на 43 ГГц. от частоты.198

5.1 Пример полной записи (скана) для объекта 4С 39.25 . 204

5.2 Пример подгонки моделируемой диаграммы направленности Северного сектора РАТАН-600 к отклику на источник для наблюдения 4С 39.25 . 205

5.3 Калибровочный коэффициент Fcai в зависимости от высоты h на всех длинах волн.206

5.4 Сравнение наших и чужих опубликованных наблюдательных данных для некоторых слабопеременных ярких радиоисточников.209

5.5 Измеренные мгновенные спектры 546 компактных объектов.214

5.6 Примеры промоделированных спектров суммой двух основных компонент. 217

5.7 Примеры сильной долговременной переменности широкополосных мгновенных спектров, наблюденных в 1997-2001 гг. для 5 АЯГ.218

5.8 Примеры сильной долговременной переменности широкополосных мгновенных спектров, наблюденных в 1997-2001 гг. для 12 АЯГ.219

5.9 Пример непеременных спектров из мониторинга на РАТАН-600. 220

5.10 Гистограммы распределения источников по плотности потока, наблюденной РАТАН-600 на 22 ГГц в течение первого года миссии WMAP.222

5.11 Гистограммы распределения источников по многочастотным спектральным индексам и многочастотным индексам переменности.223

5.12 Радиоспектры, полученные на РАТАН-600 в 1997-2003 гг. для отобранных "транзиентных GPS/HFP" источников.225

5.13 Примеры спектров, наблюденных на РАТАН-600 в 1997-2003 гг., для источников, подтвержденных как GPS/HFP, а также для радиоисточников новых кандидатов в GPS/HFP источники.226

5.14 Переменность широкополосного спектра GPS квазара 0858—279.228

5.15 Многочастотные кривые блеска, полученные по данным РАТАН-600 для квазара 0858-279.229

5.16 Квазар 0858—279 на парсековых масштабах.230

5.17 Карта спектрального индекса квазара 0858—279 между 15 и 22 ГГц, комбинированная с контурной картой CLEAN на 15 GHz.231

5.18 Пример SED спектров для шести активных ядер.233

5.19 Спектр радиогалактики ЗС84, измеренный на РАТАН-600 в сентябре 2008 года в сравнении с предыдущими 15 годами наблюдений.235

5.20 Распределение энергии и ее модельный анализ для радиогалактики ЗС84. 236

Список таблиц

1.1 Большие РСДБ обзоры активных ядер галактик с картографированием. . 23

1.2 Статистически полная по величине коррелированной плотности потока выборка активных ядер галактик MOJAVE. 25

1.3 Параметры карт на 15 ГГц. 26

1.4 Общие характеристики выборки объектов, анализ тонкой структуры которых обсуждается в§1.3 . 35

1.4 Общие характеристики выборки объектов, анализ тонкой структуры которых обсуждается в § 1.3 . . 36

1.4 Общие характеристики выборки объектов, анализ тонкой структуры которых обсуждается в§1.3 . 37

1.4 Общие характеристики выборки объектов, анализ тонкой структуры которых обсуждается в § 1.3 . 38

1.4 Общие характеристики выборки объектов, анализ тонкой структуры которых обсуждается в § 1.3 . 39

1.5 Параметры источников той эпохи наблюдения, для которой величина неразрешенного коррелированного потока максимальна. 56

1.5 Параметры источников той эпохи наблюдения, для которой величина неразрешенного коррелированного потока максимальна. 57

1.5 Параметры источников той эпохи наблюдения, для которой величина неразрешенного коррелированного потока максимальна. 58

1.5 Параметры источников той эпохи наблюдения, для которой величина неразрешенного коррелированного потока максимальна. 59

1.5 Параметры источников той эпохи наблюдения, для которой величина неразрешенного коррелированного потока максимальна. 61

1.6 Результаты моделирования средней (по выборкам) видности двухкомпо-нентной моделью. 65

1.7 Параметры быстропеременных объектов выборки . 72

1.8 Моделируемые компоненты струй. 78

1.9 Кинематика струй.101

1.10 Скорости деталей струи в М87.106

2.1 Параметры частотных каналов (IF).125

2.2 VCS каталог.130

3.1 Список успешно отождествленных Fermi LAT ярких 7-источников с РСДБ-компактными внегалактическими объектами .142

3.2 Выборки активных ядер галактик, используемых в анализе § 3.3 .147

3.3 Выборка АЯГ из списка MOJAVE, продетектированных LAT в течение первого года работы.161

3.4 Статистики корреляции потоков в радио и 7 для VLB А ядер в системе отсчета источников .163

4.1 Результаты измерений сдвигов ядер 29 ярких внегалактических радиоисточников .180

4.2 Теоретически предсказываемые величины сдвигов ядер.191

5.1 Выборка 550 компактных внегалактических объектов.211

5.2 Параметры широкополосных приемников РАТАН -600 в 1997 году, использованных нами в наблюдениях .212

5.3 Измеренные и оцененные ширины и отношения г для диаграммы направленности Северного сектора РАТАН-600 со вторичным зеркалом №1 для разных длин волн Л и высот h .212

5.4 Параметры калибровочных источников, используемых для привязки к шкале плотности потока.213

5.5 Результаты мгновенных 6-частотных наблюдений 550 объектов на радиотелескопе РАТАН-600. 215

5.6 Зависимость среднего индекса переменности от частоты для разных под-выборок источников.221

Введение

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Изучение галактик позволило выявить следующие основные процессы их активности: активность в ядре, обусловленная наличием сверхмассивной черной дыры, вспышка звездообразования в галактике, взаимодействие галактик. Работа связана с изучением первого процесса.

Современные представления об активных ядрах галактик предполагают наличие сверхмассивной черной дыры массой в миллиарды солнечных масс, которая подпитывается веществом и энергией из аккреционного диска (Rees 1984). Часть материи из диска преобразуется в коллимированные релятивистские выбросы, излучающие синхротронным механизмом в длинноволновой области электромагнитного спектра, высокоэнергичные фотоны генерируются механизмом обратного Комптон-эффекта.

Радиоастрономические исследования структуры ядер активных галактик и их переменности начались около 45-ти лет назад, но только в последние годы стало возможным получение полноценных, подробных и высококачественных радиоспектров и радиоизображений с высоким угловым разрешением для сотен внегалактических источников. Это произошло, в основном, по двум причинам: из-за улучшения чувствительности и углового разрешения новых радиотелескопов и создания многоантенных систем апертурного синтеза, включая VLBA NRAO (Very Long Baseline Array, США) и EVN (European VLBI Network, Европейская РСДБ сеть). Роль радиоастрономии в исследовании компактных объектов невозможно переоценить, так как именно методика радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ, Матвеенко, Кардагаев, & Шоломицкий 1965) позволяет достигать предельное угловое разрешение на Земле до долей миллисекунды дуги, а разработка и запуск космических радиотелескопов (VSOP/Halca, Радиоастрон/Спектр-Р) делает следующий качественный скачок в угловом разрешении.

Характеристики нетеплового спектра компактных ядер активных галактик, их переменность и наблюдаемые сверхсветовые движения в релятивистских струях успешно объясняются синхротронным механизмом излучения релятивистских частиц, ускоряемых в магнитном поле в окрестностях сверхмассивной черной дыры. Под релятивистской струей понимается узкий поток релятивистской плазмы, физические параметры которой, в общем случае, меняются во времени и пространстве. Представляет интерес выбор между конкретными физическими моделями возникновения и излучения релятивистских струй, исследование феномена быстрой переменности в радиодиапазоне, массово зарегистрированного в последние годы (см., например, Lovell et al. 2003). Комплексные многочастотные исследования структуры и спектров, использующие наблюдения на РСДБ сетях и на одиночных антеннах, позволяют сделать количественные и качественные выводы о физике процессов в этих компактных объектах. Сейчас становится возможным проводить полноценный, значимый статистический анализ характеристик большого количества внегалактических объектов, наблюдаемых на одиночных антеннах и интерферометрах: спектров, компактной и протяженной радиоструктуры, их переменности и поляризации. Таким образом, астрономы получают возможность пользоваться мощным методом при комплексном изучении внегалактических объектов разных типов — статистически исследовать ранее недоступные большие выборки объектов на многих частотах и с высоким угловым разрешением.

Качественный скачок в исследовании природы релятивистских струй в активных ядрах галактик обязан осуществлению многодиапазонного подхода — изучению электромагнитного спектра синхро-комптоновского излучения струй в диапазоне от радио до 7. Это происходит благодаря появлению телескопов нового поколения, обладающих необходимой чувствительностью в малоизученных диапазонах — ультрафиолетовом, рентгеновском, гамма, ТэВ. Многие из этих новых инструментов — космические.

В настоящее время открываются новые увлекательные возможности для изучения феномена активных ядер галактик. С одной стороны, опубликованы массовые результаты космического телескопа 7-диапазона Fermi по наблюдениям активных ядер галактик. В диссертации представлены результаты анализа этих уникальных данных. С другой стороны, 18 июля 2011 г. произведен успешный запуск космического радиотелескопа Спектр-Р проекта наземио-космического радиоинтерферометра Радиоастрон (Kardashev 1997). Этот проект даст возможность исследовать тонкую структуру ядер активных галактик с небывалым угловым разрешением до десяти микросекунд дуги. Большой наблюдательный материал и анализ наземных РСДБ исследований, представленные в настоящей диссертации, будут использоваться для эффективного планирования миссии. Заметим также, что результаты диссертации будут полезны pi для будущих новых миссий наземно-космических радиоинтерферометров.

Целью работы является комплексное многоволновое исследование релятивистских струй в ядрах активных галактик. Основу исследований образуют новые данные наблюдений, полученные с участием автора на радиотелескопе РАТАН-600, РСДБ системе апертурного синтеза VLBA, глобальной РСДБ сети, а также результаты наблюдений других авторов в различных диапазонах электромагнитного спектра. Наблюдаемые свойства исследуются с помощью статистического анализа и сравнения с численными и аналитическими предсказаниями известных моделей релятивистских струй.

Научная новизна. Новизна работы определяется тем, что все основные результаты, вынесенные на защиту, получены либо впервые вообще, либо впервые по столь большому количеству объектов в изученных выборках. В частности, получен долговременный ряд измерений суб-миллисекундной структуры более 200 внегалактических объектов на 15 ГГц с помощью системы VLBA. Более 1300 внегалактических объектов были впервые успешно продетектированы методами РСДБ. Была измерена их миллисекундная структура и коррелированный поток излучения. На одиночном радиотелескопе РАТАН-600 проведены измерения мгновенных широкополосных спектров в диапазоне 1-22 ГГц на шести частотах для более 500 компактных внегалактических радиоисточников. Каждый спектр на всех частотах измерен практически одновременно — в течение нескольких минут. На данный момент это наиболее короткий временной интервал шести-частотиых измерений, использованный для наиболее полного массового обзора широкополосных спектров компактных внегалактических объектов. Систематически для полной выборки струй измерены на 15 ГГц яркостная температура, кинематика и ускорение видимого движения. Метод оценки величины потока излучения РСДБ компактных областен по результатам анализа интегрального потока на одиночных антеннах предложен и апробирован в настоящей работе. Используя этот метод и измерения мгновенных спектров на РАТЛН-600, в результате проведенного РСДБ обзора на 2 и 8 ГГц плотность покрытия неба фазовыми калибраторами достигла величины, позволяющей проводить массовые эксперименты с применением относительной РСДБ астрометрии. Предложен метод идентификации 7-ярких объектов с использованием РСДБ каталогов. Найдена прямая статистически значимая корреляция фотонного 7-потока активных ядер галактик с плотностью радиопотока излучения их компактных струй. Статистически значимо локализована область генерации вспышек в 7-дианазоне. Продетектирована рекордная (40%) амплитуда быстрой переменности потока излучения компактного внегалактического объекта на 15 ГГц. Найдена прямая связь между свойствами быстрой переменности и РСДБ компактностью. Измерен эффект видимого сдвига РСДБ ядра с частотой для выборки 29 внегалактических объектов и показана важность его приложения для астрофизических и астрометрических РСДБ исследований. Уверенно продетектирован "контр-джет" в галактике Дева А (М87) и достигнут рекордный динамический диапазон РСДБ изображения на 15 ГГц— 15000:1. Получены массовые квазиодновременные спектры излучения активных ядер галактик от радио- до 7-диапазонов.

Научная и практическая ценность. Полученные результаты наблюдений и анализа ядер активных галактик могут быть использованы в дальнейших теоретических и экспериментальных исследованиях в области внегалактической астрофизики. Полученный список источников, для которых обнаружена незначительная разница между интегральным потоком излучения с площадки диаметром в миллисекунды дуги по данным VLB А и потоком, регистрируемым одиночными антеннами по данным РАТАН-600, рекомендуется к использованию для амплитудной калибровки и/или её проверки в рамках обработки РСДБ наблюдений. Обнаруженные РСДБ-компактные внегалактические объекты уже использованы для построения новой более точной инерциальной системы отсчеча (ICRF2, см. IERS Technical Note 351), а также как опорные источники при геодезических РСДБ сеансах и фазовые калибраторы РСДБ наблюдений. Те из них, которые оказываются достаточно яркими в оптическом диапазоне, будут использоваться для привязки и независимой оценки ошибок радио (РСДБ - ICRF2) и будущей высокоточной оптической (по результатам астрометрического спутника GAIA) систем отсчета. Этот же список активно используется для идентификации Fermi объектов. Увеличение видимой плотности на небе открытых РСДБ-компактных объектов привело к увеличению точности РСДБ экспериментов относительной астрометрии. Р1змеренная величина видимого сдвига РСДБ ядра с частотой, а также метод по её учету, будут полезны для многочастотного РСДБ анализа релятивистских струй и для увеличения точности сравнения инерциальных систем отсчета, построенных на разных частотах в радиодиапазоне, а также при сличении радио (РСДБ) и оптических (космический проект GAIA) систем отсчета. Таблица с параметрами компактных источников на многих частотах на парсеко-вых и суб-парсековых масштабах используется при подготовке списков внегалактических объектов для наблюдений и калибровки РСДБ экспериментов, в частности, в рамках проекта космического интерферометра Радиоастрон — как для подготовки тестов, так и научной программы миссии. Данные наблюдений широкодиапазонных спектров на РАТАН-600 используются для проверки и/или калибровки наблюдений на одиночных антеннах, для отбора кандидатов в предельно компактные объекты с целью дальнейhttp://www.iers.org/IERS/EN/Publications/TechnicalNotes/tn35.html iinrx измерений их в РСДБ-обзорах и для совместного анализа с данными, полученными на РСДБ-сетях и в многоволновых экспериментах от радио- до ТэВ-диапазона.

Личный вклад автора в совместные работы. Все работы из приведенного Списка публикации но теме диссертации представляют результаты экспериментов и их анализа. Все, кроме работ [7,32,37], выполнены в соавторстве, в период с 1997 по 2011 год. В основном, это РСДБ и широкодиапазонные спектральные радиоизмерения, в которых автор принимал активное непосредственное участие на всех или ключевых этапах эксперимента: РСДБ-измерения с помощью международных многоантенных систем апертуриого синтеза в США и Европе, и многочастотные спектральные наблюдения на радиотелескопе РАТАН-600 CAO РАН (ст. Зеленчукская, КЧР, Россия). На защиту выносятся те результаты, в которых вклад автора диссертации был определяющим или сравнимым со вкладом соавторов. Конкретизация вклада:

Вклад диссертанта в РСДБ исследования состоял в определяющем или равном участии в постановке задачи, планировании эксперимента, калибровке данных для получения астрофизической информации, включая картографирование, анализе РСДБ результатов в области пространственных частот, статистическом анализе результатов, интерпретации и выводах, написании статей.

Во всех работах на РАТАН-600 автор: готовил и представлял в Комитет по тематике больших телескопов научные заявки на наблюдательное время; составлял круглосуточные расписания наблюдений и электронные задания на установки радиотелескопа; участвовал в наблюдениях; обрабатывал измерения всех источников, кроме калибровочных; строил мгновенные спектры по результатам обработки и калибровки измерений; участвовал с соавторами в анализе и интерпретации результатов и в написании статей.

Участие в работах по совместным многодиапазонным исследованиям (в том числе с орбитальной 7-обсерваторией Fenni, WEBT и другими телескопами во всем диапазоне электромагнитных волн — от радио до ТэВ): представление новых результатов наблюдений и анализа по избранным исследуемым источникам, выполненных на РСДБ-сетках и на РАТАН-600, обсуждение много-диапазонного анализа всех данных и его результатов, участие в написании статей. Определяющее или равное участие на всех этапах работ по радио-7 анализу больших выборок (более сотни) "радио-громких" активных ядер галактик.

Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти Глав и Заключения. Содержит 95 рисунков, 24 таблиц, и библиографию из 382 наименований. Общий объем составляет 260 страниц, включая рисунки, таблицы и библиографию.


Автореферат
200 руб.
Диссертация
500 руб.
Артикул: 448942