Галактические нетепловые радиоисточники. Многочастотные обзоры и мониторинг вспышечной переменности тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СПЕЦИАЛЬНАЯ АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

_ I На правах рукописи

1Г7 УДК 524.354-77

ч

ТРУШКИН Сергей Анатольевич

ФАКТИЧЕСКИЕ НЕТЕПЛОВЫЕ РАДИОИСТОЧНИКИ. МНОГОЧАСТОТНЫЕ ОБЗОРЫ И МОНИТОРИНГ ВСПЫШЕЧНОЙ ПЕРЕМЕННОСТИ

(01.03. 02 - астрофизика, радиоастрономия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Архыз - 1998

Работа выполнена в Специальной астрофизической обсер тории РАН

Официальные оппоненты - доктор физико-математических i

Ведущая организация - Институт Астрономии РАН

Защита состоится 22 апреля 1998 г. в 10 часов на открыт заседании диссертационного Совета (шифр Д 003.35.01) по п суждению ученой степени доктора физико-математических н; при Специальной астрофизической обсерватории РАН (1961 Санкт-Петербург, Пулково, ГАО РАН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке CAO Р/

Автореферат разослан " марта 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Бычков Константин Вениаминов доктор физико-математических I Госачинский Игорь Владимиров! доктор физико-математических I Разин Владимир Андреевич

кандидат физико-математических наук

Введение

Как установлено еще в пионерских работах 50-х и 60-х гг., синхро-•ронный механизм излучения релятивистских электронов в магнитных голях является причиной нетепловых спектров космических радиоис-■очников. Если распределение электронов по энергиям нетепловое, на-[ример, степенное (АТ(Е) ~ Е~р), то зависимость плотности потока ) адиоизлучения ансамбля релятивистских электронов от частоты - ра-[иоспектр - тоже будет степенным в оптически тонком источнике. В юлынинстве внегалактических радиоисточников преобладает синхро-ронное излучение. В отличие от источников теплового тормозного изучения, синхротронпые источники обладают значительной линейной соляризацией. В сплошном спектре наиболее заметными нетепловыми алактическими радиоисточниками являются остатки вспышек сверх-[овых (ОСН), пульсары и радиоизлучающие рентгеновские источни-:и (ГРРИ). В расширяющихся оболочках ОСН радиоволны излучают >елятивистские электроны, рожденные при взрыве СН, и/или ускорение в сжатом магнитном поле на ударном фронте взрывной волны. При ¡зрыве массивных звезд рождаются нейтронные звезды. Молодые пуль-:ары кардинально меняют картину нетеплового излучения ОСН, так :ак они - мощные источники релятивистских частиц, магнитного поля с ударных волн в межзвездной среде (МЗС). Распределенное излуче-ше Галактики создается тепловыми электронами, сосредоточенными ■лавным образом в тонком диске, и нетепловыми энергичными электронами, вылетевшими из старых остатков сверхновых и ускоренными i межзвездных ударных волнах.

Объекты с нетепловым радиоизлучением - ОСН и ГРРИ - являются шдикаторами многих активных физических процессов: распростране-гая ударных волн, образования релятивистских струйных выбросов и чзнерации быстрых частиц.

Основная задача представленной работы состояла в исследовании шектров, структуры и переменности нетепловых источников в предста-штельных выборках. Обзор областей неба на радиотелескопе РАТАН-300, многочастотные исследования распределений яркости и спектров гавестных галактических ОСН и длительное патрулирование перемен-гости (мониторинг) радиопотока нетепловых источников в рентгенов-

ских двойных системах составили основу наблюдательного материал

В работе представлены результаты многочастотного обзора Гала тики в области ее центра 343° < I < 19°, |Ь| < 5.5° на радиотелеско РАТАН-600. В нем были исследованы все ранее известные ОСН и оба ружены новые ранее неклассифицированные ОСН. Были также исс: дованы все известные ОСН во втором квадранте и несколько наибол ярких ОСН в области антицентра. Полная выборка исследованных ОС состоит из ~120 объектов.

Ранее неизвестные закономерности спектральной переменности рад излучения ГРРИ были выявлены в результате длительного монитори га. Проведен анализ переменного вспышечного излучения объекта SS4i в нескольких циклах наблюдений 1980-97 гг. и рентгеновской двойне системы Cyg Х-3 по результатам наблюдений в мае-августе 1997 г.

Актуальность

Исследования галактических нетепловых радиоисточников в мнол частотных обзорах и мониторингах служат решению многих актуал ных проблем звездной астрофизики.

Сверхновые и ОСН играют ключевую роль в галактической acrpi физике. Молодые ОСН инжектируют продукты нуклеосинтеза взрыве сверхновых в МЗС, тяжелые элементы наблюдаются в спектрах звез следующих поколений. Общепринято, что СН и ОСН производят 6oni шую часть космических лучей и нетеплового распределенного фонов< го излучения Галактики. Сверхновые являются главными источнике ми энергии для МЗС, формируют ее структуру и способствуют звезд( образованию из-за затравочного сжатия МЗС на ударных фронтах [ 1* Явление радиосверхновых возникает на самой ранней стадии расширс ния ОСН при мощном взаимодействии взрывной ударной волны с бли» ней окружающей средой. Открытие вспышки сверхновой 1987А в БМ( и радиосверхновой 1993J в М81 и последующие их радионаблюдени [ 2*, 3*] подтвердили представление о том, что ближайшая окружак щая среда (CSM) звезды является важнейшим фактором в образовани и эволюции будущего ОСН.

С увеличением чувствительности, разрешающей способности й мне гочастотности крупных современных радиотелескопов и приборов н новых рентгеновских спутниках был достигнут существенный прогрес

обнаружении ОСН, каталоги которых включают 215-220 галактиче-шх ОСН [ 4*] и почти столько же в других галактиках: БМО, ММО, 131, МЗЗ и др. [ 1*, 5*].

В общепринятом делении ОСН на два основных класса по свойствам х радиоизлучения - оболочки и "крабоподобные" ОСН-плерионы [6*], оследние представляют особый интерес из-за очевидной связи этих олодых ОСН с центральным звездным остатком, нейтронной звездой пи черной дырой. По-видимому, сверхновые II типа оставляют после зрыва звездный остаток. После долгих поисков в рентегновском диа-азоне в нескольких оболочечных ОСН (например, в в 78.2+2.1 [ 7*] 0296.5+10.0 [ 8*]) были обнаружены "радиоспокойные1' нейтронные зезды. Координатное совпадение двух из трех мягких гамма-барстеров эепитеров) с ОСН-плерионами дало основание полагать, что явление амма-вспышек связано с нейтронными звездами. Крабовидная туман-ость продолжает оставаться очень актуальным объектом, как полигон ля проверки многих теорий. Хотя астрофизика ОСН не ограничивает-I их радиоизлучением, и только малая доля всей энергии взрыва пе-еходит к радиоизлучающим электронам в ОСН (< 0.01 ЕПОл), именно радиодиапазоне ОСН исследуются наиболее полно. Это достигается 1 счет высокой чувствительности к слабым протяженным деталям при тсутствии поглощения в Галактике на сантиметровых волнах. Ради-яаблюдения ОСН позволяют точно фиксировать положение ударного ронта по границе излучения.

Знание радиоспектров ОСН помогает сделать выбор среди возмож-ых механизмов генерации в них релятивистских электронов и, в коечном итоге, проследить эволюцию ОСН в МЗС [ 1*, 9*, 10*]. Поэто-у крайне неоднородные данные измерений компиляционных спектров олынинства ОСН [11*] требуют существенного уточнения и дополне-ия.

Переменное радиоизлучение в тесных двойных системах является ин-икатором образования струйных выбросов. Изучение переменной со-гавляющей излучения ГРРИ представляется особенно важным, так ак дает возможность понять механизм образования струйных выбро-эв и коллимации вещества в них. Пекулярный объект 33433, открытый центре ОСН \¥50 [12*], тесная двойная система с аккрецией на ком-актный компонент [12*, 13*], поставил перед исследователями целый

комплекс физических проблем: от сценария эволюции двойных систе с образованием релятивистского компонента до механизма взаимодс. ствия коллимированных струй с газовой оболочкой ОСН [14*, 15*]. Этс объект остается единственным объектом, в оптическом спектре кот poro обнаружены релятивистские доплеровски-смещенные эмиссионнь линии.

Как было выяснено совсем недавно, SS433 с рядом других объе; тов составляет выборку галактических радиоизлучающих рентгено ских источников со струйными выбросами (ГРРИ). В эту выборку вх дят "сверхсветовые" галактические радиоисточники [16*, 17*], что уб дителыю свидетельствуют, что явление релятивистских струйных bi бросов присуще не только активным ядрам галактик, но и звездны системам с аккрецирующими объектами. Мониторинг переменности р: диопотока таких активных тесных двойных систем является мощны методом исследования механизмов, вызывающих образование струйнь: выбросов во внегалактических источниках, где временной масштаб а ременности в десятки раз больше [18*]-

В 90-е годы проведено несколько крупных галактических радиообз« ров на телескопах: 100-метровом в Бонне, VLA, MOST, WSRT, Parkes DRAO [19*, 20*, 21*, 22*, 23*, 24*], в которых были обнаружены ОСЬ Выполненные на разных частотах и с разным угловым разрешением эт обзоры взаимно дополняют друг друга. Как показывает опыт, новь ОСН открываются именно в новых больших обзорах плоскости Гала! тики на крупнейших телескопах. Поиск переменных галактических ког. нактных объектов также является актуальной задачей в обзорах [25*]

Радиотелескоп РАТАН-600 при умеренном разрешении (0.5'—4') обл дает основными параметрами, необходимыми для вышеперечисленны исследований: высокой чувствительностью по яркостной температуре многочастотностыо, которые достигнуты за счет оснащения телескоп современными криорадиометрами в широком диапазоне частот. Стг бильная и надежная работа радиометров и системы АСУ антенной, от лаженная методика наблюдений и обработки дают уникальную возмоа ность в одном наблюдении получать мгновенные спектры переменны источников. На телескопе можно исследовать ~ 80% области Млечног пути, где расположено более половины всех ОСН, внесенных в каталог!

Цель работы

1. Измерение интегральных потоков ОСН в трех галактических ква-рантах в сантиметровом диапазоне волн для построения точных спек-ров. Составление полного каталога радиоспектров ОСН. Измерения аспределений яркости и спектрального индекса по Крабовидной ту-:анности. Моделирование эмиссионной способности оболочечных ОСН сравнение расчетов с реальными распределениями их яркости. Анализ адиоизлучения обнаруженных компактных источников в ОСН с целью оиска возможных звездных ОСН.

2. Проведение многочастотных обзоров плоскости Галактики. Опре-еление природы протяженных объектов из полной выборки каталога адиоисточников Калласа и Райха (далее KR-обзора) [26*] в области торого галактического квадранта. Отождествление этих источников с сточниками из других обзоров.

Проведение полного обзора (далее ZGT-обзора) плоскости Млечного ути в области 343° < I < 19°, |6| < 5.5° с целью исследования извест-ых и поиска новых нетепловых источников галактической популяции, оставление их каталога.

3. Мониторинг быстрой 1 дня) вспышечной переменности излу-ения пекулярных радиоисточников из выборки ГРРИ: исследование S433 и Cyg Х-3 в максимально широком диапазоне длин волн; исследо-ание переменного радиоизлучения "сверхсветовых" галактических ис-очников GRO J1655-40 и GRS 1915+105. Поиск переменного излучения т нетепловых источников галактического обзора и активных рентге-овских источников. Выявление общих характеристик и закономерно-тей вспышечного радиоизлучения ГРРИ.

4. Создание базы данных астрофизических каталогов CATS для про-едения всестороннего изучения и отождествления обнаруженных ис-очников ZGT-обзора.

Научная новизна и практическая ценность

Впервые доказано, что существующие границы оптического и радио-злучения Крабовидной туманности являются реальными границами статка СН 1054 г., что дает основание отнести ее к СН II типа с ма-ым энерговыделением. Обнаружено, что спектральный индекс по это-ty ОСН не меняется, и нет никакого сколько-нибудь заметного синхро-

тронного радиоизлучения вне границ видимого в оптическом диапазо: ОСН. Это обстоятельство сильно ограничивает возможность выхо; релятивистских частиц за оболочку Крабовидной туманности.

Впервые, на материале проведенных многочастотных наблюдет 120 ОСН и компиляции всех имеющихся данных построены точные спе тры всех известных ОСН.

Впервые в России выполнен галактический обзор в сплошном спе тре на высоких частотах, в области неба площадью 400 квадратнь градусов. Зарегистрированы почти все известные ОСН из каталога Гр: на [ 4*]. По результатам обзора составлен каталог дискретных ради источников. Большая часть протяженных источников является теп л выми HII-областями или газо-пылевыми комплексами.

В результате обзоров обнаружены новые оболочечные ОСН: G3.2—5 G4.7+1.3, G4.8H-6.2, G12.2-1.1, Gll.2-1.1, G16.0+2.7, G356.2+4.4, KR< (2214+598) и нетепловая оболочка вокруг GRO J1655—40.

Впервые в широком частотном диапазоне (от 0.96 до 11.2 ГГц) npi слежена вспышечная переменность SS433. На основе обнаруженных мониторинге 20 вспышек SS433 проведена оценка зависимостей мака мального потока вспышки, времени запаздывания максимума iiotoi вспышки от частоты и временных зависимостей затухания вспышек.

Впервые со времени мощнейшей вспышки 1972 г. получен наблв дательный материал по нескольким радиовспышкам Cyg Х-3 на raeci частотах одновременно. Впервые обнаружена значимая антикоррелящ между зарегистрированными радиовспышками Cyg Х-3 и уровнем ei рентгеновского потока в диапазоне 2-12 кэВ по данным RXTE [27* Обнаружено, что в кривых изменения плотности потока Cyg Х-3 npi сутствуют четыре оптически толстые вспышки длительностью 1-4 Д1 и одна оптически тонкая мощная вспышка длительностью ~ 10 дне] Удалось установить важную закономерность: на всех частотах затух; ние потока в начале вспышки 12 июня 1997 г. шло по экспоненциальном закону, затем закон затухания изменился на степенной. Обнаружено,ча характерное время затухания вспышки убывало с частотой по степ« ному закону.

Создана крупная общедоступная радиоастрономическая база данны CATS - инструмент для галактических и внегалактических исследов;

гай, основа для новых наблюдательных программ на радиотелескопе 3АТАН-600. Впервые в существующих базах данных CATS предоста-(ляет пользователям процедуру построения радиоспектров более 10000 >адиоисточников, в том числе и всех известных ОСН, в режиме on-line.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты исследования галактических остатков сверхновых.

Результаты многочастотного обзора 120 известных ОСН в разных >бластях Галактики. Создание каталога радиоспектров 200 известных )СН. Построение атласа одномерных распределений яркости по иссле-юванным ОСН. Выявление пекулярных особенностей радиоизлучения юкоторых ОСН и связанных с ними компактных объектов [11, 25, 45].

Выявление отсутствия протяженной синхротронной радиооболочки :а границами Крабовидной туманности. Доказательство неизменности :пектрального индекса в пределах ее оптических размеров [8].

2. Результаты обзоров плоскости Галактики.

Обнаружение в трехчастотном ZGT-обзоре плоскости Галактики в »бласти ее центра семи новых оболочечных остатков сверхновых. Вы-[вление физической природы нескольких сот источников, обнаруженных I обзоре, на основе определения радиоспектров и отождествления с источниками из других каталогов [22, 32].

Результаты многочастотного обзора по поиску ОСН в полной выбор-:е протяженных источников неизвестной природы во втором галактиче-:ком квадранте. Выявление вероятного кандидата в ОСН - источника (R48 (2214+59) [12].

3. Результаты многочастотного мониторинга галактических радио-гзлучающих рентгеновских источников и определение общих закономер-юстей их вспышечной переменности, обусловленной релятивистскими трудными выбросами из этих двойных систем.

Обнаружение временных и частотных закономерностей в перемен-гом радиоизлучении пекулярного объекта SS433 на основе двадцати ^регистрированных вспышек. Выявление степенных зависимостей за-газдывания максимума потока вспышки и величины этого максимума >т частоты. Обнаружение существования продолжительной генерации >адиоизлучающих электронов в струйных выбросах SS433 [16, 23].

Определение спектральных закономерностей активности рентгено: ской двойной системы Cyg Х-3 в 80-дневной программе исследован! на шести частотах. Обнаружение антикорреляции мягкого рентгено: ского и радиоизлучения во время радиовспышек и их корреляции в m слевспышечный период. Обнаружение перехода от экспоненциально] затухания вспышки 12 июня 1997 г. вследствие начального доминир! вания радиационных потерь к степенному затуханию, обусловленное адиабатическим расширением [42].

Исследование переменности "сверхсветовых" источников со струйнь ми выбросами, GROJ1655—40 и GRS 1915+105. Обнаружение часто': но-зависимого экспоненциального затухания мощной вспышки GR1 J1655—40, обусловленного радиационными потерями. Обнаружение пр< тяженной нетепловой оболочки вокруг GRO J1655—40.

4. Создание общедоступной базы данных астрофизических каталоге CATS для проведения галактических и внегалактических исследоваши кросс-идентификации объектов и определения физической природы р; диоисточников в Галактике по их радиоспектрам [21, 41].

Апробация работы и публикации

Результаты исследований докладывались на Всесоюзных и Poccui ских радиоастрономических конференциях (1979, 1983, 1987, 1991, 199; 1997) [1, 2, 10, 13, 14, 18, 37, 41]. Результаты исследований ОСИ и РАТАН-600 докладывались на рабочем совещании (Пущино, 1996) "Рг< Supernovae, Supernovae and Supernova remnants" [27]. Результаты иссл( доваиий SS433 и первые результаты галактического обзора докладь вались на международном симпозиуме MAC N145 (Сиан, КНР, 1993 Результаты галактического обзора докладывались на международно: симпозиуме МАС N165 (ГА МАС, Гаага, 1994) и симпозиуме МА< N179 (Балтимор, 1996). Результаты исследований SS433 докладывг лись на международном симпозиуме МАС N169 (ГА МАС, Гаага, 1994 Результаты создания базы данных CATS и ее астрофизические прь ложения докладывались на международных совещаниях ADBIS'96 ADBIS'97 [26, 43], ADASS'96 (США) [33] и на коллоквиуме МАС (СШ 1996), [28, 29], конференции но наблюдательной космологии [36]. Резул: таты исследований неоднократно докладывались автором на конферв! циях САО. К новой форме представления принадлежат публикации

[нтернете - авторские разработки в базе данных CATS и справочник аблюдателя на РАТАН-600 [34, 35]. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Личный вклад автора

Основная часть проведенных исследований, наблюдений, обработки : расчетов была выполнена автором. В публикации по мониторингу -S433 в 1987 г. [23] автор выполнил все наблюдения на РАТАН-600 и братил внимание коллег на закономерное появление предвспышечных атуханий радиоизлучения SS433. В публикации по мониторингу SS433 . мае-июне 1994 года [23] автор провел часть обработки наблюдений го своим программам и подготовил текст публикации. В большом про-кте создания базы данных CATS автору принадлежит идея создания •акай базы данных как необходимого элемента наблюдательного про-tecca. Автором написаны и составлены документы по каталогам CATS, [екоторые электронные версии каталогов. Автором разработаны и вне-фены в базу данных графические процедуры построения спектров ра-шоисточников. В публикации [36] автор выступил как представитель голлектива CATS, и выполнил анализ состояния баз данных в мировой >адиоастрономии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, хяти глав, заключения, списка цитируемой литературы из ^¿^наиме-юваний и пяти приложений; содержитстраниц текста, в том числе i. рисунков, таблиц.

Содержание работы

Глава 1 Введение и обзор текущих исследований

Во введении обсуждается проблема исследований нетепловых источников в Галактике. Подчеркнута актуальность таких исследований в радиодиапазоне. Отмечена основная причина выделения выборки галактических нетепловых радиоисточников - один и тот же синхротронный механизм генерации излучения и общие источники магнитного поля для молодых ОСН и ГРРИ. Эволюция радиоизлучения, определяемая радиационными и адиабатическими потерями энергии релятивистских электронов, связана с ударными волнами, распространяющимися и в ОСН, и струйных выбросах ГРРИ. Весьма вероятно и общее происхождение

самих ГРРИ во вспышках СН в двойных системах, когда рождают< компактные объекты, нейтронные звезды и черные дыры, ответстве: ные за явление ГРРИ с релятивистскими струйными выбросами.

Определяются дели работы и методы ее выполнения в рамках дв} многочастотных методик наблюдений: (1)обзор представительной обл сти плоскости Галактики и обзор по списку источников с целью поиска исследования нетепловых объектов Млечного пути; (2) патрулирован! вспышечной переменности рентгеновских двойных систем (мониторин) с целью определения общих закономерностей эволюции их переменно! нетеплового радиоизлучения.

С этими задачами логически связана проблема отождествления об: ектов из разных каталогов и в разных диапазонах, построение полнь: выборок и спектров радиоисточников. На современном уровне путь к р< шению этих задач лежит через создание объемной базы данных астр! физических каталогов.

Поставленные задачи послужат решению основных проблем в и< следовании популяции нетепловых галактических объектов: формир! ванию полной выборки галактических ОСН, их точной классификацв по типам, спектрам и структуре; созданию представлений об общи закономерностях вспышечной переменности ГРРИ, определенных в м< ниторинговых программах в широком диапазоне длин волн.

В этой главе сделан обзор текущих исследований по представле! ной теме. Обсуждены сверхновые, их основные типы, темпы образов; ния, явление радиосверхновой, наблюдательные данные и статистик ОСН в Галактике. Подчеркнута роль сверхновых и их остатков в фо] мировании трехкомпонентной МЗС. Обсуждены проблемы, связанные разными типами ОСН и звездными остатками. Приведены последш наблюдательные данные. Обсуждены проблемы нетеплового излучени тесных двойных звезд и описана их статистика. Особо отмечено, чт. вспышечная составляющая этого излучения обусловлена возникновеш ем струйных выбросов при сверхкритической аккреции на централ] ную машину - релятивистскую звезду. Кратко обсуждена теория сш хротронного излучения в приложении к ОСН и радиозвездам. Сдела краткий обзор радиоастрономических исследований нетепловых радис источников в Галактике.

Глава 2 Исследование остатков сверхновых

Крабовидная туманность является остатком исторической сверх-овой 1054 г. Несколько наблюдательных признаков указывают, что это ыла СН II типа: восстановленная кривая блеска, четкий водородный пектр волокон, обилие гелия. Нейтронная звезда по современным теориям должна рождаться при взрыве массивной звезды. С другой сторо-:ы, баланс масс в Крабовидной туманности не сходится. Общая учтен-ая масса ОСН равна массе пульсара и оптических волокон, (1.4+4.6) М0, :то явно меньше, чем масса звезды-предшественницы СН 1054 на стада главной последовательности, которая должна быть от 8 до 13 М0 28*]. Предполагалось, что вокруг видимой части туманности должна уществовать пока не обнаруженная, быстро расширяющаяся оболоч-:а CHII [29*], и именно в такой оболочке или гало может быть рас-ределена недостающая масса М0. Хотя было обнаружено слабое птическое свечение вне видимой части туманности [34*], высокие ско-юсти разлета (> 1500 км/с) вещества в Крабовидной туманности не ыли зарегистрированы. Все попытки найти эту протяженную оболоч-у в радиодиапазоне были безуспешными [8, 30*, 31*, 32*]. Авторы [33*] :осчитали указанием на гипотетическую оболочку найденное ими изме-:ение спектрального индекса на краю видимой туманности, что следо-ало из сравнения низкочастотных затменных наблюдений туманности [уной и старых интерферометрических карт на сантиметровых волах. В работе [8] автор показал постоянство спектрального индекса в идимой части туманности с помощью сопоставления распределений ркости по туманности, полученных с помощью VLA на частоте 1.4 и :а РАТАН-600 на 22 ГГц. Используя высокий динамический диапазон 'АТАН-600, автор впервые показал отсутствие какой-либо синхротрон-:ой оболочки вне видимых границ туманности, сравнимой по яркости известными ОСН того же возраста. Таким образом, более правдопо-;обным представляется то, что слабая оболочка оптического излучения 34*], если она вообще существует (см. [28*]), образована звездным ве-■ром звезды-предшественницы, которая потеряла недостающую массу адолго до взрыва, кинетическая энергия которого была относительно изкой ~ 1049 s эрг.

Недавно многочастотные наблюдения Крабовидной туманности на ТА подтвердили вывод автора о неизменности спектрального индекса

по туманности и отсутствие протяженной радиооболочки вне ее транш [35*, 36*].

Обзор 90 ОСН в I и IV квадрантах

Наблюдения выборки ОСН в области центра Галактики проводилиа несколько раз. Наиболее полно они исследованы в ZGT-обзоре. Наблю дения всех включенных в каталог Грина [ 4*] 35 ОСН были обработань и обсуждены в отдельной работе [25] вместе с наблюдениями в 1992-9' гг. большой группы ОСН вне зоны обзора и недавно открытых ОСН Таким образом, в этом разделе представлены многочастотные наблю дения более 90 остатков сверхновых (ОСН) в 1-м и 4-м галактически: квадрантах на нескольких частотах. Определены их размеры, структу ра и радиоспектры. Наблюдения были выполнены на Северном сектор« РАТАН-600 на радиометрическом комплексе сплошного спектра на ше сти частотах от 0.96 до 11.2 ГГц в 1987-1995 гг. Некоторые компактны« источники в ОСН наблюдались на частотах 14.2 и 21.7 ГГц.

Новые измерения потоков существенно изменили оценку спектрального индекса у многих ОСН. Некоторые источники, по-видимому, были ошибочно внесены в каталог ОСН. С высокой точностью определены спектры ОСН. В этом разделе были проанализированы одномерны« распределения яркости для каждого ОСН и проведено их сравнение с имеющимися радиокартами.

По всем этим измерениям составлен каталог и атлас распределение яркости на двух-трех частотах. Отметим только некоторые результаты. 'Для 19 ОСН был подтвержден нетепловой спектр (а < —0.3). Вылс показано, что другие 16 оболочечных ОСН имеют более плоские спектры а > —0.3, чем было определено ранее, и требуются дополнительны« аргументы для подтверждения их статуса ОСН. Измеренные епектрь 12 ОСН существенно изменились после добавления в них представленных измерений потоков (|Да| > 0.1).

Впервые показано, что компактный источник G5.27—0.90, обнаруженный на краю ОСН G5.4—1 и несомненно, связанный с пульсаров PSR 1758—24, имеет инверсионный спектр с индексом а = +0.33, чте из теории синхротронного излучения соответствует оптически тонкому синхротронному источнику с моноэнергетическим спектром релятивистских электронов.

В сложной области удалось выделить необычный OCH G10.0—0.3, который связывают с мягким гамма-барстером SGR1806-20 [37*].

OCH G18.9—1.1 имеет яркую деталь с плоским спектром, в то время <ак остальная часть ОСН имеет крутой спектр. Этот источник, один 13 немногих ОСН, показывает изменение спектрального индекса в рас-1ределении яркости.

Показано, что вытянутое вдоль направления восток-запад "плато" з центральной части ОСН СТВ80 имеет спектральный индекс а = -0.52 ± 0.06. "Ядро" с размерами 40"х30", в котором расположен 40-миллисекундный пульсар, имеет поток 1.0 + 0.1 Ян в диапазоне от 1 до 15 ГГц, и в течение последних шести лет поток "Ядра" не менялся.

Спектральный индекс вдоль ОСН G357.7—0.1 не меняется, что было интерпретировано как отсутствие "старения" радиоизлучающих электронов внутри ОСН по мере их распространения от ярких к менее ярким областям. Впервые было высказано предположение, что этот не-эбычный ОСН может оказаться местом рождения кандидата в черные цыры, рентгеновского источника GRS 1737-31, если подтвердится связь этих близко расположенных на небе пекулярных объектов.

Переменный нетепловой (а = —0.4) источник 1820—239 был обнаружен в пределах нетепловой оболочки ОСН G8.7—5.0. Временная шкала переменности равна 100-120 дням. По-видимому, 1820—239 может принадлежать выборке ГРРИ.

Одномерные распределения радиояркости по 72 исследованным ОСН приведены в Приложении А.

Обзор ОСН во втором галактическом квадранте

В этом разделе представлены результаты многочастотных наблюдений 19 ОСН, выполненных в 1985-87 гг. на южном секторе РАТАН-500. Измерены плотности потока на двух-трех частотах и построены спектры этих ОСН, проанализировано распределение яркости по ОСН. Измерены плотности потока компактных источников вблизи ОСН на частоте 3.9 ГГц [11]. Для некоторых ОСН проведено сравнение наблюдательных данных с моделью оптически тонкой, однородной, сферической оболочки. Численное моделирование синхротронного излучения такой оболочки и сравнение модельных профилей с реальными в некоторых простых случаях позволяют определить размеры и толщину радиообо-

лочек ОСН. Для молодого остатка СН Тихо (ЗС10) показано, что модел: оболочки с радиальным магнитным полем согласуется с профилем ин тенсивности поляризованного излучения. В приложении С приведет формулы расчета приведенной модели и текст Си-программы, так ка] такой расчет представляет самостоятельный интерес.

Полученный наблюдательный материал по 120 ОСН побудил автор; создать полный каталог плотностей потоков, который включает дан ные 2100 измерений потоков ~ 200 ОСН, приведенных к шкале Баарс, и др. [38*]. Это позволило построить точные спектры 192 известных i восьми новых ОСН (Приложении В) по одной методике. Спектры по строены с учетом в формуле аппроксимации возможного поглощени. низкочастотного излучения ОСН, около трети всех ОСН имеют так и спектры. Спектральные индексы выборки оболочечных ОСН распреде лены по нормальному закону со средним значением а = —0.50±0.21 и в показывают какой-либо значимой корреляции с другими параметрам! ОСН.

Глава 3 Обзоры плоскости Галактики

Для исследования протяженных источников во втором галакти ческом квадранте было отобрано 80 объектов с потоком больше 0.3 Я1 из 236 источников полной выборки KR-обзора, выполненного на Бонн ском 100-м радиотелескопе на частоте 1.4 ГГц [26*]. Так как разре шение в KR-обзоре было около 10', то наблюдения на РАТАН-600 да вали значительный выигрыш даже на частоте 0.96 ГГц и позволял! отличить фоновые радиогалактики от оболочек ОСН. В продолженш исследований ОСН была поставлена задача определения природы эти: протяженных объектов с целью поиска вероятных ОСН. Исследовани; на нескольких частотах показали, что из девяти нетепловых источни ков наиболее вероятным ОСН может быть источник KR48 (2214+59) В наблюдениях Р. Строма на радиотелескопе WSRT в 1990 г. было по казано, что этот источник имеет правильную оболочечную структур] с компактным компонентом. По инфракрасному критерию KR48 такж< следует отнести к нетепловым источникам.

Обсуждаемые в этом разделе исследования протяженных источника вместе с наблюдениями всех точечных источников KR-обзора, выпол ненными Фичем на VLA [39*], дают полные данные по выборке 23( источников этого обзора. Привлекая все данные из БД CATS, автор по

строил спектры, определил структур}' и сделал их классификацию по типу спектра. Интересно, что большая доля всей выборки источников (15 %), вероятно внегалактического происхождения, имеет очень крутые спектры а < —1. Спектры всех KR-источников доступны в базе данных CATS.

Обзор плоскости Галактики проведен в области |/| < 19° - по галактической долготе и |Ь| < 5.5° - по галактической широте, общей площадью 400 (°)2 (0.12 ср) в течение 1991-96 гг. на частотах 0.96 и 3.9 ГГц, и дополнен наблюдениями на 11.2 ГГц.

Данный обзор является первым опытом проведения больших обзоров яа сантиметровых волнах в России и обладает лучшей чувствительностью по яркостной температуре, чем многие аналогичные галактические обзоры. Разрешение в обзоре составило 4' х 78' и 1' х 40' соответственно на 0.96 и 3.9 ГГц. Большая часть обзора была дополнена наблюдениями на частоте 11.2 ГГц. На этой частоте удалось выделить распределенный нетепловой галактический фон на масштабах - 5" ([4, 22]).

До сих пор неполнота современных каталогов ОСН [40*, 4*] суще-зтвенно затрудняет их статистические исследования. Проблема неполноты и стратегия поиска ОСН была сформулирована автором перед началом обзора [19, 20]. Поиск радиоисточников галактической популяции 5ыл сделан в обзоре [7]. Сектор ZGT-обзора охватывает около трети всего Млечного пути, где наиболее вероятны вспышки сверхновых, поэтому указанное направление на центр Галактики наиболее перспективно геля поиска ОСН.

Наблюдательный материал представлен в виде очищенных от помех, зрокалиброванных по плотности потока файлов записей с точной координатной привязкой. Эти записи есть последовательные сечения плоскости Галактики вдоль прямого восхождения на разных склонениях, с нагом 20'. Каждое сечение наблюдалось по 3-5 раз в два основных се-га (1991-92 и 1993-94), что было использовано для поиска переменных галактических источников, связанных с тесными двойными системами. Координатная точность обзора была оценена по известным ярким ком-1актным источникам в плоскости Галактики и составила 15" по прямому восхождению и лучше 2' по склонению. Это позволяет надежно )тождествлять радиоисточники из обзора с объектами из других ката-

логов, что было сделано с помощью базы данных CATS [41].

В этом разделе использованы инфракрасные данные, с помощью к< торых можно классифицировать галактические радиоисточники как н тепловые - ОСН и тепловые - НИ области, по известному критерго должно выполняться условие т] = 5ик/>%>ад < 100 для ОСН и 7? > 5( для НИ областей [41*]. Этот критерий дает возможность в неясных сл; чаях с радиоспектром выделить нетепловые протяженные источник] Протяженные источники с нетепловым спектром в плоскости Галакт: ки с высокой степенью вероятности являются расширяющимися оболо' ками сверхновых. Там, где есть четкая корреляция ИК-интенсивност и радиояркости, применялся метод сравнения недавно ставших досту] ными карт атласа обзора IRAS - ISSA с данными обзора [42*]. Высоки контраст тепловых источников на этих картах по сравнению с ОС дает замечательную возможность отделить НИ области от ОСН. Дг работы с картами атласа ISSA спутника IRAS автор пользовался паю том программ skyview [43*]. Используя представленную аргументаци] выделено несколько других протяженных источников - кандидатов ОСН. Так, источник G11.2—1.1 имеет малое значение т] и, как предпс лагалось ранее [9, 15], является новым ОСН.

Также были выделены все компактные инфракрасные источники и каталога спутника IRAS и проведен их поиск в площадке обзора. Вь делены среди них тепловые галактические источники: области НИ планетарные туманности. По известным критериям [44*] удалось выж лить такие объекты среди источников обзора. .

ITA-каталог радиоисточников, полученный в результате кросс-иде* тификации Техасского каталога и каталогов спутника IRAS [31, 39] бы использован для поиска в ZGT-обзоре. Все яркие ITA-источники отс ждествлены с НИ областями на основании вышеуказанного инфракрас ного критерия.

После тщательного отбора протяженных радиоисточников с нетс иловыми спектрами из ~ 1000 обнаруженных в обзоре, отождествлс пия их с объектами из других каталогов и использования инфракрас ных данных IRAS, были выявлены новые кандидаты в оболочечны ОСН: G3.2-5.2, G4.7+1.3, G4.8+6.2, G12.2-1.1, Gll.2-1.1, G16.0+2.7 G356.2+4.4. G11.2—1.1 отождествляется со слабой волокнистой оболоч кой, видимой на красном снимке Паломарского обзора неба.

Показано, что этот обзор может быть использован для поиска переменных галактических источников, а также для получения оценок потоков источников, обнаруженных в других диапазонах.

Поток открытой в 1994 г. рентгеновской новой, вероятной черной дыры, GROJ1655—40 был оценен по наблюдениям, сделанным в 1991 г., и равнялся 100 мЯн на частоте 3.9 ГГц.

Рентгеновская новая SAX J1755—2900 также отождествляется с переменным радиоисточником ZGT 1747—290, поток от которого за два года (1992-1994) упал в два раза (40-20 мЯн) на частоте 3.9 ГГц.

Радиоисточник ZGT1803-222 с плоским спектром, (Sv — 45мЯн), обнаруженный на частоте 3.9 ГГц и в каталоге NVSS на 1.4 ГГц, находится в пределах области ошибок координат недавно открытого рентгеновского барстера SAX J1806.6-2215 [45*].

Глава 4 Мониторинг переменности ГРРИ

В этой главе сформулирована задача исследования, собраны и обсуждены основные наблюдательные данные по выборке галактических радиоизлучающих рентгеновских источников (ГРРИ) с релятивистскими струйными выбросами [46*, 38]. Эта выборка состоит из следующих источников: Cir Х-1, Cyg Х-3, SS433, GRO J1655 - 40, GRS 1915+105, LSI+6F 303, и, возможно, Seo Х-1, GX 339-04 и GRS 1758-258.

В этой главе приводятся результаты нескольких циклов исследования переменности SS433 и 80-дневного мониторинга Cyg Х-3 и исследований других ГРРИ на радиотелескопе РАТАН-600.

Мониторинг SS433

В этом разделе представлены основные результаты ежедневных наблюдений пекулярной тесной двойной системы SS 433 в ОСН W 50 [12*, 13*], на частотах 0.96, 2.3, 3.9, 7.7 и 11.2 ГГц в декабре 1986 -марте 1987 г., мае 1987 г. и апреле-мае 1994 г. В результате удалось несколько раз зарегистрировать мощную вспышечную активность радиоизлучения SS 433 на фоне спокойного уровня, описываемого обычным синхротронным спектром Э^(Ян) = 1.1^_0-60(ГГц).

Частотные зависимости потока SS 433 в максимуме вспышки и время наступления этого максимума являются степенными для многих вспы-

шек:

Д5га(Ян) = 1.3 Д^(дни) = 5 ^±ол.

В циклах мониторинга 1986-1996 г. зарегистрированы по крайней мер 20 вспышек, полный поток возрастал иногда в два-три раза по сра! нению со спокойным состоянием. Например, во вспышке 28-29 апрел 1994 г. поток вырос в три раза на частоте 11.2 ГГц в течение одного дш Затухание этой вспышки на высоких частотах шло по экспоненциал! ному закону с характерным временем около трех дней, в то время как н частоте 0.96 ГГц поток, вероятно, затухает по степенному закону, чт дает спектральный индекс распределения электронов: р = —1.25±0.1 Такой плоский спектр предполагает генерацию частиц по ходу вспыш ки. У этой вспышки, как и у двух других, есть запаздывание макси мума потока с уменьшением частоты и, оно, по-видимому, связано одновременным уярчением радиоизлучения плазмона и его движение? из тепловой оболочки [47*, 17].

В этом разделе показано, что стандартные модели Шкловского-ваз дер Лаана [48*, 49*], описывающие эволюцию облака (плазмона) ре лятивистских частиц, не могут объяснить полученных временных I частотных зависимостей развития вспышки. Предложенная модифици рованная модель включает существование продолжительного процесс; генерации радиоизлучающих электронов по ходу движения плазмонг от двойной системы в радиопоглощаюгцей тепловой оболочке, образованной звездным ветром двойной системы. Тогда находит объяснение разный характер вспышек 33433. Вспышки с частотно-зависимым запаздыванием максимума, вероятно, связаны с генерацией радиоизлучающих релятивистских частиц вблизи двойной системы (< 7 ■ 1014 см) е начале экспоненциального бокового расширения облака (плазмона) нрв его движении от двойной системы. Вспышки без видимого запаздывания могут быть связаны с более поздней генерацией релятивистских электронов в "зонах уярчения" на расстояниях ~ 5 • 1015 см от двойной системы, когда плазмон испытывает дополнительное воздействие от невозмущенной среды перед ним.

Мониторинг Cygnus Х-3 в активной фазе

В этом разделе представлены результаты ежедневных наблюдений двойной системы Лебедь Х-3, проведенных в рамках программы мониторинга рентгеновских источников с 21 мая по 10 августа 1997 года [42].

эентгеновские данные спутника RTXE [27*] показывают, что Cyg Х-3 сходился в этот период в активной фазе. В результате мониторинга >ыла зарегистрирована переменность радиизлучения Cyg Х-3 на шести истотах: 0.96, 2.3, 3.9, 7.7, 11.2 и 21.7 ГГц. Произошли две кратковременный, средние по мощности 1 Ян) оптически толстые вспышки 22 i 26 мая. Вторая вспышка затухала экспоненциально (Su = S0 e'i//r) с г = 1.03 дня. За ней последовало глубокое падение интенсивности радиоизлучения 29-31 мая до уровня 15-20 мЯн на частотах 4-11 ГГц. Это звление глубокого падения потока, " замирание" источника, часто пред-лествует мощной вспышке за 6-20 дней [50*]. Действительно, через 10 дней произошла мощная вспышка Cyg Х-3 12 июня, плотность потока возросла в 20-30 раз на всех частотах в течение одного-двух дней. Только в течение первых четырех дней спектр вспышки 12 июня был эптически тонким на высоких частотах с медленно меняющимся спектральным индексом от а = —0.34 до а = —0.5. Обнаружено, что в этот тер иод затухание вспышки шло но экспоненциальному закону на всех частотах, и характерное время затухания т уменьшалось с частотой по степенному закону: т(дни) = 11.5 у~°'29±0'03, где у в ГГц. Такое сокращение времени затухания вспышки с ростом частоты находит объяснение в моделях с доминированием радиационных потерь [51*]. Спустя четыре дня закон затухания вспышки изменился. В среднем по всем частотам вспышка на конечной стадии затухала по степенному закону: S„ = S] t~4-0±0-2, связанному с адиабатическим расширение^источника радиоизлучения.

Короткие оптически толстые вспышки 22 и 29 июня имели один и тот же спектральный индекс а = +0.64. Вспышка 29 июня затухала по степенному закону S„=S0 ¿_2 0±0Л до уровня 35 мЯн на 4 ГГц. Запаздывание прихода максимума потока вспышек было значительно меньше одних суток на частотах выше 2.3 ГГц, и составляло около 1.5 суток на частоте 0.96 ГГц для локальных максимумов в течение всего цикла наблюдений.

Средний спектр по пяти дням (25-29 июля 1997 г.) хорошо аппроксимируется степенным законом 5у(мЯн)= 70 ^рц35±0'01. Интересно, что этот спектр источника в спокойном состоянии, по-видимому, имеет устойчивый характер, так как измерения потоков в спокойный период (17.01 - 07.02 1996 г.) показали точно такой же средний спектр Cyg Х-3 [42].

В течение предвспышечного глубокого минимума 29-31 мая спек тральный индекс был равен а = +1.23 ± 0.05, что указывает на тс что центральный источник Cyg Х-3 в этот период испытывал сильное вероятно, синхротронное или тепловое самопоглощение.

Модель вспышек с обратными комптоновскими потерями [51*] обес печивает частотную зависимость затухания и лучше соответствует мо дели Су§ Х-3 с яркой массивной звездой-компаньоном, так как из уело вия равнораспределения энергии электронов и магнитного поля в струй ных выбросах величина поля равна 0.1 Гс, а в маломассивном сценарш для преобладания радиационных потерь потребовалось бы большее по ле ~ 1 Гс в месте начала расширения струйного выброса.

В течение вспышки с 12 июня по 30 июня (ТЛБЮбЮ - 10628) обнару жена значимая антикорреляция рентгеновского потока и радиоизлуче ния: р (2-10 кэВ - 11.2 ГГц) = —0.64+0.04, при очень высокой взаимно] корреляции радиоизлучения на разных частотах: р (21.7 - 11.2 ГГц) = +0.93+0.02. В конце цикла период активности Cyg Х-3 закончился, кри вые радиоблеска и рентгеновские данные ЮСТЕ показали низкие уров ни потоков. При этом в июле (Т\ГО10633 - 10667) излучение в разньс диапазонах коррелируют: р (2-10 кэВ - 3.9 ГГц) = +0.69 + 0.01.

Данные ВАТ БЕ в жестком рентгеновском диапазоне (20-100 кэВ) I радиоданные были представлены в работе [44]. В течение вспышки (12 30 июня) обнаружена значимая корреляция жесткого рентгеновского по тока и радиоизлучения. Подтверждается обнаруженная ранее антикор реляция потоков Cyg Х-3 в мягком и жестком рентгеновском диапа зонах. Жесткое рентгеновское излучение идет из горячих внутренние областей аккреционного диска, поэтому корреляция рентгеновского I радиоизлучения и одновременность начала вспышек в обоих диапазона: ясно показывают, что первичная генерация релятивистских электроно) происходит во внутренних областях Cyg Х-3.

Обнаружено, что предвспышечное падение радиопотока совпало с исчезновением рентгеновского излучения, что, вероятно, связано с временным исчезновением струйных выбросов.

Мощность вспышки влияет на соотношение между разными механизмами потерь. В наиболее мощных и коротких вспышках, таких ка! вспышка 1972 г., для которой в [42] успешно проведено моделирование без учета радиационных потерь, движение струйного выброса про-

сходит быстрее и зона влияния радиационных потерь сокращается,

0 струйные выбросы, аналогичные рассмотренным, имеют временной [асштаб много больше и, возможно, плазмон находится несколько дней

сильном радиационном поле, когда существенны потери на обратное омптоновское рассеяние.

Рентгеновские новые GRO J1655-40 и GRS 1915+105

Проведена программа поиска вспышечного радиоизлучения от рентге-ювской новой GRO J1655-40, которая была открыта в конце июля 1994 ода на космической обсерватории CGRO (BATSE) [52*]. В начале ав-уста его рентгеновский поток возрос вдвое. 12 августа началась вспыш-:а в радиодиапазоне, как показали наблюдения на радиотелескопе MOST.

1 РСДБ-наблюдениях в максимуме вспышки этот источник показал ви-[имое "сверхсветовое" движение радиокомпонент [53*]. На РАТАН-600 гдалось проследить ход падения потока от GRO J1655—40 после макси-1ума этой мощной вспышки 19 августа. Затухание потока от источни-:а шло по экспоненциальному закону (ос ехр(—í/r)). Нетепловой спектр :тановился немного круче (от а — —0.5 до а — —0.8) по мере затухания !спышки, что связано с сокращением г с ростом частоты.

В последующих наблюдениях впервые удалось зарегистрировать сла->ое, протяженное нетепловое излучение (а = —0.5) вокруг этой рентге-говской новой. Оно, по-видимому, может быть связано или с деятельно-:тью струйных выбросов, или быть оболочкой ОСН.

После сообщения о мощной рентгеновской вспышке в сентябре 1994 г. 54*] первого "сверхсветового" галактического источника GRS 1915+105 16*] были проведены измерения плотности потока от него на двух ча-:тотах. Источник был обнаружен на уровне 30-75 мЯн на 3.9 ГГц и l00—400 мЯн на 11.2 ГГц, что в 2-3 раза выше, чем в спокойном со-:тоянии [17*]. Во время этой вспышки нетепловой спектр был инвер-;ионньтм, что указывает на рост оптической толщи для радиоизлуче-шя в тепловой оболочке вокруг двойной системы. В мае-августе 1997 г. >тот источник регистрировался на уровне 20-100 мЯн в диапазоне 4-11 "Гц. В этот период GRS 1915+105 не показывал сильных вспышек ни i рентгеновском, ни в радиодиапазоне.

В мониторинге ГРРИ обнаружено, что их радиоизлучение следует )бщим закономерностям. Вспышечная переменность нетеплового радио-язлучения ГРРИ коррелирует с рентгеновской активностью. Вспышки

делятся на два типа: с частотно-зависимым запаздыванием максимум? вспышки и без запаздывания. Первые показывают, что время задерж ки максимума и его величина изменяются от частоты по степенном) закону. Радиовспышки этого типа следуют экспоненциальному закон) затухания и часто затухание идет быстрее на более высоких частотах Для вспышек другого типа характерно степенное затухание от времен! и такие вспышки реже показывают частотную зависимость параметров

Первопричиной таких событий является образование релятивистски? струйных выбросов. "Замирание" радиопотока ГРРИ перед вспышками есть прямое указание на врехменное исчезновение струйных выбросов. Экспоненциальное и частотно-зависимое затухание потока вспышек ГРРЙ указывает на два важных обстоятельства - существование конусе бокового расширения струйных выбросов и доминирование радиационных потерь над адиабатическими в начале вспышек ГРРИ.

Различия в пространственных и временных масштабах вспышек ГРРИ могут быть обусловлены начальными условиями (темп перетекания массы с первичного компонента, скорость струй, магнитное поле, мощность поля излучения) и условиями распространения радиоизлучения в оболочке вокруг двойной системы, характеризующимися электронной температурой, плотностью и пространственной структурой звездного ветра. Вероятно, что прецессия струйных выбросов может создавать дополнительные условия для генерации релятивистских частиц.

Тесные двойные системы объединяет наличие неустойчивого перетекания вещества с нормального компонента на компактный (керровскую черную дыру или нейтронную звезду) и образование при этом аккреционного диска и релятивистских струйных выбросов как следствие сверхкритической аккреции.

Струйные выбросы состоят из сгустков разогретого и холодного вещества и движутся с высокими скоростями (0.1-0.9 с) в противоположные стороны из полюсов диска, увлекая за собой первичные релятивистские частицы и магнитные поля. Проходя через оболочку, созданную мощным звездным ветром системы, эти релятивистские электроны могут вновь ускоряться в струйном выбросе.

Переменное нетепловое радиоизлучение в тесных двойных системах является индикатором образования струйных выбросов. Отсутствие радиоизлучения у большинства известных рентгеновских двойных систем

свидетельствует об отсутствии в них струйных выбросов. Изучение переменной составляющей излучения ГРРИ в разных диапазонах предста-шяется важным, так как дает возможность понять механизм образова-гая струйных выбросов и оценить степень их взаимодействия с окружающим звездным ветром.

Зарегистрированные в нескольких случаях нетепловые оболочки вокруг ГРРИ вместе с оболочками вокруг активных пульсаров могут представлять новый класс нетепловых протяженных объектов в Галактике.

Глава 5 База данных астрофизических каталогов CATS

Огромный поток публикаций в области наблюдательной астрономии сильно осложнил массовый поиск известных объектов, обнаруженных в разных диапазонах в заданной области неба. Отождествление сотен тысяч радиоисточников стало насущной необходимостью современных галактических и внегалактических исследований, но без использования компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения такая задача становится слишком трудоемкой.

Здесь уместно привести пример SS433, известного с 60-х гг. радиоисточника 4С+04.66. Только в 1978 г. он был отождествлен сначала как радиозвезда в ОСН W50, затем как пекулярная звезда из каталога ярких эмиссионных звезд Стефенсона и Сандолика.

Работающие в режиме on-line базы данных (БД), SIMBAD (Страсбург), NED (Пасадена) и LEDA (Лион), являются главными источниками накопленной информации по астрономическим объектам. Хотя эти БД дают довольно полную информацию по звездам и галактикам, в них сильно не хватает данных по динамично растущему числу открываемых радиоисточников.

Авторы CATS были заинтересованы в использовании новых и старых радиокаталогов при интерпретации наблюдений на РАТАН-600. Вначале были накоплены электронные версии многих астрофизических каталогов и создано математическое обеспечение для работы с ними в локальной сети [33]. Затем в рамках проекта, поддержанного РФФИ, авторы приступили к созданию активной радиоастрономической базы данных.

Наличие разветвленной локальной сети CAO (с 1989 г.) и подклю-

чение CAO к каналу Интернет (1996 г.) дали возможность широко; астрономической общественности использовать динамично растущую базу данных CATS в своих исследованиях. Авторы выбрали дружествен ный интерфейс, основанный на интернетовских навигаторах (Netscape) работающих с гипертекстовыми документами (http://cats.sao.ru/ [35, 40]. Автор уделил основное внимание созданию полных описани] каталогов и таблиц, провел анализ радиоданных и разработал програм мы построения спектров радиоисточников в режиме "on-line".

Сейчас в CATS собраны около 200 астрофизических каталогов с об щим числом записей около 4 миллионов. Эти каталоги и таблицы содер жатся в ~300 оригинальных работах разных авторов и по ним составле ны описания. В базу данных включены все наиболее крупные обзоры проведенные на РАТАН-600 и почти полностью наиболее крупные га лактические и внегалактические радиокаталоги.

В базе данных работают программы выборки объектов в заданно; области неба. Такое же число программ кросс-идентификации катало гов дает мощный метод выявления групп объектов с разными спек тральными свойствами. С помощью кросс-идентификации радиоката лога на частоте 365 МГц и каталогов спутника IRAS удалось отобрат: пекулярные объекты для дальнейших исследований [39].

Естественным образом в CATS вошли разработки и результаты про веденных автором исследований: атлас одномерных распределений яр кости по ~ 72 ОСН на разных частотах, спектральный каталог ~ 20' ОСН, спектры источников ZGT и KR обзоров.

Действующая общедоступная база данных CATS представляет собо; мощный инструмент для галактических и внегалактических исследова ний [41]. Это подтверждается ростом числа обращений к созданной баз данных профессиональных исследователей из других стран.

Заключение

В Заключении сформулированы основные результаты наблюдени; и выводы представленной работы. Работа основана на многолетних на блюдениях, проведенных автором на радиотелескопе РАТАН-600:

• Обзоры плоскости Галактики [12, 22];

• Обзор ~ 120 галактических ОСН [11, 25, 45];

• Мониторинг пекулярного объекта SS433 [16, 23];

» Мониторинг радиоизлу чающих рентгеновских источников [38, 42].

Эти наблюдения позволили всесторонне исследовать галактические гетепловые радиоисточники. Выборка галактических ОСН стала более щнородной за счет получения новых данных по 120 из 215 известных ЭСН. Обнаружены восемь ранее неизвестные ОСН. Построены спектры Ю0 ОСН, причем многих из них впервые. Исследованы компактные источники, связанные со звездными остатками в некоторых ОСН.

Перечислены возможные будущие программы галактических исследований в радиоконтипууме. Продолжением исследований ОСН могут 5ыть поляризационные высокочастотные наблюдения. Вероятно, повторение обзора в области центра Галактики с постановкой поляризацион-ibix измерений было бы очень перспективным как в плане обнаружения гекулярных объектов, так и для изучения известных источников, но ; неподтвержденным статусом. Новый многочастотный обзор плоскости Галактики в области, подходящей для быстрого его проведения на РАТАН-600, 90° < I < 140°, дал бы возможность провести более глубокий поиск ОСН, чем было сделано для KR-обзора.

Программы постоянного мониторинга рентгеновских двойных систем на современных рентгеновских спутниках (BATSE, RXTE), доступность хх данных и исключительная важность совместных исследований в раз-дых диапазонах обязывают планировать длительный мониторинг ГР-РИ на радиотелескопе РАТАН-600.

Библиография диссертации включает 400 ссылок.

В пяти Приложениях представлены:

(A) Атлас распределений яркости по 72 ОСН (РАТАН-600);

(B) Каталог спектров 192 известпых и восьми обнаруженных ОСН;

(C) Модель синхротронного излучения сферической оболочки ОСН и текст Си-программы расчета ее радиального профиля;

(D) Каталог протяженных источников KR-обзора;

(E) Таблицы измерений плотностей потоков SS 433 и Cyg Х-3.

Публикации по теме диссертации

[1] Парийский Ю.Н., Трушкин С.А. Исследование радиоизлучения Крабовидной туманности на радиотелескопе РАТАН-600. //В кн.

Галактическая и внегалактическая радиоастрономия. Тез. док. XII Всесоюзной радиоастрон. конф. 1979, Пущино, изд. ИКИ А СССР. с.5-6.

[2] Берлин А.Б., Петров З.Е., Кононов В.К., Трушкин С.А. Наблюд ния SS433 на радиотелескопе РАТАН-600 в 1979-1982 годах. // кн.: Галактическая и внегалактическая радиоастр.. Тез. докл. X Всесоюз. радиоастрон. конф., Харьков, 1983, с.132.

[3] Нижельский H.A., Кононов В.К., Трушкин С.А. Поиск радиог; ло вокруг пульсаров. Наблюдения на А 7.6 см на радиотелеског РАТАН-600. //В кн.: Галактическая и внегалактическая радш астрономия. Тез. докл. XV Всесоюзной радиоастрон. конф., Xapi ков, 1983, с.166.

[4] Berlin A.B., Bulaenko E.V., Vitkovskij V.V., Kononov V.K., Korolko D.V., Parijskij Y.N., Trushkin S.A. Very deep cross cut of Galaxy г 7.6 cm. // Commun, of SAO, 1983, 43, 43-55.

[5] Крымкин B.B., Сидорчук M.A. Трушкин С.А. Методика обрабоз ки и результаты наблюдений протяженных источников на радис телескопе РАТАН-600. // Сообщ. CAO АН, 1984, 46, 33-58.

[6] Алиакберов К.Д., Мингалиев М.Г., Наугольная М.Н., Трушки С.А., Шарипова Л.М., Юсупова С.Н. Определение плотностей пс токов радиоисточников на комплексе широкополосных радиоме тров сплошного спектра радиотелескопа РАТАН-600. // Астрс физ. исслед. (Изв. CAO), 1985, 19, 60-65.

[7] Vitkovskij V.V., Nizhelskij N.A., Trushkin S.A. A radio survey i¡ OriGern Loop region. // Commun, of SAO, 1985, 48, 61-80.

[8] Трушкин С.А. Существует ли радиооболочка вокруг Крабовидно] туманности? // Письма в АЖ, 1986, 12, 198-204.

[9] Трушкин С.А. Gil.2-1.1 - остаток сверхновой 386 года? // Астрой циркуляр, 1986, N1453, 4-6.

[10] Трушкин С.А. Вспышечная активность SS433 по наблюдениям i 3 декабря 1986 по 6 марта 1987 года на РАТАН-600. // В кн. Га лактическая и внегалактическая радиоастрономия. Тез. докл. XD Всесоюзной радиоастрон. конф. Таллин, АН ЭССР., 1987, 201-202

[11] Трушкин С.А., Витковский В.В., Нижельский H.A. Многочастотные радионаблюдепия остатков сверхновых в области галактических долгот I = 85° и Í = 135°.// Астрофизические Исследования (Изв. CAO), 1987, 25, 84-104.

[12] Трушкин С.А. Исследование радиоисточников второго галактического квадранта из обзора Калласа и Райха на волнах 7.6 и 31.3 см. // Астрофиз. Исслед. (Изв. CAO), 1989, 32, 132-146; Препринт CAO СССР, 1989, N38, 1-42.

[13] Трушкин С. А. Поиск остатков сверхновых среди протяженных источников обзора Галактики Калласа и Райха. // В кн. XXIII Всесоюзная конф. по галактической и внегалактической радиоастрономии. Тезисы докл. Ашхабад, Изд. Ылым, 1991, 88-90.

[14] Трушкин С.А. Обзор 40 остатков сверхновых на радиотелескопе РАТАН-600. // В кн. XXIII Всесоюзная конф. по галактической и внагалактической радиоастрономии. Тез. докл. Ашхабад, Изд. Ылым, 1991, С.70; и Обзор остатков сверхновых в многочастотных наблюдениях. //В кн. XXV радиоастрон. конф., 20-24 сен. 1993 г., Пущино, Тез. докл., Путинский научный центр, 1993, 84-86.

[15] Trushkin S.A. Gil.2-1.1 - a new optical and radio supernova remnant. // Preprint SAO, 1989, N 32, 1-13; В кн. Галактическая и внегалактическая радиоастрономия. Тез. докл. XIX Всесоюзной радиоастрон. конф. Таллин, АН ЭССР. 1987, 146-147.

[16] Трушкин С.А. Исследование галактических остатков сверхновых и связанных с ними объектов на РАТАН-600. // Автореферат кандидатской диссертации. CAO АН СССР, Н. Архыз, 1989, 3-74.

[17] Vermuten R.C., McAdam W.B., Trushkin S.A., Facondy S.R., Hjellming R.M., Johnston K.J., Corban J. Daily spectra of radio ñares from SS433 in May/June 1987. // Astron. Astrophys., 1993, v.279, p. 189-199.

[18] Трушкин С.А. Инверсионный спектр источника G5.27-0.90: связанного с пульсаром и остатком сверхновой G5.4-1.2 //В кн. XXV радиоастрономическая конференция, Пущино, Изд. ФИАН, 1993, 89-90.

[19] Трушкин С.А. Поиск остатков сверхновых и галактические обзс ры. //В кн. XXV радиоастрон. конф., 20-24 сентября 1993 г., П5 щино, Тезисы докладов, Пущинский научный центр, 1993, 76-77.

[20] Трушкин С.А. Обзор Галактики в области 343° < I < 16°, |6| < I на частотах 960 и 3900 МГц. Первые результаты. // Преприн С АО, 1995, N107, с. 1-14.

[21] Verkhodanov O.V., Trushkin S.A. Active database of astrophysic; catalogs at RATAN-600. // Препринт CAO, 1995, N106. 66-7' CATS - активная база данных астрофизических каталогов н РАТАН-600. Тез. докл. XXVI радиоастрон. конф. СПб. ИПА PAI: 1995, 252-254.

[22] Trushkin S.A. The RATAN radio continuum survey of the Galacti plane between I = 342° and I = 17° and |6j < 5° at 960 and 390 MHz. // The Trans. Astron. Asrtophys., 1996, 11, 225-233.

[23] Бурсов H.H., Трушкин С.А. Многочастотные наблюдения недав ней вспышки радиоизлучения SS433. // ПАЖ, 1995, 21, 168-16 i Тез. докл. XXVI радиоастрон. конф., СПб. ИПА РАН, 1995, с. 88

[24] Трушкин С.А. Наблюдения вспышечной активности рентгенов ских новых - радиотранзиентов GROJ1655-40 и GRS1915+105 // Тез. докл. XXVI радиоастрон. конф., СПб. ИПА РАН, 1995 114-115.

[25] Trushkin S.A. Multi-frequency observations of supernova remnant with the RATAN-600 radio telescope. // Bull. SAO, 1996, 41, 64-79

[26] Trushkin S.A., Andernach H., Micol A., Gubanov A.G., Verkhodano1 O.V., Titov V.B., Chernenkov V.N. Public Databases for Radii Astronomy: a joint venture between East and West. In Proc. о the Third International Workshop on "Advances in Databases anc Information Systems". 1996, Sept. 10-13. MEPhI Publ., v.2, 37-41.

[27] Trushkin S.A. The RATAN continuum observations of the recen' identified Galactic supernova remnants. // Workshop on "Pre supernovae, supernovae and supernova remnants" in book: Progran and abstracts, Pushchno, Russia, 3-7 June 1996. Radio Astronom] Station of Lebedev Physical Institute, 1996, p.48.

[28] Anderaach H., Trushkin S.A., Gubanov A.G., Verkhodanov O.V., Titov V.B., Micol A. // Preparing a public database of radio sources. Baltic Astronomy, 1996, 6, 259-262; In book "International Cooperation in Dissemination of the Astronomical Data", Coll. in the framework of IAU Comm. No 5., 2-9 July 1996, Pulkovo observatory, SPb, 1996, p.28.

[29] Verkhodanov O.V., Trushkin S.A., Chernenkov V.N. A database system for astrophysical catalogues. // Baltic Astronomy, 1996, 6, 275-278; In book "International Cooperation in Dissemination of the Astronomical Data", Coll. in the framework of IAU Comm. No 5., 2-9 July 1996, Pulkovo observatory, SPb, 1996, p.48.

[30] Trushkin S.A., Verkhodanov O.V. IRAS-point source and Texas catalogs cross-identification. // Baltic Astronomy, 1996, 6, 345346; In book "International Cooperation in Dissemination of the Astronomical Data", Coll. in the framework of IAU Comm. No 5., 2-9 July 1996, Pulkovo observatory, SPb, 1996, p.61.

[31] Trushkin S.A., Verkhodanov O.V. 1995, On the cross-identification of the IRAS-Point Source and Texas catalogs. // Bulletin of SAO, 39, 150-154.

[32] Trushkin S.A. The RATAN radio continuum survey of the Galactic plane between 1 = 343° and 1 = 19° and |6| < 5.5° at 0.96, 3.9 and 11.2 GHz in : New Horizons from Multi-Wavelength Sky Surveys. Symp. IAU N179. B.J. McLean, D.A. Golombek, J.J.E. Hayes, H.E. Payne (eds.), 103-105.

[33] Verkhodanov O.V., Trushkin S.A., Andernach H., Chernenkov V.N. The CATS database to operate with astrophysical catalogs. //In "Astronomical Data Analysis Software and Systems - VI", ed. G.Hunt and H. E. Payne. ASP Conference Series, 125, 322-325.

[34] Трушкиц С.А. Гипертекстовый " Справочник наблюдателя на РА-ТАН-600" (русский и английский варианты), 1996,

(http://www.ratan.sao.ru/users/satr/ratan_mamial.html).

[35] Трушкин C.A. Гипертекстовая документация по астрофизическим каталогам, созданная в рамках проекта базы данных CATS. (http://cats.sao.ru/CATS_list.html).

[36] Andernach H., Trushkin S. Current Status of Radio Source Database // Proceedings "Observational Cosmology with the New Radi Surveys1', eds. M. Bremer, N. Jackson & I. Perez-Fournon, Kluws Acad. Press (in press) (preprint SISSA /astro-ph/9703141).

[37] Трушкин С.А. Каталог источников галактического обзора //Те: докл. XXVII радиоастрон. конф., СПб. ИПА РАН, 1997, 326-327.

[38] Трушкин С.А. Радиоизлучение галактических рентгеновских ис точников. //Тез. докл. XXVII радиоастрон. конф., СПб. ИПА PAF 1997, 92-97.

[39] Трушкин С.А., Верходанов О.В. Свойста объектов 1ТА-каталог; спектры и NVSS отождествления //Тез. докл. XXVII радиоастрсл конф., СПб. ИПА РАН, 1997, 328-329.

[40] Черненков В.Н., Верходанов О.В., Трушкин С.А. Система поиск астрофизической информации в базе данных CATS //Тез. дою XXVII радиоастрон. конф., СПб. ИПА РАН, 1997, 324-325.

[41] Трушкин С.А., Верходанов О.В. Черненков В.Н. База данны CATS как инструмент галактических и внегалактических исслс дований. //Тез. докл. XXVII радиоастрон. конф., СПб. ИПА РАЙ 1997, 336-337.

[42] Трушкин С.А. Многочастотный мониторинг рентгеновских галак тических источников. I. CygmisX-З. //Препринт САО, N 123, Ниж ний Архыз, 1997, с.1-12. Письма в АЖ, 1998, 24, 19-25.

[43] Verkhodanov O.V, Chernenkov V.N., Trushkin S.A. Further advano in the CATS database operation. First year of WWW access. Proceedings of the First East-Europian Symposium on Advances ii Databases and Information Systems (ADBIS'97). St.-Petersburg, Sep 2-5, 1997. St.-Pb.: SPU, 1997, v.2, 73-77.

[44] McCollough M. L., Trushkin S.A. et al., 1998, RXTE Observation, of the Various States of Cygnus X-3. In "Accretion Processes ii Astrophysical Systems: Some like it Hot" October Astrophysics Conf in Maryland, 13-15 Oct. 1997.

[45] Trushkin S.A. Radio spectra of 192 Galactic supernova remnant //Preprint SAO RAS, N131, Nizhnij Arkhyz, 1998, 1-30.

Список литературы

1*] Jones T.W., Rudnick L., Jun В. et al. 1998, PASP, 110, 125,

2*] Staveley-Smith L., Manchester R.N. et al 1993, PASA, 10, 331.

3*] Van Dyk Sc., Weiler K.W., Sramek R.A. et al. 1994, ApJ, 432, L115.

4*3 Green D.A.: 1995, A Catalogue of Galactic Supernova Remnants (1996 Aug. ver.), MRAO, UK (available on the WWW at http://www.phy.cam.ac.uk./www/research/ra/SNRs/snrs.intro.html).

5*3 Matonick D.M., Fesen R.A. 1997. ApJS, 112, 49.

6*3 Weiler K.W. 1984, In: The Crab nebula and related supernova remnants., ed. M. Kafatos, R. Henry, Cambridge U. Press, 227.

7*3 Brazeir K.T.S. et al. 1996, MNRAS, 281, 355.

8*] Vasisht G., Kulkarni S. R. et al. 1997, ApJ, 476, L43.

9*3 Roger R.S., Landecker T.L. (eds.). Supernova remnants and Interstellar Medium. Proc. of IAU Colloquium N101, 1988.

10*3 Reynolds S.P. 1988. In: Galactic and extragalactic radio astronomy, eds. G.L. Vershchuur and K. Kellermann, p.439.

11*3 Коноваленко A.B., Пынзарь A.B., Удальцов В. 1994, АЖ, 71, 92

12*3 Johnson K.J., Geldzahler J.H., Spencer J.H. et al. 1984, AJ, 89, 509.

13*3 Margon B. 1984, Ann. Rev. A&A, 22, 507.

14*] Vermeulen R.C., Schilizzi R.T. et al. 1987, Nature, 328, 309.

15*] Панферов A.A., Фабрика C.H. 1993, ПАЖ, 19, 104.

16*] Mirabel I.F., Rodriguez L.F. 1994, Nature, 371, 46.

17*] Mirabel I.F. et al. 1994, A&A, 282, L17.

18*] Fiedler R.L., Johnston K.J., Spencer J.H. et al. AJ, 1987, 94, 1244.

19*] Fürst E., Reich К., Reich P., Reif К. 1990, A&AS, 85, 633.

20*] Becker R. H., White R. L. et al. 1994, ApJS, 91, 347.

*]

!*]

*]

¡*j

r*J

!*]

I*]

I*]

*]

!*]

;*]

=1

>*j

!*]

I*]

I*]

*3

!*]

!*]

Whiteoak J.B.Z., Green A.J. 1996, A&AS, 118, 329. Taylor et al. 1996, ApJS, 107, 239.

Duncan A.E., Stewardt R.T. et al., 1995, MNRAS, 277, 36.

Normandeau et al. 1997, ApJS, 108, 279.

Gregory P.C., Taylor A.R. 1986, AJ, 92, 371.

Kallas E., Reich K. 1980, A&AS, 42, 227.

Levine A., Bradt H., Cui W. et al. 1996, ApJ, 469, L33.

Fesen R.A., Shull M.J., Hurford A.P. 1997, AJ, 113, 354.

Chevalier R. 1977, in Supernovae, ed. Schramm D.N., Reidel, p.53

Матвеенко Л.И. 1984, ПАЖ, 10, 111.

Velusamy T. 1984, Nature, 308, 251.

Wilson A.S., Weiler K.W. 1982, Nature, 300, 155.

Агафонов М.И., Асланян A.M. и др. 1987, АЖ, 67, 60.

Murdin P. MNRAS, 1994, 269, 89.

Frail D.A., Kassim N. E. et al. 1995, ApJ, 454, L129.

Bietenholz M.F., Kassim N.E., Frail D.A. et al. 1997, ApJ, 490, 29

Kulkarni S.R., Frail D.A. 1993, Nature, 365, 33.

Baars J.W.M. et al. A&A, 1977, 61, 99.

Fich M.: 1986, AJ, 92, 878.

Li Z., Wheeler C. et al, 1991, ApJ, 378, 93.

Haslam C.G.T., Osborne J.L. 1987, Nature, 327, 211.

IRAS: Catalogs and Atlases. 1985, ed. C.A. Beichmann, С Neugebauer, H.J. Habing, P.E. Chester (Washington: GPO).

Ebert R., Hartley В., Laughlin G. 1993. IPAC "Skyview User guide" CALTEX, Pasadena, California.

[44*] Hughes V.A., McLeod G.C. 1989, AJ, 97, 786.

[45*] In't Zand J.J.M., Heise J. et al, 1998, astro-ph/9802304.

[46*] Fender R.P., Bell Burnell S.J., Waltman E.B. 1997, Vis. Ast., 41, 3.

[47*] Vermeulen R.C., Schilizzi R.T. et al. 1993, A&A, 270, 177.

[48*] Шкловский И.О. 1960, АЖ, 37, 256.

[49*] van der Laan H. Nature, 1966, 211, 1131.

[50*] Waltman E.B., Foster R.L., Pooley G.G. et al. 1996, AJ, 112, 2690.

[51*] Fender R.P., Bell Burnell S.J. et al. 1997, MNRAS, 288, 849.

[52*] Zhang S.N. et al. 1994, IAU Circ. No. 6046.

[53*] Tingay S.J., Jauncey D.L. et al. 1995, Naturte, 374, 141.

[54*] Sazonov S., Sunyaev R. 1994, IAU Circ. No6080.

Бесплатно

Зак. N450 Уч. изд. - 2.0 Тираж 110

Специальная астрофизическая обсерватория РАН