Рентгеновское излучение галактических источников, сверхновой 1087А и скоплений галактик. Теория, моделирование и наблюдения со спутников Гранат, Мир-Квант, Росат тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

Р Г 5 ОД

1 о янв Ш5

На прапая рукописи

ГрсОгпеа Сергей Андреевич

РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ,

СВЕРХНОВОЙ 1087А И СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК. ТЕОРИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ II НАБЛЮДЕНИЯ СО СПУТНИКОВ ГРАНАТ, МНР-.ШАИТ, РОСАТ

Gi.03.02 Астрофизика и радиоастрономии

Автореферат диссертации на соне нанке ученой степени доктора фиэнко-математичеегшя иоуи

Москва 1095

Работа выполнена в Институте космических исследований Российской академии наук

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Ю.Н.Гнедин (ГАО РАН)

доктор физико-математических наук, профессор В.С.Имшеиник (ИТЭФ)

доктор физико-математических наук, профессор И.М.Соболь (ИЛШ РАН)

Ведущая организация:

Государственный астрономический инстнгут им. П.К.Штернберга при МГУ

_1996 г. в^ *^час

Защита диссертации состоится -/«О1 1996 г. _часов на заседании

специализированного совета Д 002.94.01 при Институте космических нсслс.даваний РАН по адресу: Москва, 117810, ул. Профсоюзная, д. 84 /32, ИКИ РАН, подъезд 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИКИ РАН.

/2 /£

Автореферат разослан ' 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

В.Е.Нестеров

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Притягательность исследований в области астрофизики высоких энергий и их важность связаны, прежде всего, с тем, что они направлены на изучение объектов, в которых реализуются экстремальные физические условия, недостижимые в лабораториях на Земле. С каждым годом список подобных объектов пополняется. К настоящему времени он включает уже тысячи источников рентгеновского и гамма-излучения разной природы: нейтронные звезды н черные дыры, горячий газ в скоплениях галактик и d остаткзх вспышек сверхновых, активные ядра галактик и квазары.

В нюне 1987 г. на орбите начала работу международная обсерватория РЕНТГЕН на модуле КВАНТ. Уже в ходе первого года наблюдений ею были обнаружены два новых уникальных источника жесткого рентгеновского излучения: сверхновая 1987А в Большом Магеллановом Облаке и рентгенозская новая в созвездии Лисичка. Сверхновая 1987А - это источник принципиально новой нетепловой природы, ее рентгеновское излучение формируется в результате распада внутри оболочки сверхновой радиоактивного мСо, 0.075 М& которого образовалось при взрыве. Наблюдения новой в Лисичке 1988 г. доказали существование нового многочисленного класса рентгеновских двойных, содержащих черную дыру, и, фактически, положили начало широкомасштабным исследованиям черных дыр в жестких рентгеновских и гамма-лучах.

Изучение рентгеновских свойств аккрецирующих черных дыр стало главной задачей обсерватории ГРАНАТ, выведенной на орбиту 1 декабря 1989 г. Наблюдения кандидатов в черные дыры в разных спектральных состояниях, изучение зависимости жесткость спектра-спетимость, оценки темпа аккреции, исследования быстрой хаотической переменности рентгеновского излучения н обнаружение квазипериодических осцилляций - все эти результаты существенно расширили наше понимание процессов, протекающих при дисковой аккреции вещества на черную дыру, позволили наложить сильные ограничения на возможные модели дисковой аккреции.

С началом работы орбитальных обсерваторий РОСАТ и АСКА подобная революция произошла и в исследованиях внегалактических рентгеновских источников н, прежде всего, в изучении распределений плотности и температуры горячего газа в скоплениях галактик и измерении гравитационной массы (массы невидимого вещества) скопления. Важнейшим этапом здесь стало доказательство существования повышенной концентрации газа вблизи отдельных галактик (или групп галактик) скопления.

Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование механизмов, ответственных за формирование спектров рентгеновского н гамма-излучения сверхновой 1987А и компактных рентгеновских источников - аккрецирующих черных дыр в двои-

пых системах, исследование мелкомасштабной структуры рентгеновского излучения скоплений галактик.

Научная новизна. В работе впервые детально рассчитаны спектры рентгеновского и гамма-излучения сверхновой 1987А, связанные с комптонизацией гамма-фотонов распада 68Со в оболочке. Указаны факторы, влияюшие на сроки появления, величину н форму спе! ра рентгеновского излучения и излучения в гамма-линиях прямого вылета. Получены приближенные формулы, описывающие комптонизацию гамма-квантов (Ии ~ 1 МэВ) в облаке с однородным распределением плотности. Впервые проведены расчеты искажений спектра рентгеновского излучения звездного остатка (молодого пульсара, аккрецирующих нейтронной звезды или черной дыры) в оболочке при разных предположениях о форме спектра, рассчитан вклад радиоактивного изотопа "Со в рентгеновское излучение сверхновой. Впервые проведены расчеты отклонения болометрической оптической и инфракрасной кривой блеска СН 1987А от экспоненциального закона с характерным временем спада ~ 111 дней, сиязанного с выходом заметной доли светимости из оболочки в виде жесткого излучения, светимостью звездного остатка в ее центре или с энерговыделением при распаде других, отличных от мСо, радиоактивных элементов.На основе построенных мод<чей дана интерпретация наблюдений жесткого излучения СН 1987А приборами модуля КВАНТ, определена степень перемешивания 58Со в оболочке и получен сильный верхний предел на относительное обилие "Со/м,Со.

Впервые представлены результаты широкомасштабных наблюдений аккрецирующих черных дчр в нашей Галактике прибором ГСПС обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ и телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ. Дана теоретическая интерпретация этих наблюдений, поставлены сильные ограничения на модели дисковой аккреции. Проведен детальный анализ популяции рентгеновских источников в области центра Галактики, обнаружены пять ранее неизвестных источников, несколько источников предложено включить в список кандидатов в черные дыры.

Разработан новый мощный метод на Сазе преобразования пейвлет для анализа рентгеновских изображений и исследования мелкомасштабной структуры рентгеновского излучения скоплений и групп галактик.

Научная и практическая ценность работы. Проведенные расчеты спектров ожидающегося рентгеновского излучения СН 1987А показали, что поюк рентгеновского излучения достигнет уровня, доступного наблюдениям, уже в начале осени 1987 г. Это заключение стимулировало ранние наблюдении области Большою Магелланова Облака модулем КВАНТ, которые привели к обнаружению жесткого рентгеновского излучения сверхновой. Последующее сравнение расчетных н экспериментальных данных позволило сделать ряд заключений относительно структуры оболочки и особен-

постен распределения n нем радиоактивного кобальта. Предсказанное п работе отклонение оптической кривом блеска СН 1987Л от экспоненциального закона со временем спада ~ 111 дней, связанное с выходом значительной доли светимости радиоактивного кобальта в виде жесткого излучения, было обнаружено в начале февраля 1988 г. Возможно, подтверждено и предсказанное в работе отклонение кривой блеска сверхновой из-за присутствия под оболочкой дополнительного источника энергии (звездного остатка и других, отличных от иСо, радиоактивных элементов).

В работе проведено систематическое исследование рентгеновских свойств аккрецирующих черных дыр, поставлены сильные ограничения на существующие модели дисковой аккреции. Предложено включить в список кандидатов в черные дыры ряд новых рентгеновских источников. Проведена локализация ряда источников и обнаружены несколько ранее неизвестных рентгеновских источников. В настоящее время их исследование в разных диапазонах энергий ведется ведущими обсерваториями мира.

Разработан новый метод анализа рентгеновских изображении и исследования мелкомасштабной рентгеновской структуры скоплений галактик. Метод позволил под-. твердить существование областей повышенной яркости излучения в скоплс-нни AI367, что свидетельствует о концентрации горячего газа вблизи галактик или групп галактик скопления. В настоящее время метод активно используется при анализе изображений, полученных телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ н телескопами спутника РОСАТ. Область его применения далеко не исчерпывается рентгеновской астрономией. в частности, он представляет большой интерес для компьютерной томографии.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на семинарах ИКИ РАН, ФТИ им. А.Ф.Иоффе, Обшемосковском астрофизическом семинаре в ГЛИШ, Всесоюзном семинаре по рентгеновской и гамма-астрономии (Баку, 1987), семинаре по сверхновым звездам а Пущино (1992), астрофизическом семинаре, посвященном 90-летию Г.Гамова, (С-Петербург, 1994), семинарах Центра космических полетов им. Годарда (Гринбелт, США, 1993), Смитсонианской астрофизической обсерватории (Кембридж, США, 1994), Института астрофизики общества им. Макса Планка (Гар-шннг, Германия, 1995), на XX международной конференции по физике космических лучей (Москва, 1987), на симпозиумах и ассамблеях КОСПАР (София, 1987; Гаага, 199Р; Вашингтон, 1992; Гамбург, 1994), на международных конференциях "Two Topics In X-ray Astronomy" (Болонья, Италия, 1989), "SN1987A and other Supernovae" (Map-циана Марина, Италия, 1990), "Gamma-Ray Line Astrophysics" (Париж, Франция, 1990), "Frontlers of XRay Astronomy" (Нагоя, Япония, 1991), "Nova Muscae 1991" (Лингби, Дания, 1991), "Compton Gamma-Ray Observatory" (Сант-Луис, США, 1992), "Recent Advances In High Energy Astrophysics" (Тулуза, Франция, 1992), "The Multi-Wavelength Approach to Gamma-Ray Astronomy" (Ле-Диаблере, Швейцария, 1993),

"The Evolution of X-Ray Blnarles" (Мерилэнд, США, 1993), "Imaging in High Energy Astronomy" (Лнакапри, Италия, 1994), "Roentgenstrahlung (rem the Universe" (Вурц-бург, Германия, 1995) и др.

Структура и объем. Диссертация общим объемом страниц состоит из вве-

дения, одиннадцати г^ав, объединенных в три части, заключения и списка литературы (всего ^^Знаименов'чяп) и содержит S3> рисунка.

Содержание работы

Во Введении сформулированы проблема, обсуждающиеся в диссертации, кратко опи-саиы основные результаты и структура диссертации.

Часть 1 _ посвящена исследованию мехашшюв, ответственных за формирование жесткого рентгеновского и гамма-излучения сверхновой 1987А, вспыхнувшей d Большом Магеллановом Облаке 23 февраля 1987 г. За последние 400 лет это была первая сверхновая, находящаяся сравнительно недалеко от Земли (нг расстоянии ~ 50 кпк).

В Главе / методом Монте-Карло рассчитаны спектры рентгеновского и гамма-нзлучения сверхновой, связанные с распадом радиактивного 50Со в оболочке.

. Около 0.075 А/0 радиоактивного 5SNl-58Co было синтезировано при взрыве сверхновой, о чем свидетельствовал экспоненциальный спад ее оптической кривой блеска с характерным временем ~ 111 дней - временем распада кобальта. Каждый распад ядра мСо сопровождается испусканием в среднем трех гамма-квантов с энергиями от 847 кэВ д 3.6 МэВ (в 20% случаев происходит /?+-распад 50Со, поэтому могут образовываться также аннигнляшюнные фотоны с энергией 511 кэВ).

В первые годы после взрыва оболочка сверхновой непрозрачна для гамма-излучения. Фотоны выходят наружу только после долгого блуждания, связанного с многократными комптоновскими рассеяниями на холодных (входящие/в атомы и молекулы) электронах. Другим' процессом, ответственным за взаимодействие фотонов с веществом оболочки, является фотопоглощение при ионизаци^ K-электронов элементов группы железа. В первом процессе фотон не поглощается, à лишь теряет свою энергию вследствие эффекта отдачи. Второй процесс в ~ 60% случаев приводит к то гибели. В остальных ~ 34% случаев фотопоглощение сопровождается высвечиванием мягкого флуоресцентного Ка-фотона. Процесс пространственной диффузии фотонов в оболочке и их диффузия вниз по оси энергий, и определяют вид спектра формирующегося рентгеновского излучения. Фотоны прямого вылета ответственны за излучение сверхновой в гамма-линиях. Экспоненциальное уменьшение количества радиоактивного кобальта и уменьшение оптической толщи оболочки по рассеянию при ее расширении гр ~ £"3 определяют эволюцию спектра излучения.

п*

¡Ktpeuit, кзВ

Рис. 1. Спектры жесткого рентгеновского и гамма-излучения, формирующегося при распаде тСо в оболочке сверхновой (модель 1). Представлены результаты наблюдений СН 1987Л приборами обсерватории РЕНТГЕН на модула КВАНТ а конце августа 1Ьо7 года.

Расчеты выполнены для двух моделей, оболочки сверхновой с разными распределениями плотности р(г) и скорости v(r) к с разным химическим составом вешестпа. Полученные а результате численного моделирования сферически-симметричного разлета оболочки одной' и той же массы 15 MQ), они отличаются предположениями об энергии взрыва Ео. Первая модель, предложенная, группой астрофизиков под ру-. ководством В.С.Имшешшка Ьесной 1987 г., основана на данных ранних оптических наблюдений СН 1987А и предполагает, что Е0 «■ 3 х 10" эрг. Расчеты в рамках этой модели предсказали появление потока жесткого рентгеновского излучения от сверхновой на уровне, доступном для измерений, уже через ~ 180 дней после взрыва. Интенсивные наблюдения СН 1987А приборами обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ, стнмулнрованные этим результатом, привели к обнаружению жесткого рентгеновского излучения сверхновой в августе 1987 г. (рис. 1).

If этому времени появились первые свидетельства того, что оболочка расширяется медленнее, чем предполагалось вначале. Американским астрофизиком Арнеттом была предложена модель оболочки c£j = 2x 10м эрг, которая и использовалась для дальнейших расчетов. Детальное сравнение спектров жесткого рентгеновского излучения сверхновой, рассчитанных методом Монте-Карло, с экспериментальными данными, полученными на модуле КВАНТ п 1987-1989 гг., утвердило нас в выводе о том, что наблюдается именно излучение, связанное с распадом радиоактивного !8Со. В то же время стало ясно, что поток жесткого излучения появился раньше, чем должен был появиться, согласно расчетам, и имел в среднем более низкий уровень.

Ш-!

3

I ю-'

-Р I ■ ■ ■_I_1_

Рис. 2. Распределение 58Со по оболочке СН 1987А (модель 2), способное обеспечить наблюдаемую кривую блеска источника о рентгеновских лучах. Представлены результаты независимой оценки распределения кобальта в пяти сферических слоях (кресты, ошибки соответствуют одному стандартному отклонению), а также область на уровне 68%-достоверности для распределения, описываемого суперпозицией 2-х гауссовых кривых. Видно, что два разных подхода приводят к одинаковым результатам.

ш Масса,Ч0

Три фактора могут оказаться решающими для улучшения согласия теории и наблюдений:

1). нарушения сферической симметрии оболочки, связанные с несимметричным взры-. вом, снльным вращением или магнитным полем предсверхновой (на нарушение

ч сферической симметрии оболочки указывают, в частности, данные по линейной поляризации оптического излучения сверхновой);

2). сильная неоднородность (клочковатость) вещества оболочки, развивающаяся из-за неустойчивостей в момент взрыва (возникновение такой неоднородности подтверждают проведенные в последнее время трехмерные расчеты взрывов сверхновых);

3). перераспределение радиоактивных элементов по объему оболочки при взрыве.

В каждом из этих случаев оптическая толща оболочки для фотонов, испускаемых при V распаде радиоактивного кобальта, уменьшается и может сильно зависеть от направления вылета фотонов, Как показали расчеты, легко подобрать варианты, хорошо согласующиеся с экспериментальными-данными. В частности, для модели Арнетта было определено оптимальное распределение радиоактивного 58Со по оболочке, при котором достигается наилучшее согласие с наблюдаемыми рентгеновскими кривыми блеска сверхновой (рис. 2). Всесторонний анализ оптических, рентгеновских и гамма-наблюдений позволит определить роль каждого из названных факторов и уточнить параметры оболочки.

В Главе 2 получены простые аналитические формулы (в рамках диффузионного приближения по пространству и фоккер-планковского приближения по энергии), описывающие комптонизацию гамма-квантов в сферически-симметричной оболочке с однородным распределением плотности. Рассматриваемый подход является обобщением

на область релятивистских энергий диффузионного приближения теории переноса излучения в среде, где основной зклад э непрозрачность дает комптоновское рассеяние. Полученные формулы и их асимптотик!: используются для анализа эволюции спектра жесткого рентгеновского излучения сверхновой 1987А и интерпретации результатов расчетов, представленных в предыдущей главе.

В Главе 3 рассмотрены эффекты, которые играют важную роль в формировании рентгеновского излучения СН 1987А на поздних стадиях разлета оболочки, когда большая часть радиоактивного мСо уже распалась. Проведены расчеты искажений рентгеновского излучения звездногз остатка {молодого пульсара, аккрецирующей нейтронной звезды или черной дыры), возникающих при его прохождении сквозь оболочку. Форма спектра излучения предполагалась разной для источников разной природы. Исследована роль радиоактивных изотопов 57Со, 22Na и 44Ti в формировании спектра рентгеновского излучения сверхновой. Эти изотопы производятся в процессе взрывного нуклеосинтеза подобно S0Co.

Показано, в частности, что "Со с периодом полураспада ~ 391 день становится важным источником энергии в оболочке сверхновой уже к концу второго года после взрыва. Фотоны, испущенные при распаде 57Со в линиях 122 и 136.5 кэВ и уменьшившие свою энергию из-за эффекта'отдачи при многократных рассеяниях в оболочке, должны давать заметный вклад в рентгеновский- континуум в диапазоне энергий 30-100 кэВ. (рис. 3). Сравнение результатов расчетов'с-данными обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ, полученными в период с сентября 1988 г. по июнь 1989 г., позволило поставить верхний предел на уровне трех стандартных отклонений на вклад фотонов распада 57Со в кривую блеска рентгеновского излучения сверхновой. Этот верхний предел соответствует относительному обилию 57Со/с6Со, d 1.5 раза превышающему земное для 57Fe/!i!Fe 0.024). Отметим, что расчеты взрывного нуклеосинтеза в СН 1987А предсказывают отношение обилий 57Со/56Со, d два раза более высокое, чем отношение земных обилий 87Fe/MFe. Критическим для определения обилия е7Со d оболочке СН 1987А было бы обнаружение излучения о линии прямого вылета 122 кэВ.

Присутствие под оболочкой дополнительного к иСо источника излучения легче всегр обнаружить по наблюдениям спада оптической и инфракрасной светимости сверхновой. При каждом распаде ядра кобальта гамма-квантами уносится энергия ~ З.б МэВ. Пока оболочка непрозрачна, энергия распада полностью преобразуется в ее тепловое излучение. Это подтверждается наблюдаемым примерно со 120 дня после взрыва экспоненциальным спадом оптической кривой блеска сверхновой с характерным временем ~ 111 дней - временем распада "Со. Проведенные расчеты показали, что уже через год-полтора года после взрыва, по мере того как оболочка становится

Рис. 3. Эволюция спектра жесткого рентгеновского излучения СН 1987А. Результаты расчета для модели 2 оболочки и "оптимального" распределения 5вСо (рис. 2). Показаны также данные, полученные обсерваторией РЕНТГЕН в августе 1987 г. (1), октябре-ноябре 1987 г. (2), декабре 1987 г.- январе 1988 г. (3), апреле 1988 г. (4), сентябре-октпбре 1988 г. (5), ноябре 1988 г. (С), мае-июне 1989 г. (7) (кресты с кружками - данные прибора ТТМ, ромбы - ГЕКСЕ, кресты - Пульсара Х-1, верхние пределы соответствуют трем стандартным отклонениям).

прозрачнее, падение болометрической оптической кривой блеска СН 1987А должно начать ускоряться. Это связано с выходом из оболочки заметной доли светимости в виде жесткого излучения.

Если внутри оболочки находится дополнительный к 56Со источник излучения, то должно также наблюдаться отклонение оптической кривой блеска (н<- в другую сторону !). Такое отклонение кривой блеска может быть связано: а), со светимостью звездного остатка в центре оболочки, б), с энерговыделением при распаде других, отличных от 50Со, радиоактивных элементов, в), со светимостью оптического компаньон, если взрыв произошел в двойной системе, г), с излучением космических лучей под оболочкой сверхновой и т.д. В развале 3.3 представлены результаты расчетов кривых блеска СН 1987Л для наиболее вероятных случаев. Отметим, что сообщения о возможном обнаружении избытка инфракрасного излучения СН 1987А начали поступать примерно с 1000-го дня после взрыва. Величина избытка, измеренная на 1500-й день, соответствовала светимости ~ 10й эрге-1. Если бы эта светимость была связана с распадом б7Со, то для се объяснения потребовалось бы относительное обилие 57Со/мСо в оболочке, превышающее относительное земное обилие S7Fe/!<IFe более чем в ~ 5 раз. Эти данные, однако, подвергаются сомнениям и в любом .случае требуют тщательной проверки и дальнейшего анализа. Светимость СН 1987А ко времени этих наблюдении была уже на. порядок меньше светимости предсверхновой и практически полностью была связана с излучением пыли'с температурой ~ 150 К, т.е. излучалась о диапазоне, трудном для наблюдений. ' "

В последнем разделе главы представлены результаты расчетов распределения по радиусу темпа локального нагрева вещества оболочки жестким излучением. Темп нагрева критическим образом зависит от расположения источников излучения в оболочке и от жесткости спектра рентгеновского излучения. Рассчитанные распределения темпа нагрева определяют функцию источников для моделей формирования спектров оптического it инфракрасного излучения сверхновой.

В Главе представлены результаты наблюдений области сверхновой 1987А в рентгеновских лучах (3-30 кэВ) телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ. В IS90-I991 гг. было проведено четыре сеанса наблюдения. Только даа источника, кандидат в черные дыры LAÏC Х-1 н 50-секуидный пульсар PSR0340-G93, были обнаружены в поле зрения прибора размером 3?4х3?6.

Радиоизлучение СН J987A, обнаруженное в сентябре 1990 г., связано, скорее всего, с синхротрониым излучением релятивистских электронов, ускоряемых в ударной' волне на границе между внешними областями оболочки н окружающим веществом (звездным ветром предсверхновой). Верхний предел на светимость сверхновой в диапазоне 3-G кэВ, ¿х < 3 х 10м эрге-1, полученный телескопом АРТ-П

23 сентября 1990 г., позволил оценить меру эмиссии нагретого ударной волной газа, < 7х 1059см_3, и, соответственно, радиус фррнта ударной волны, Л ~ 2х1017см, и плотность газа перед ним, Л/е < 90см_:1.

Релятивистские электроны, ответственные за излучение в радиодиапазоне, должны также давать вклад п рентгеновское излучение сверхновой - при обратном комптонов-ском рассея: ш инфракрасных фотонов. Отсутствие такого рентгеновского излучения на уровне чувствительности телескопа АРТ-П позволило дать ограничения па величину магнитного поля в области, излучающей на радиочастотах.

Часть 2 посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию рентгеновского и гамма-излучения черных дыр в двойных системах. -

В Главе 5 представлены результаты наблюдений телескопами АРТ-П и СИГМА обсерватории ГРАНАТ двух ставших "эталонным»" кандидатов в черные дыры, источника Лебедь Х-1, нижний предел на массу которого превышает 9.5 Л/0, и источника 0X339-4, который ин.ересен тем, что демонстрирует полный набор спектральных состояний, когда-либо наблюдавшихся у кандидатов в черные дыры,- Отмечены наиболее характерные особенности поведения этих рентгеновских источников и дано их сравнение с поведением других кандидатов в черные дыры, обсуждена возможность идентификации аккрецирующих черных дыр по их рентгеновским свойствам.

В разделе 5.1 приведены основные параметры телескопов обсерватории ГРАНАТ, с помощью которых получены результаты, обсуждающиеся в данной и последующих главах: отечественного АРТ-П, чувствительного а рентгеновском диапазоне энергий 2.5-60 кэВ, и французского СИГМА, сконструированного для работы в жестком рентгеновском/мягком гамма-диапазоне 35-1300 кэВ.

В разделе 5.2 представлены результаты наблюдений обсераториен ГРАНАТ источника Лебедь Х-1, наиболее вероятного кандидата н черные дыры. Обсуждены особенности формирования спектра его рентгеновского и гамма-излучения. В рамках модели формирооання спектра при обратном комптоновском рассеянии низкочастотного излучения в облаке высокотемпературной электронной плазмы проведена серия расчетов методом Монте-Карло и определены параметры излучающей области: температура электронов кТс ^ 57 кэВ и полутолщина диска по томсоновскому рассеянию гт г: 1.0. Показано, что асимптотические формулы, которыми часто пользуются для аппроксимации спектра излучения Лебедя Х-1, приводят при столь высоких температурах и малых значениях оптической толщи к неправильным результатам. Это объясняет противоречия, накопившиеся за двядцать лет наблюдений этого источника в жестких рентгеновских лучах.

Рис. 4. Спектры рентгеновского излучения 0X339-4 во время его "низкого" и "высокого" состояний, полученные обсерваторией ГРАНАТ в 1990 г. В "низком" состоянии источник наблюдался как телескопом АРТ-П (2-3 апреля), так и телескопом СИГМА (27-28 марта), в "высоком" состоянии - только телескопом АРТ-П (18 августа). Видно, что интенсивность рентгеновского излучения 0X339-4 увеличилась при«»р«о в 1.6 раза за время, прошедшее между 27 марта и 2 апреля.

ЭНЕРГИЯ (кэВ)

В разделе 5.3 исследовано поведение 0X339-4. В 1990-1992 гг. источник наблюдался в трех разных рентгеновских состояниях ("низком", "высоком" и "выключенном"). В сентябре-октябре 1991 г. был детально исследован процесс постепенного перехода 6X339-4 из "низкого" состояния в "высокое". Показано, что переходы источника между состояниями с разными уровнями интенсивности сопровождаются кардинальными изменениями формы его спектра (рис. 4). Если в "высоком" состоянии наблюдается тепловое излучение стандартного холодного оптически толстого аккреционного диска, в жестком состоянии спектр источника подобен спектру излучения Лебедя Х-1 и формируется внутри горячего оптически тонкого диска.

В разных спектральных состояниях разный характер имеет н наблюдаемая быстрая переменность рентгеновского излучения 0X339-4: приведенные на рис. 5 спектры мощности шума ясно показывают, что нерегулярная переменность излучения источника заметно возрастает во время его "низкого" ("жесткого") состояния. Более того, при наблюдении 0X339-4 о этом состоянии телескопом АРТ-П были обнаружены ква-зипернодичсскне осцилляции рентгеновского потока с характерной частотой 0.8 Гц. Усиление мощности флуктуации и обнаруженные квазипериодические осцилляции жесткого излучения свидетельствуют о развивающейся тепловой неустойчивости аккреционного течения, задолго до этих наблюдений предсказанной теоретиками.

В 1990-1992 гг. телескопами АРТ-П н СИГМА было исследовано спектральное поведение и проведен анализ переменности рентгеновского излучения ряда других

0X339-4

ГРАНАТ/АРТ-П

2.2

2.0

18 августа

I. 10

ЧАСТОТА (Гц)

Рис. 5. Спектры мощности рентгеновского излучения 0X339-4 в диапазоне энергий 3-25 кэВ, полученные в 1990 г. во'рпемя наблюдений этого источника телескопом АРТ-П. Уровень "белого" шума показан пунктиром. Пик вблизи 0.8 Гц в спектре мощности на верхней панели свидетельствует о квазипериодических осцилляциях рентгеновского излучения 0X339-4 во время его "низкого" ("жесткого") спектрального состояния.

галактических источников - кандидатов в черные дыры звездной массы, таких как 01151124-68, 1Е1740.7-2942, 01151758-258 и др. Результаты их наблюдений телескопом АРТ-П подробно обсуждаются в последующих главах. В заключительных разделах этой главы мы продемонстрируем и обсудим удивительное подобие рентгеновских свойств этих источников свойствам Лебедя Х-1 и 0X339-4.

В разделе 5.4 приведены широкополосные (3-600 кэВ) спектры этих источников. Показано, что большую часть времени они проводят в "низком" состоянии, демонстрируя жесткий комптонизованный спектр, степенной (а ~ 1.6) в диапазоне рентгеновских энергий и экспоненциально обрывающийся в области Ле > 100 кэВ (рис. 6).

* Отмечено, что рентгеновские светимости этих источников в диапазоне 3-200 кэВ также очень близки (они отличаются не более чем в два-три раза). В разделе 5.5 проведен сравнительный анализ быстрой переменности излучения кандидатов в черные дыры, подтвердивший усиление нерегулярной переменности по мере увеличения жесткости спектра источника.

Эти результаты показывают, что жесткое рентгеновское излучение кандидатов в черные дыры обладает рядом уникальных особенностей, сильно отличающих их от аккрецирующих нейтронных звезд. В разделе 5.6 указаны физические основания для таких отличий, а затем обсуждена возможность идентификации аккреиируюших черных дыр по их рентгеновским свойствам.

В Главе 6 представлены результаты наблюдений двух рентгеновских новых: новой в созвездии Лисичка (052000+25) и новой в созвездии Муха (й!^! 124-684).

ГРАНАТ/АРТ-П/СИГМА

7 то' аз 2 .

Я 10'

§

и 1

- 30 ♦ 0RSJ124-6« (10 <t>f«. 91 f).x30

■+С • Лебмь X I (2124 тр.90 г)

\ ■ • IEI740 7-2942 (осень 90 г),хЗ

% ■ 0RS1758 258 (ость 90 г)

V • GRSII24 68 (14 >»r.9l rl.xO.l

- ж 01 . V'j.

*■+ - *

10 100 ЭНЕРГИЯ (кэВ)

Рис. 0. Шипокополосные рентгеновские спектры источников 01?51124-68 (новая в созвездии Муха), Лебедь Х-1. 1Е1740.7-2942 и ОЯ51758-258, полученные обсерваторией : ГРАНАТ , в 1990-1991 гг. Рисунок приведен, чтобы показать подобие рентгеновских спектров кандидатов в черные дыры. Новая в Мухе, которая демонстрировала замечательный двухкомпонентный спектр непосредственно после вспышки, через полгода имела спектр, удивительно напоминающий стандартный спектр источника Лебедь Х-1.

Новая в созвездии Лисичка 1988 г. была третьей в истории рентгеновских наблюдений новой, обнаруженной сразу после вспышки и детально исследованной в рентгеновских лучах. До нее наблюдалась лишь новая в Единороге 1975 г., более известная как источник А0620-00 с функцией масс /(А/) = 3.2 Мв, и новая в Змееносце 1977 г. Только после вспышки новой в Лисичке, в силу очевидного единообразия рентгеновских свойств всех трех источников, стало ясно, что мы имеем дело с объектами одного класса - маломассивными двойными системами, излучающими в результате эпизодической аккреции вещества на черную дыру.

Начавшиеся с 1988 г. систематические наблюдения рентгеновских новых привели к настоящей революции о исследованиях черных дыр. Во-первых, вспышка новой дает возможность исследовать обьект необычайной яркости в состояниях, соответствующих разным темпам аккреции. Во-вторых, наблюдения рентгеновских новых в спокойном (потухшем) состоянии, когда их оптическое излучение не искажено из-за прогрева поверхности звезды-компаньона рентгеновскими лучами и когда мала собственная светимость аккреционного диска, позволили измерить для большинства из этих систем функцию масс и показать, что масса их компактного объекта действительно превышает предел устойчивости нейтронной звезды 3.5 М0), поэтому, почти наверняка, он является черной дырой.

Наблюдения, выполненные в последние годы телескопами обсерваторий ГИНГА, РЕНТГЕН, ГРАНАТ и обсерватории гамма-лучей им. А. Комптона, свидетельствуют.

лэм гооо*гз

3 «•"

I

и 1..-

4--егрс О -иехе

-+~Рилег Х-1

\

, ^

ли._и-Ь

Рис. 7. Спектр излучения рентгеновской новой в созвездии Лисичка по данным приборов обсерватории РЕНТГЕН: ГСПС 07 мая 1988 г.), ГЕКСЕ (15 мая, 4, 6 и 3 июня) и Пульсар Х-1 (15 мая и 4-8 июня). Наблюдаемый спектр состоит из двух компонент: мягкой с температурой ~ 20 миллионов градусов и жесткой, свидетельствующей о температурах порядка миллиарда градусов.

з а ¡о I > > и »

: •■энергия (нв)

что яркие рентгеновские новые вспыхивают в окрестности Земли (на расстоянии порядка 1 кпк) примерно раз в год.. Простые масштабирующие оценки (раздел 6.1) показывают, что в нашей Галактике (в области размером порядка 10 кпк) каждый год должны вспыхивать десятки или даже сотни новых. К сожалению, далекие рентгеновские новые в сотни раз слабее источников, вспыхивающих вблизи Земли, поэтому в большинстве случаев они остаются незамеченными. Приняв, что вспышки новых повторяются с интервалом в ~ 50 лет (как это имеет место в случае новой в созвездии Лебедь 1989 г.), мы приходим к выводу, что в Галактике может содержаться до 5000 маломассивных двойных систем, временами проявляющих себя как рентгеновские новые. Таким образом, рентгеновские новые, возможно, являются представителями ■ наиболее многочисленного класса двойных, содержащих черные дыры.

Наблюдения рентгеновской новой в созвездии Лисичка, описанные в разделе 6.2, были выполнены прибором ГСПС орбитальной обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ. В рентгеновском спектре новой обнаружены две компоненты излучения: мягкая с температурой ~2 кэВ (тепловое излучение стандартного аккреционного диска) и жесткая с температурой в десятки раз большей (рис. 7). Приведены аргументы а пользу того, что жесткое излучение новой формируется подобно излучению источника Лебедь Х-1 в процессе обратного комптоновского рассеяния мягких фотонов на электронах горячей плазмы центральных областей диска. Представлены данные об эволюции спектра источника со временем. Показано, что аккрецирующий объект в этом источнике, скорее всего, является черной дырой. Отмечено, что удивительное подобие спектров излучения 052000+25 и рентгеновской новой в созвездии Змеено-

НОВАЯ В МУХЕ (ORSIÍ24-68)

»TS« 17«* t»J* ITI* Iii®

Рис. 8. Рентгеновская кг рте области размером 2?3х2?3 вблизи GRSII24-C34, полученная телескопом АРТ-П 16 января 1091 г. в диапазоне 4-30 кэВ (контуры). Показана область доверительных ошибок локализации источника прибором ВОТЧ (круг радиусом 33 утл. мин.) и ее центр (звездочка, отмеченная стрелкой). Крестиком показано положение оптического объекта, отождествленного с рентгеновским источником.

tíi" tío® t«e lea* и?»

ПРЯМОЕ ВОСХОЖДЕНИЕ Im» 1050.0)

сец дает основания надеяться на обнаружение жесткого рентгеновского излучения и у других мягких рентгеновских транзиентов. Впоследствии это предположение полностью подтвердилось.

В разделе 6.3 представлены данные наблюдений рентгеновской новой 1991 г. в созвездии Муха (GRS1124-684) телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ, полученные на протяжении первых девяти месяцев после вспышки. Положение новой на небе определено с точностью лучше 1 мин. дуги, R.A.«llb24m25,1 Decl.«-68<>24!2 (эпоха 1950.0), что позволило подтвердить оптическую идентификацию (рис. 8). Все полученные спектры рентгеновского излучения новой в зависимости от их формы и времени наблюдения можно разбить на три группы.

В первые 1.5-2 месяца после вспышки спектр излучения новой в созвездии Муха состоял (подобно спектру новой в созвездии Лисичка) из двух компонент: в области низких энергий, hu<S кэВ, доминировало тепловое излучение сравнительно холодной (W ~ 1 кэВ) оптически толстой плазмы, в диапазоне hv 2 8 кэВ источник имел жесткий степенной (а ~ 2.6) спектр, связанный с комптонизацией мягких фотонов в высокотемпературной электронной плазме (рис. 9). Через три месяца у источника наблюдался мягкий спектр, подобный спектру излучения GX339-4 в "высоком" состоянии. Наконец, начиная примерно со 140-го дня после вспышки спектр излучения источника стал жестким (о ~ 1.6). подобным спектру излучения источников Лебедь Х-1 или 0X339-4 в "низком" состоянии. Описанная спектральная переменность была связана прежде.всего с нерегулярными изменениями интенсивности и формы спектра жесткой компоненты излучения (изменение светимости в этом диапазоне достигало 100% в терние Нескольких дней). Поток от источника в диапазоне мягких энергий 3-8 кчВ спадал экспоненциально с характерным временем ыЗО дней.

ГРАНАТ/АРТ-П

Рис. 0. Эволюция спектра излучения рентгеновской новой а созвездии Муха . 1991 г. по данным телескопа АРТ-П.

а а 7 ю

30

ЭНЕРГИЯ (кэВ)

Как видно нз рис. 9, уменьшение светимости источника в жестких лучах было в среднем более медленным, чем уменьшение светимости мягкой компоненты: согласно данным телескола АРТ-П за первые ~ 200 дней наблюдений светимость упала в ~ 20 раз в диапазоне 8-30 кэВ и в ~ 120 раз а диапазоне 3-6 кэВ. Мягкая компонента, чья светимость составляла ~ 90% полной светимости источника в первые два месяца после вспышки, исчезла к концу наших наблюдений. В жестких рентгеновских лучах новая в созвездии Муха оставалась яркой и через полгода после вспышки.

При наличии сильных флуктуаций потока рентгеновского излучения на масштабе часов быстрая (с характерным временем минут и секунд) переменность излучения GRS1124-684 была на довольно низком уровне по сравнению с быстрой переменностью излучения источника Лебедь Х-1. "В спектре мощности рентгеновского излучения новой, измеренном вскоре после вспышки, обнаружена особенность, свидетельствующая о кдазипериодическюс осцилляцнях излучения с частотой, равной ~ 10 Гц.

В f,ia»c 7 представлены результаты 2.5 лет наблюдений рентгеновского источника IE1740.7-2942 телескопом АРТ-П. Это самый жесткий источник в области центра нашей Галактики, излучение от него зарегистрировано на энергиях выше -- 100 к»В. Подобие его спектра спектру источника Лебедь Х-1 и то, что он имеет почти такую же, как Лебедь Х-1, светимость в рентгеновских лучах, позволили включить его в список кандидатов в черные дыры. Ин-ерес к источнику стал всеобщим после обнаружения в его спектре особенности анннгнляцнонного излучения (телескопом СИГМА 13

октября 1990 г.). Интенсивны.^^блрмвш».■ в других диапазонах при-

вели к обнаружению радноялог^а, свидетельствующего аО извержении релятивистской плазмы в двух направлениях из компактного ядра источнику.-Кроме того, в направлении на 1Е1740.7.-2943 было обнаружено плотное п(Н2) ~5х Ю* стГ? облако холодного колекул-яркедб гага! Как предполагают, многие из необычных сцойел"»источника ыогут быть связаны с тем, что он находится внутри молекул ярнОлзоПлакЗ. .

Данные наблюдений телескопа АРТ-П позволяют поставить сильные ограничения на параметры облака. Так, фотопоглощение, искажающее рентгеновский спектр источника на низких энергиях (раздел 7.2), должно в значительной 60%) степени определяться поглощенней в облаке. Используя оценку поверхностной плотности водорода в направлении на источник, ТУн — (9.4±3.1) х 10а см-3, полученную с помощью теле' скопа АРТ-П в предположении нормального солнечного обилия тяжелых элементов, н, предположив, что источник находится в центре облака на глубине I сг 1.5 пк, ыожно оценить плотность молекулярного водорода в облаке, п(На) аг (1.0 ±0.3) х 104 см"8.

Другая оценка п(Нг) может быть получена из анализа кривой блеска источника (раздел 7.3). Как показывает рис. 10, рентгеновское излучение 1Е1740.7-2942 в 1990-1992 гг. характеризовалось сильной переменностью вплоть до полного выключения источника. Верхний предел на поток от 1Е1740.7-2942, полученный ао время его "выключенного" состояния, ограничивает долю ~гг потока рентгеновского излучения источника, рассеянного электронами атомов и молекул облака п то время, когда он все еще был ярким. Здесь г? «= 2<7тя(Н3)/, где ау - сечение томсоновского рассеяния. Характерное время переменности рассеянного излучения //с сг 5 лет, поэтому даже если компактный источник выключается, поток рассеянного излучения остается на прежнем уровне. Это путь позволяет получить верхние пределы на уровне 3-х стандартных отклонений на оптическую толщу облака, гт £ 0.09, и на усредненную по оЗъему плотность молекулярного водорода в нем, п(На) < 1.5 х 104 см"5.

В разделе 7А более подробно обсуждаются эффекты рассеяния и поглощения рентгеновского излучения в облаке, в частности, отмечено, что из-за рассеяния на пыли должна замываться любая временная структура рентгеновского (Ли < 5 кэВ) излучения источника на масштабе времени короче ~ 30 сек.

В разделе 7.5 показано, что, если источник действительно находится внутри облака, вблизи него должна существовать зона ионизованного водорода. Тормозное излучение этой области (и рекомОннашютше излучение, связанное с переходами между высоковозбужденныыи уровнями атомов водорода) должно быть достаточно мощным > 0.5 мЯн (на длине волны 6 см). Тот факт, что оно еще не обнаружено, накладывает сильные ограничения на светнмхть источника (излучение ¿ккреиионного диска) в ультрафиолетовой (Л.тасти спектра.

ГРАНАТ/АРГ-П

i—i I I I I ,i I I I I_i_i—■ ■ 1

100 гоо 300 400 600 BOO 700 BOO

ДНИ (с 1 января 1990 r.)

Рис. 10. Кривая блеска 1 El 740.7-2942 в диапазоне энергий 8-20 мВ по данным наблюдений телескоп« АРТ-П в 1990-1992 гг. Стрелкой (А) отмечен момент обнаружения в спектр« источника телескопом СИГМА особенности, сммкноА с аннктляииоиным излучением.

В Главе 8 представлены наблюдательные ограничения на модели дисковой аккреции, следующие из рентгеновских наблюдений кандидатов в черные дыры.

Спектральная переменность »тих источников рассмотрена в зависимости от темпа аккреции. Показано, что в отличие от существующих моделей дисковой аккреции "жесткое" состояние кандидатов в черные дыры, во время которого их спектр излучения подобен спектру источника Лебедь Х-1, всегда реализуется при много меньших темпах аккреции (М <; 0.02М&м> где Мам ~ критический зддингтоновский темп аккреции), чем "мягкое" (lit а 0.1 Л/ьмЬ При еще больших значениях М в спектре рентгеновского излучения источников наблюдаются обе компоненты, мягкая и жесткая. Такой вывод следует из наблюдений как стандартных кандидатов в черные дыры; таких как Лебедь Х-1, LMC Х-3, 0X339-4 и др. (раздел 8.2), так и рентгеновских новых (раздел 8.3). Новые особенно показательны, поскольку позволяют проследить »волюцию спектра одного и того же источника, по мере падения темпа аккреции более чем на два порядка величины. Отмечено, что два класса долгоживу-щих рентгеновских транзиентов ("мягкие" и "жесткие" новые), вероятно, отличаются лишь величиной максимального темпа аккреции, реализуемого в момент максимума блеска.

В разделе 8.4 получены ограничения на свъгимость "мягкой" компоненты излучения диска я недоступных для наблюдений мягком рентгеновском и KUV диапазонах в то время, когда источник находится в "жестком" состоянии. В рамках Модели стан-

ЭНЕРГИЯ (кэВ) ЛцДэВ)

Рпс. И. Слеза: Спектры излучения, формирующиеся при комптонизации фотонов с энергией Лщ = 100 эВ в облаке высокотемпературной кТе = 57 кэВ плазмы. Изменяя оптическую толщу облака по томсоновскому рассеянию, можно воспроизвести жесткие рентгеновские спектры кандидатов в черные дыры как в "низком" (а ~ 1.6), так и в "сверхвысоком" (а ~ 2.5) состояниях. Справа: Эффективность комптонизации (отношение светимости облака горячей плазмы к светимости источника низкочастотных фотонов в зависимости от энергии фотонов). Кривые соответствуют разной спектральной жесткости о формирующегося рентгеновского излучения. Изменения в а связаны с изменениями в оптической толще облака.

дартного "многоцветного" диска был рассчитан вклад "мягкой" компоненты в поток на 3 кэВ для разных источников и проведено его сравнение с результатами измерений при помощи телескопа АРТ-П. Показано, что светимость в этой компоненте никогда не превосходит светимость источника в жестких рентгеновских лучах, а потому не может повлиять на сделанный выше вывод.

В разделе 8.5 объяснено различие спектров жесткого излучения, наблюдавшихся у новой в созвездии Мухи во время двух состояний: в "сверхвысоком" (двухкомпо-нентном) состоянии, когда жесткий спектр был степенным с наклоном о ~ 2.5, и в "низком" состоянии, когда он был более плоским (п ~ 1.6) в диапазоне Лу < СО кэВ и экспоненциально обрывался на высоких энергиях (рис. 11). Обсуждена эффективность комптонизации в каждом из этих случаев. Сравнение светнмостей мягкой и жесткой компонент излучения новой в созвездия Муха во время "сверхвысокого" состояния, показывает, что лишь ничтожная (менее 1%) доля фотонов мягкой компоненты могла участвовать в г.омптонизации. Это доказывает, что жесткое излучение

ЭНЕРГИЯ (кэВ)

Рис. 12. Спектры новых рентгеновских источников 61151734-292, 01151736-297 и 01)51747-312. обнаруженных с помощью телескопа АРТ-П в области центра Галактики. Наблюдения ОЯБ1747-312 были выполнены 9-10 сентября 1990 г.. 61151734-292 - 6 октября. Приведенный спектр 6Й51736-297 является его средним (по этим двум сеансам) спектром.

источника в этом состоянии сформировалось в небольшой по площади области диска, геометрически отделенной от области основного энерговыделения.

В разделе 8.6 сформулированы основные выводы проведенного анализа и Представлен сценарий дисковой аккреции, совместимый с наблюдениями.

В Главе 9 представлены результаты анализа популяции рентгеновских источников в области Галактического центра по данным телескопа АРТ-П.

Уже первые наблюдения этой области обсерваторией ГРАНАТ, выполненные в 1990 г., показали, что только два нз почти двух десятков рентгеновских источников, зарегистрированных телескопом АРТ-П в поле размером в'хБ0, остаются яркими и в жестком диапазоне телескопа СИГМА. Эти источники, хорошо известный 1Е1740.7-2942 и обнаруженный в ходе этих наблюдений 01151758-258. были включены в список кандидатов в черные дыры из-за подобия их рентгеновских свойств свойствам источника Лебедь Х-1.

В этой главе обсуждается необходимость включить в список кандидатов в черные дыры еще, по крайней мере, пять более слабых рентгеновских источников этой области. Это, прежде всего, 1Е1742.5-2859. положение которого с точностью до минуты дуги согласуется с положением Бр А*, компактного радиоисточиика, отождествленного с ядром нашей Галактики. Затем, это два новых жестких источника. ОЙБ1734-292 и 0Г?51736-297, обнаруженных с помощью телескопа АРТ-П осенью

1990 г. (позже рентгеновское излучение от GRS1734-292 было зарегистрировано телескопом СИГМА и телескопом высокого разрешения обсерватории РОСАТ). И, наконец, это два обычно очень слабых источника, KS1732-273 и SLX1735-269. В соответствии с данными телескопа АРТ-П все эти источники, за исключением KS1732-273, характеризуются жестким степенным спектром излучения с наклоном а ~ 1.0-2.0 (рис. 12). Ни от одного из них никогда не наблюдались рентгеновские всплески, не было зарегистрировано пульсаций потока излучения.

KSI732-273 имеет самый/мягкий спектр излучения из всех рентгеновских источников области Гaлaктич¿C!^oгo центра. Ею аппроксимация с помощью закона тормозного излучения оптически тонкой плазмы дала температуру кТ г; 2.5 кэВ, такую же, какой характеризуется сг.-^ктр излучения известного "мягкого" кандидата в черные дыры LMC Х-1. Спектры типичных источников этой области - рентгеновских барстеров и так называемых Z-источников - характеризуются температурами кТ ~ 5-7 кэВ.

Часть 3 диссертации посвящена исследованию мелкомасштабной структуры рентгеновского излучения скоплений галактик. Для этого разработан новый метод анализа рентгеновских изображений, основанный на преобразовании вейвлет.-;.

В Главе 10 дано описание нового метода н представлены результаты его использования для анализа рентгеновских изображении скопления галактик А1367, полученных телескопами обсерватории им. А. Эйнштейна и обсерватории РОСАТ.

А1367 - одно из ближайших к нам скоплений галактик. Именно у него впервые была обнаружена рентгеновская структура - области излучения повышенной яркости с размерами (~ 1 мин. дуги), заметно превышающими размеры точечных (неразрешенных) источников. Поскольку положение большей части из этих особенностей совпало с положениями галактик скопления, был сделан вывод о том, что наблюдаются рентгеновские "короны" галактик - концентрации газа вблизи отдельных галактик или их групп. Эти особенности были обнаружены на пределе чувствительности рентгеновских наблюдений, их существование и то, что они действительно являются протяженными, было подтверждено лишь в ходе данной работы.

Преобразование вейвлет позволяет разложить оригинальное рентгеновское изображение на набор независимых изображении, каждое из которых характеризуется своим собственным масштабом неоднородности (раздел 10.1). Так, на рис. 13 на вейвлет-изображении масштаба, соответствующего ширине функции отклика телескопа, видны только неразрешенные источники, на изображениях большего масштаба сначала проявляются протяженные источники (рентгеновские особенности), а затем собственно диффузное излучение скопления. Важно, что преобразование вейвлет позволяет автоматически удаль ь из изображения вклад фонового и диффузного из-

»-го- • ■ . , • ■ • < ( •

Ш-4СГ ' «в* О • . в • 0 0 ■ • • • • ® . . в О q 0 * 0 9 4,0 0 © 0 в О

• -ЮСГ ^ W ф> /т

Рис. 13. Карты отношения сигнала к шуму для оригинального рентгеновского изображения скопления Л1367 (полученного обсерваторией РОСАТ и сглаженного при помощи гауссовой функции с шириной а — 1') и изображений в пространстве вейвлет для разных значений масштабной переменной а = 20", 40", 80", ICO" и 480". Контуры показаны на оригинальном изображении на уровне 6, 8, 10, ...стандартныхотклонений, на вейвлет-изображениях со шкалой а = 20", 40", 80" и 160" на уровне 3, 4, 5, 6, 6, 10,.. .стандартных отклонений, на изображении с максимальной шкалой а = 480" на уровне 3, 8, 13,... стандартных отклонений.

лучения, что представляет собой крайне сложную задачу при стандартном методе обработки. В разделе 10.2 описывается процедура детектирования рентгеновских источников путем анализа вейвлет-изображений (поиск, локализация, определение статистической достоверности и интенсивности). Величина отношения сигнала к шуму (S/N), необходимая для того, чтобы считать обнаруженный на вейвлет-изображении источник достоверным, была определена путем численного моделирования (методом Монте-Карло). Рассчитанные калибровочные кривые могут быть использованы для анализа изображений разных площадок неба, полученных при их наблюдении приборами разной чувствительности с разным временем экспозиции.

В разделе 10.3 описывается основанный на преобразовании вейвлет метод для определения протяженности (углового размера) рентгеновских источников. Использовался тот факт, что при преобразовании вейвлет мнфорация о размере источника

ь ■ ' ■ ?■? ; ; | : ■ | ■ 11 ■

_ р-1-..-..,, , П , , , . I , | .г- Г-Г-

•з- в - ЕШТЕШ/КШ -

(5 • источник р4

Л - ч о источник еб

1 / N :

О--*

в

ПОЗАТ/РБРС -

Рис. И. Зависимость вейвлет-амплитуды от величины масштабного параметра о для двух рентгеновских источников (протяженного "еб" и неразрешенного "р4"), обнаруженных в скоплении А1367. Данные прибора РБРС обсерватории РОСАТ и телескопа с высоким разрешением НШ обсервато-... ■ рии им. А. Эйнштейна. Предсказанное поведение показано сплошными линию..и.';Рисунок демонстрирует также преимущества, которые дает телескопу хорошее угловое разрешение в случае, если необходимо отличить протяженный источник от точечного.

ю

100

а (сек. дуги )

преобразуется в величину вейвлет-коэффнциентов. Мы предположили, что форма источника на рентгеновском изображении (как естественная, так и связанная с функцией отклика прибора) может быть аппроксимирование 2-мерным гауссианом. В этом случае зависимость его амплитуды на вейвлет-изображении от масштабного параметра выражается аналитически. Сравнив амплитуды источника, измеренные на изображениях, соответствующих разному масштабу, с предсказанным поведением, можно определить параметры гауссиана - ширину на полувысоте и интенсивность (рис. 14). Отметим, что телескопы косого падения характеризуются сильным ухудшением углового разрешения при удалении от оси зеркальной системы. Метод оказался настолько удачным, что позволил учесть этот эффект и отделить действительно протяженные источники от размазанных из-за плохого разрешения. Для калибровки использовалось изображение Глубокого Обзора обсерватории РОСАТ, в популяции источников которого доминируют неразрешенные источники.

Проведенный с использованием нового метода анализ рентгеновских изображений скопления А1367, полученных обсерваторией РОСАТ и обсерваторией им. А. Эйнштейна (результаты представлены в разделах 10.4 и 10.5), выявил 16 протяженных рентгеновских источников с размером, превышающим ширину функции отклика телескопа, 9 из которых были отождествлены с галактиками скопления. Била измерена светимость этих источников и получены оценки массы излучающего газа. Высказаны предположения об их природе и кратко обсуждены возможные астрофизические следствия их обнаружения.

а=2.б' ♦ в С/В17М-»7 1С1»д7.п<> & @ • О «Л«/"-»! »17.»-!».'* О КЯА* 0 + * Ф

(У а=5' ♦ 0 0 © ° © ° ф о © © 0 в 9 0 О Д

Рис. 1Б. Карты отношения сигнала к шуму для изображения поля Галактического центра,' получен- го телескопом АРТ-П (свернутого с функцией отклика прибора), и трех его вейвлет-изображений, соответствующих разным значениям масштабного параметра, а = 2.5', 5' и НУ. Контуры показаны на уровне 3, 4, 5, б, 8, 10,... стандартных отклонений.

В Главе II мы используем разработанный на основе преобразования вейвлет метод для анализа рентгеновских изображений, полученных телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ. Телескоп работает в более жестком диапазоне, чем приборы обсерватории им. А. Эйнштейна и спутника РОСАТ, поэтому в большинстве случаев с помощью него наблюдались компактные (неразрешенные) источники. Тем не менее, использование преобразования вейвлет оказалось крайне полезным, позволив существенно упростить процедуру вычитания фона.

Основной проблемой, с которой приходится сталкиваться при обработке данных телескопов с кодированной апертурой (АРТ-П, СИГМА и др.), является неоднородное распределение фона по детектору. В этих приборах фон связан, в основном,

С присутствием заряженных частиц и бывает, как правило, много выше по краям, чем в центральной области детектора. При восстановлении изображения неоднородность фона приводит к ложным крупномасштабным особенностям на изображении. В случае телескопа АРТ-П для устранения подобных особенностей обычно используется сложный метод, основанный на разном поведении (прн вращении спутника во время сеанса) потока прошедших через кодирующую маску и коллиматор фотонов от источника и фоновой скорости счета заряженных частиц. Преобразование вейвлет позволяет сделать это более простым способам.

При этом используется способность преобразования вейвлет к выделению на рентгеновском изображении неоднородностей только заданного характерного масштаба. В левой верхней части рис. 15, на которой представлено изображение поля Галактического центра, полученное телескопом АРТ-П б октября 1990 г., хорошо видна широкая полоса, связанная с неоднородностью фона. В то же время на вейвлет-изображении этого поля масштаба а = 5', который соответствует ширине функции отклика телескопа, никаких признаков присутствия фона нет.

В последнем разделе главы детально описаны особенности метода, появляющиеся при его использовании для анализа изображений, полученных телескопами с кодированной апертурой. Посредством численного моделирования (методом Монте-Карло) определен порог отношения сигнала к шуму, при котором обнаруженный на вейвлет-изображении источник может считаться достоверным.

В настоящее время практически все изображения, публикуемые в работах по результатам наблюдений телескопа АРТ-П, получены с использованием метода на базе преобразования вейвлет.

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. В работе рассчитаны спектры регтгеновс.<ого и гамма-излучения сверхновой 1987А. Показано, что жесткое излучение СН 1987А, зарегистрированное модулем КВАНТ, является следствием комптоновского рассеяния гамма-квантов, образующихся прн распаде радиоактивного беСо, на холодных электронах оболочки.

2. Указаны факторы, влияющие на сроки появления, интенсивность и форму спектра рентгеновского излучения и излучения з гамма-линиях прямого вылета: отличия геометрии оболочки от сферической, неоднородности в распределении вещества (клочкопатость) и элементов группы железа, сильное перемешиваьле радиоактивных элементов г.о обт: г/ оболочки. Применение модели с перемешиванием

кобальта для интерпретации результатов наблюдений СН 1987А обсерваторией РЕНТГЕН на модуле КВАНТ позволило восстановить распределение 56Со в оболочке сверхновой. ?

3. Получены аналитические формулы (в.рамках-диффузионного приближения по пространству и фоккер-планковского приближения "по энергии), описывающие комптонизашно гамма-квантов в'сферически-симметричном облаке с однородным распределением плотности.

4. Проведены расчеты искажений спектра излучения звездного остатка (молодого пульсара, аккрецирующих нейтронной звезды или черной дыры), возникающих при его прохождении через оболочку сверхновой. Исследована роль радиоактивных изотопов 57Со и "Na в формировании спектра рентгеновского излучения сверхновой на поздних стадиях разлета оболочки. В результате сравнения рассчитанных спектров с данными модуля КВАНТ получен верхний предел на отношение обилий 57Со/мСо в оболочке.

5. Проведены расчеты отклонения болометрической (оптической и инфракрасной) кривой блеска СН I987A от экспоненциального закона с характерным временем спада ~ 111 дней - временем распада радиоактивного 50Со, связанные с выходом заметной доли светимости из оболочки в виде жесткого излучения, светимостью звездного остатка и энерговыделением при распаде других, отличных от £6Со, радиоактивных элементов. Сделан вывод, что присутствие под оболочкой любого из названных дополнительных источников излучения раньше всего проявится в отклонении кривой блеска сверхновой от экспоненциального закона.

6. Рассчитана зависимость от радиуса темпа нагрева вещества оболочки в результате взаимодействия с жестким рентгеновским и гамма-излучением. Учитывались потери энергии фотонами из-за эффекта отдачи при комптоновских рассеяниях н вследствие фотоионнзации К-электроноа элементов группы железа. Темп нагрева определяет функцию источников для моделей оптического и инфракрасного излучения сверхновой.

7. Представлены результаты наблюдений рентгеновской новой в созвездии Лисичка 1988 г. прибором ГСПС орбитальной обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ. Показано присутствие в рентгеновском спектре источника двух компонент излучения: мягкой с температурой ~ 2 кэВ (тепловое излучение аккреционного диска) и жесткой степенной, появляющейся в результате комптонизацин мягких фотонов в горячей плазме центральных областей диска. Приведены доводы в пользу того, что аккрецирующий объект в этом источнике является черной дырой.

8. Проведены детальные расчеты методом Монте-Карло спектра рентгеновского и гамма-излучения источника Лебедь Х-1 в рамках модели комптонизации. В результате сравнения рассчитанных спектров с данными обсерватории ГРАНАТ определены параметры излучающей области, аккреционного диска (кТл с; 57 кэВ, полутолщина диска-по трмсоновскому рассеянию, тт1.0). Дано объяснение противоречиям,.'накопившимся при интерпретации результатов жестких рентгеновских экспериментов ло исследованию этого источника. .

9. С помощью телескопа АРТ-П обсерватории ГРАНАТ обнаружены квазиперио-днческие осцилляции рентгеновского излучения двух кандидатов в черные дыры, GX339-4 и рентгеновской новой в созвездии Муха 1Э91 г. (GRS 1124-684). GX339-4 был вторым (после LMC Х-1) кандидатом и -.с'рные дыры, у которого обнаружены квазипериодические осцилляции. Обнаружение осцилляций показало, что это явление, скорее всего, связано с развивающейся неустойчивостью самого диска и что для его объяснения не требуется у компактного объекта наличия магнитосферы или твердой поверхности.

10. Представлены результаты наблюдений телескопом АРТ-П кандидата в черные дыры GX339-4 и новой в созвездии Мухи 1991 г. и исследованы рентгеновские свойства этих источников в разных спектральных состояниях.

11. Спектральная переменность этих и других компактных рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры - исследована в зависимости от темпа аккреции. Показано, что в отличие от существующих моделей дисковой аккреции "жесткое" состояние источников, во время которого их спектр подобен стандартному спектру Лебедя Х-1, всегда наблюдается при меньшнх темпах аккреции, чем "мягкое". По данным телескопа АРТ-П получены ограничения на светимость кандидатов в черные дыры в мягком рентгеновском и EUV диапазонах во время их "жесткого" состояния. Обсужден возможный сценарий дисковой аккреции на черную дыру, совместимый с наблюдениями. Высказано предположение, что два типа долго-живущих рентгеновских транзиентов ("жесткие" и "мягкие" новые) отличаются лишь величиной максимального темпа аккреции, реализуемого в момент максимума их рентгеновского блеска.

12. Приведены аргументы в пользу того, что жесткое рентгеновское излучение кандидатов в черные дыры, наблюдаемое во время их сверхвысокого и ' низкого состояний, имеет разное происхождение (формируется при разных режимах аккреции). В рамках модели комптонизации проведены расчеты спектров излучения, соответствующих разным состояниям, и определены параметры излучающей области. Показано, что в "сверхвысоком" состоянии жесткое излучение формиру-

ется в ограниченной по размерам, вероятно, центральной области аккреционного диска, тогда как в "низком" - излучает весь-диск (или его значительная часть/.

13. Проведен сравнительный анализ широкополосных;спектров кандидатов в черные дыры и анализ их быстрой (минуты, секунды) переменности в рентгеновских лучах. Отмечено удивительное единообразие их свойств в "низком" ("жестком") спектральном состоянии, разработаны ;методы диагностики черных дыр по их жестким рентгеновским свойствам. ,

14. Представлены результаты спектроскопии и анализа долговременной переменности рентгеновского излучения 1Е1740.7-2942, обсуждены эффекты рассеяния и поглощения его излучений ;ij облаке холодного молекулярного газа. Показано, что если 1Е1740.7-2942 действительно находится внутри облака, вблизи него должна существовать зона ионизованного водорода, радиоизлучение которой могло бы быть обнаружено. Получены сильные ограничения на интенсивность ультрафиолетового излучения источника.

15. В области Галактического центра с помощью телескопа АРТ-П обнаружены пять новых рентгеновских источников, GRS1734-292, GRS1736-297, GRS 1741.9-2853, GRS 1747-312 и GRS1768-258.

16. По данным телескопа АРТ-П проведен анализ популяции рентгеновских источников о этой области. Предложено включить d список кандидатов в черные дыры еще пять слабых рентгеновских источников.

17. Разработан новый метод, на базе преобразования вейвлет, для анализа рентгеновских изображений и исследования мелкомасштабной структуры рентгеновского' излучения скоплений и групп галактик.

18. С помощью нового метода поданным обсерватории РОСАТ и обсерватории им. А. Эйнштейна подтверждено существование областей повышенной яркости рентгеновского излучения в скоплении галактик А1367. В результате отождествления большинства из таких областей с галактиками скопления был сделан вывод о концентрации горячего газа вблизи отдельных галактик или групп галактик.

Основные публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано более 70 работ. Основные результаты содержатся

в работах:

1. Гребенев С.А., Сюняев P.A. "Ожидаемое рентгеновское излучение от сверхновой 1987А. Расчеты методом Монте-Карло", Письма в АЖ, 13, 945-963 (1987).

2. Sunyaev, R., Kaniovsky, A., EIremov, V., Gillanov, M„ Churazov, E., Grebenev, S., Kuznetsov, A., Melioranskiy, A., et al. "Discovery of hard X-ray emission from supernova I937A", Nature, 330, 227-229 (1987)..

3. Сюняев P., Кашюпскнй А., Ефремов В., Гильфанов M.,- Чуразов Е., Гребе«ев С., Кузнецов А., Мелиоранскнй А., и др. "Обнаружение''жесткого рентгеновского излучения- сперхновбй 1987А. Предварительные результаты модуля КВАНТ", Письма в АЖ, 13, 1027-1011 (1987).

4. Гребенев С.А., Сюняев Р.А. "Ожидаемое рентгеновское излучение от сверхновой 1987А. Аналитическое рассмотрение", Письма в АЖ, 13, 1042-1054 (1987).

5. Гребенев С.А., Сгониев Р.А. "Ожидаемое рентгеновское излучение от сверхновой I987A", Препринт ИКН, №1358 (1988).

6. Сюняев Р.,' Ефремов В„ Каниовский А., Степанов Д., Юнин С., Кузнецов А.-, Лозников'В-, Мелиора.нокий А., Родин В., Прудкогляд А., Гребенев С., Реппин К. и др.' "Увеличение потока жесткого рентгеновского излучения от сверхновой 1987А по данным приборов ГЕКСЁ и Пульсар Х-1 обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ", Письма в Л>К,. 1.4,'579-590. .(1988).

7. Гребенев С.А., Сюняев Р.А. "Выход, жесткого, излучения из оболочки и оптическая светимость сверхновой 10а7А", У7ирь.-\(й а.уЩ, 14; 675-691 (1988).

8. Сюняев Р.А., Лапшов И.Ю., Гребенев С.А., Ефремов'В.В., Каниовский А.С., Степанов Д.К., Юнин С.Н., Гаврилова Е.А., и др. "Обнаружение жесткой компоненты излучения в спектре рентгеновской новой в созвездии Лисичка. Предварительные результаты модуля КВАНТ", Письма в АЖ, 14, 771-786 (1988).

9. Гребенев С.А., Сюняев Р.А. "Сверхновая 5S87A: возможные сценарии эволюции спектра жесткого рентгеновского излучения", Письма в АЖ, 14, 1066-1078 (1988).

10. Сюняев Р.А., Каниовский А.С., Ефремов В.В., Гребенев С.А., Кузнецов А.В., Лоз-ников В.М., Мелиоранскин А.С., Энгелхаузер Я. и др. "Падение потока жесткого рентгеновского излучения сверхновой 1987А. Данные модуля КВАНТ", Письма в АЖ, 15, 291-300 (1989).

11. Efremov, V.V., Grebenev, S.A., Kaniovsky, A.S., Kuznetsov, A.V., Lapshov, I.Yu4 Sunyaev, R.A., Smith, A., Parmar, A.N., et al. "The X-ray spectrum of Noya.Vijli 1988. MIR-KVANT data", in the Proc. 23d ESLAB Symposium "On Two Topics in-X-Ray Astronomy" (eds. J.Hunt, B.Battrick), 1, 15-17 (1989).

12. Sunyaev, R.A., Erremov, V.V., Kaniovsky, A.S., Grebenev, S.A., Reppin, C., P.ietAch, W„ et al. "Upper limit on Co-57 abundance in SN1987A according to th^KVANT data", in the Proc. 23d ESLAB Symposium "On Two Topics in X-Ray Aitronomy" (eds. J.Hunt. B.Battrick), 1, 17-18 (1989).

13. Grebenev, S.A., Sunyaev, R.A. "Supernova 1987A: the hard X-ray ami gamma-ray spectrum formation". Прег- ннт ИКИ, №1560 (1989).

14. Сюняев P.A., Каниопский A.C., Ефремов В.В., Гребенев С.А., Кузнецов A.B., Энглхаузер Я., Деберайнер С., Питч В. и др. "Жесткое рентгеновское излучение от сверхновой 1987А. Результаты наблюдений обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ в 1987-1989 гг.", Письма в АЖ, IG, 403-415 (1990).

15. Sunyaev, R„ Churazov, E„ Gilfanov, M„ Pavllnsky, M„ Grebenev, S.,Dekhanov, I., Kuznetsov, A., Yamburenko, N.. et al., "GRANAT Images of the Galactic center region in the 4-1300 keV band: localization of the possible candidate for 511 keV source", in the AIP Conf. Proc. 232 "Oamma-Ray Line Astrophysics" (eds. P.Durouchoux, N.Prantzos), Paris-Saclay, 29-41 (1990).

16. Sunyaev, R„ Grebenev, S., Kaniovsky, A., Efremov, V, Kuznetsov, A, Pavllnsky, M., Yamburenko, N. "Hard X-rays from Supernova 1987A: results of MIR-KVANT and GRANAT in 1987-1990 and expectations", in the AIP Con}. Proc. 232 "Gamma-Ray Line Astrophysics" (eds. P.Durouchoux, N.Prantzos), Paris-Saclay, 211-217 (1990).

17. Sunyaev, R., Grebenev, S., Pavünsky, M„ Babalyan, G„ Dekhanov, I., Markevich, M., Yamburenko, N. "X-ray images of Supernova 1987A field. ART-P/GRANAT observations In 1990", In the Proc. ESO/EIPC Workshop 37 "SN1987A and other Supernovae" (eds. I.J.Danziger, K.Kjar), Marciana Marina. 489-497 (1990).

18. Сюняев P., Павлинскнй M., Гильфанов M., Чуразов E., Гребенев С., Маркович M., Деханов И., Ямбуренко Н. и др. "Наблюдения зоны Галактического центра в диапазоне 4-30 кэВ рентгеновским телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ. Предварительные результаты", Письма в АЖ, 17, 99-107 (1991).

19. Гребенев С.А., Сюняев P.A., Павлинский М.Н., Деханов И.А. "Обнаружение квазипериодических осцилляций рентгеновского излучения кандидата в черные дыры GX339-4", Письма в АЖ, 17, 985-991 (1991). .■ • ■

20. Sunyaev, R., Churazov, Е., Gilfanov, М„ Pavlinskii, М., Grebenev, S., Babalyan, G.,-Dekhanov, I., Yamburenko, N., et al. "Two hard X-ray sources in 100 square degrees around the Galactic center", Astron. Astrophys., 247, L29-L32 (1991).

21. Гребенев C.A., Сюняев P.A., Павлинский М.Н., Деханов И.А., Маркевич Л.А., Ямбуренко Н.С. "Рентгеновские изображения области сверхновой 1987А. Наблюдения телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ в 1990 г.", Письма в АЖ, 17,310-320(1991).

22. Grebenev, S.A., Sunyaev, R.A., Pavllnsky, M.N. "Observations of Musca X-ray Nova with the ART-P telescope aboard GRANAT: precise localization and spectral variability", In Proc. "Workshop on Nova Muscae 1991" (ed. S.Brandt), Lyngby, 19-50 (1991).

23. Grebenev, S.A., Sunyaev, R.A., Pavünsky, M.N., Dekhanov, I.A. "X-ray images of Supernova 1987A field obtained with telescope ART-P on board GRANAT In 19901991", in the Proc. 28th Yamada Conf. "Frontiers o[ X-ray Astronomy" (eds. Y.Tanaka, K.Koyama), Univ. Academy Press, Nagoya, 255-256 (1991).

24. Grebenev. S„ Sunyaev, R„ Pavlinsky, M., Dekhanov I., "Detection of 0.8 Hz QPOs from the black-hole candidate GX339-4 with the telescope ART-P on board GRANAT", In the Proc. 28th Yamada Conf. "Frontiers of X-ray Astronomy" (eds. Y.Tanaka, K.Koyama), Univ. Academy F.ess, Nagoya, 319-320 (1991).

25. Гребенев C.A., Скжяев P.A., Павлинскнй, M.H. "Наблюдения рентгеновской Новой в созвездии Мухи телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ: локализация н спектральная переменность., Письма в АЖ, 18, 11-29 (1992).

26. Павлинскнй М.Н., Гребенев С.А., Сюняеч Р.А. "Новые рентгеновские источники, GRS1734-292, GRS1736-297 и GRSI747-312, обнаруженные в области Центра Галактики телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ", Письма в АЖ, 10, 217-227 (1992). , ■.« ^w ., .

27. Гребенев СЛ., Павлинскнй А\.Н', Сюняев Р.А. "Рентгеновские пульсары близнецы. 1Е1145. 1-6141 и, 2S1145-619, по данным наблюдений телескопа АРТ-П обсерватории ГРАНАТ!', Пис£ма в /Щ, 18, 570-578 (1992).

28. Пзрлинскнй М.Н., Гребенев'.С.А-. Сюйпев^А.; -^Рентгеновская карта области Галактического центра', Построенная телескопом АРТ'П обсерватории ГРАНАТ", Письма в АЖ. 48, 291-302 (1992). ,Г.%.

29. Grebenev, S., Sunyaev, R., Pavlinsky, M., Churazov, E., Gllfanov, M., D'yachkov, A., Khavenson, N.. Sukhanov, K., et al. "Observations of black hole candidates with GRANAT", Astroit. Astrophys. Suppl. Ser.. 07, 281-287 (1993).

30. Gllfanov, M., Churazov, E., Sunyaev, R., Grebenev, S., Pavlinsky, M., D'yachkov, A., Kovtunenko, V., Kremnev, R., et al. "The spectra of Nova Muscae 1991 between 3 keV and 1 MeV observed with GRANAT", Astron. Astrophys. Suppl. Ser., 07, 303-307 (1993).

31. Финогенов A.B., Гильфанов M.P., Гребенев C.A., Сюняев Р.А., Чуразов Е.М., Кремнев Р.С., Суханов К.Г., Кулешова Н.Г. и др. "Наблюдения Большого Магелланова Облака в жестком рентгеновском диапазоне. Верхние пределы на поток от сверхновой 1987А", Письма в АЖ, 19, 172-180 (1993).

32. Pavlinsky, M.N., Grebenev, S.A., Sunyaev, R.A. "X-ray images of the Galactic center obtained with ART-P/GRANAT: discovery of new sources, variability of persistent sources, and localization of X-ray bursters", Astrophys. J., 425, 110-121 (1994).

33. Grebenev, S.A., Sunyaev, R.A., Pavlinsky, M.N. "Observational constraints on the models of disk accretion onto a black hole", In the AIP Conf Proc. 308 "The Evolution of X-ray Binaries" (eds. S.S.Holt, C.S.Day), New York, 61-66 (1994).

34. Churazov, E., Gilfanov, M., Sunyaev, R., Grebenev, S„ Markevlch, M., Pavlinsky, M.. D'yachkov, A., Khavenson, N., et al. "Review of Galactic center observations with GRANAT", in Proc. 27th ESLAB Symposium "Frontiers of Space and Ground-Based Astronomy" (eds. W.Wamsteker, M.Longair, Y.Kondo), Kluwer Academic Publ., 35-46 (1994).

35. Pavlinsky, M., Grebenev, S., Sunyaev, R. "Observations of the Galactic center field with the ART-P telescope aboard GRANAT", In the Proc. Symposium "New Horizon of X-ray Astronomy" (ed. F.Makino), Tokyo, Univ. Academy Press, 499-500 (1994).

36. Лутовинов A.A., Гребенев C.A., Сюняев P.A., Павлинский М.Н. "Тайминг рзнт-геновских пульсаров телескопом АРТ-П обсерватории ГРАНАТ в 1990-1992 гг.", Письма в АЖ, 20, 631-659 (1994).

37. Grebenev, S., Pavlinsky, М„ Sunyaev, R. "Observations of hard Galactic center source 1E1740.7-2942 with ART-P/GRANAT", Adv. Space Res., IS, (5)115 (5)118 (1995).

38. Grebenev, S.A., Sunyaev R.A., Pavlinsky, M.N. "Spectral states of Galactic black hole candidates. Results of observations with ART-P/GRANAT", Ado. Space Res., 17 (1995).

39. Grebenev. S., Pavlinsky, M., Sunyaev, R. "X-ray Imaging with ART-P/GRANAT. Application of the Wavelet Transform", In the Proc. Workshop on "Imaging In High Energy Astronomy" (ed. L.Bassani) (1995).

40. Grebenev, S.A., Forman, W„ Jones, C., Murray, S. "Wavelet transform analysis of the small-scale X-ray structure of the cluster A1367", Astrophys. J., 44Б, 607-623 (1995).

В экспериментальных работах 2, 3, 6, 10, 12, 14 автор отвечал только за интерпретацию результатов наблюдений, в работах 8, 11 он был ответственным еще н за обработку данных прибора ГСПС обсерватории РЕНТГЕН на модуле КВАНТ, а в более поздних работах (по результатам наблюдений обсерватории ГРАНАТ) - за обработку данных прибора АРГ-П.

055/02/2 Ротапринт ИКИ РАН

Москва. 117810, Профсоюзная. 84/32

Подписано к печати 9.12.95

Заказ 158

70x108/32

Тираж 100

1,5 уч.-изд.л.