Сейфертовские галактики первого типа с узкими линиями - активные ядра в спиральных галактиках с псевдобалджами тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

российская академия наук физический институт им п.н. лебедева астрокосмический центр

На правах рукописи УДК 524.74, 524.77, 524.7-1/-8, 524.7^33^524.7-52

Ермаш Андрей Александрович

СЕЙФЕРТОВСКИЕ ГАЛАКТИКИ ПЕРВОГО ТИПА С УЗКИМИ ЛИНИЯМИ - АКТИВНЫЕ ЯДРА В СПИРАЛЬНЫХ ГАЛАКТИКАХ С ПСЕВДОБАЛДЖАМИ

01.03.02 - астрофизика и звездная астрономия

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

11 НОЯ 2014

005556114

Москва - 2014

005556114

Работа выполнена в Астрокосмнческом центре Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физического института им. П.Н.Лебедева РАН (АКЦ ФИАН).

Научный руководитель: Комберг Борис Валентинович — доктор физико-математических наук, Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН / г. Москва, заведующий лабораторией АКЦ ФИАН.

Официальные оппоненты:

Чернин Артур Давыдович — доктор физико-математических наук, профессор, Государственный Астрономический Институт им. П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова / г. Москва, главный научный сотрудник.

Верходанов Олег Васильевич — доктор физико-математических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук" (CAO РАН) / пос. Нижний Архыз, ведущий научный сотрудник.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г. Санкт-Петербург.

Защита состоится 29 января 2015 года в 14:00 на заседании диссертационного совета Д002.023.01 Физического института им. П.Н.Лебедева РАН по адресу: г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 84/32, Институт космических исследований РАН, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д.53 и на сайге http://www.asc-lebedev.ru в разделе "Диссертационный совет".

Отзывы направлять по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 53, ФИАН (АКЦ), диссертационный совет Д002.023.01, с копией в pdf-формате на адрес dissovet@asc.rssi.ru.

Автореферат разослан « » ноября 2014 года. Ученый секретарь диссертационного совета, д.ф.-м.н.

Ю.А. Ковалев

1. Общая характеристика работы

Актуальность работы

Сейфертовские галактики принято разделять на два типа. К первому типу относят объекты с широкими разрешёнными линиями, такими как, например, НуЗ, которые намного шире запрещённых (например [01П]Л5007А). У Сейфертов-ских галактик второго типа ширина разрешённых линий такая же, как и запрещённых. Численная граница как правило принимается равной 1000 - 1200 км/с. Очень важным является то, что у Сейфертовских галактик первого типа присутствует также и узкая компонента разрешённых линий. Промежуточные типы определены по степени выраженности широкой компоненты.

Для обозначения рассматриваемых в этой диссертации сейфертовских галакик первого типа с узкими линиями используется сокращение NLS, общепринятая в англоязычной литературе аббревиатура Narrow Line Seyfert 1 Galaxies. Ключевым отличием является то, что у таких активных ядер ширина широкой компоненты разрешённых линий является относительно узкой. Как правило, в качестве NLS классифицируются активные ядра, у которых FWHM(H/3)<2000km/c. NLS демонстрируют ряд интересных свойств. У них отличаются свойства родительских галактик, как в целом, так и в центральных областях. Их балдж, судя по имеющимся на настоящий момент результатам, всегда является псевдобалджем. Свойства центральной машины NLS также имеют ряд существенных отличий от классических Syl. Чёрные дыры в таких ядрах обладают меньшими массами и, чему появляется всё больше свидетельств, высокими моментами вращения.

Однако, ни по одному из вышесказанных утверждений нет окончательной ясности. На конференциях, посвящённых NLS, в идущих последовательно докладах зачастую высказываются диаметрально противоположные точки зре-

ния. В литературе также нет единого мнения по многим вопросам. Наблюдается рост интереса к NLS в мировом научном сообществе, о чём можно судить по растущему количеству публикаций. Необходимость изучения этого необычного класса активных ядер и обуславливает актуальность темы данной диссертации.

Цель диссертационной работы

Как в российской, так и в зарубежной литературе существуют различные взгляды на природу феномена NLS, зачастую диаметрально противоположные.

1. Поэтому первой целью было поставлено составление обзора публикаций на интересующую нас тематику и сведение огромного количества опубликованной информации в непротиворечивую картину.

2. До настоящего момента в литературе не было публикаций, посвещённых функции светимости NLS, откуда проистекает задача её построения. Функция светимости (LF) является важным инструментом для изучения определённого класса объектов, и позволяет судить об эволюции рассматриваемой популяции.

3. Вопросу связи активности ядра с окружением родительской галактики посвящено множество работ. Однако нет ясности касательно того, как феномен NLS связан с плотностью окружения. Откуда проистекает задача изучения связи пространственных концентрациий NLS и BLS, а также их отношения с плотностью окружения.

4. Существующей классификации активных ядер (AGNI/II), на наш взгляд, недостаточно. Необходимо выделить ещё один тип AGN. Задачей являлось выделение ключевых критериев, позволяющих уточнить существующую классификацию и выделить новый тип активных ядер — AGN III, типичными представителями которого являются NLS.

Научная новизна работы Основными новыми элементами исследования являются:

1. Разработан новый метод вычисления функции светимости, учитываю-

щий наличие крупномасштабной структуры Вселенной и связанную с ней переменность средней плотности галактик на единицу объёма в масштабах скоплений и сверхскоплений.

2.Впервые получена функция светимости NLS. Так же для проверки получена LF Syl, которая демонстрирует согласие с некоторой частью опубликованных LF из литературы, а так же на больших светимостях демонстрирует ожидаемое поведение, переходя в LF квазаров.

3. На основе полученной LF в запрещённой линии кислорода [011ЦЛ5007А построена рентгеновская LF для диапазона 0.5-2кэВ. Такая предсказанная LF для Syl демонстрирует согласие с реально наблюдаемой лучше, чем в работах многих авторов.

4. Доля NLS среди Сейфертовских галактик не является постоянной, вместо этого она демонстрирует пик при определённой светимости. Хотя подобные результаты были высказаны в нескольких работах, впервые это сделано на основе функции светимости, что подразумевает учёт систематических эффектов выборки.

5. Впервые была изучена связь между пространственной концентрацией NLS и BLS и плотностью окружения на масштабах ячейки крупномасштабной структуры. NLS и BLS составляют некоторую долю всех галактик, в широких пределах не зависящую от плотности Вселенной. Все это свидетельствует в пользу того, что активность NLS обусловлена в первую очередь внутренними процессами, а не внешними взаимодействиями.

6. Обоснована недостаточность общепринятой классификации активных ядер на AGNI/II на основе только лишь присутствия в их спектрах широких разрешённых линий. Показано, что разумно ввести дополнительные критерии классификации и впервые предложено выделить новый отдельный тип — AGN III. AGN III представляют собой, в отличие от AGN I/II, ядра спиральных га-

лактик с псевдобалджами и чёрными дырами относительно малой массы.

Научная и практическая ценность работы

Новый метод получения функции светимости позволяет учитывать вариации плотности галактик на единицу объёма по причине наличия крупномасштабной структуры Вселенной. Код, написанный на языке Python, может быть использован для получения функций светимости различных типов объектов. Функции светимости, полученные разными авторами, различаются крайне значительно. Эти различия между публикациями на порядки больше, чем между функциями светимости разных типов AGN, например, Syl и Sy2. Что весьма красноречиво характеризует неудовлетворительное положение дел в данной области. Поэтому соответствие полученной LF с таковой из какой-либо работы не является критерием достоверности метода. Но существует рентгеновская функция светимости Syl, которая в достаточной степени достоверна. И полученная нами предсказанная LF в мягком рентгеновком диапазоне 0.5-2кэВ уверенно соответствует наблюдаемой, что говорит в пользу адекваности полученных в данной работе результатов.

Алгоритмы, разработанные автором, позволяют изучить зависимость пространственной плотности исследуемой группы объектов от плотности окружения. Параметр плотности окружения представляет собой отношение концентрации неактивных галактик в рассматриваемом элементе объёма к средней плотности галактик во Вселенной. Достоверность подхода автора подтверждается тем, что удалось независимо подтвердить результат из литературы, что доля красных галактик растёт с плотностью окружения, причём эта тенденции более выражена для менее массивных галактик.

Корректная классификация исследуемых объектов является важной частью любого исследования. Введённый нами новый тип активных ядер является важным уточнением существующей парадигмы предтавлений об активных

6

ядрах. Написанный обзор представляет собой достаточно полное отображение современных представлений касательно NLS и может использоваться в целях ознакомления исследователей с данной тематикой.

Апробация работы Основные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:

01. Научные сессии АКЦ ФИАН, 2011-2014, Пущино, ПРАО, Россия.

02. Актуальные проблемы Внегалактической астрономии XXVIII-XXXI, 2011-2014ГГ, Пущино, ПРАО, Россия.

03. Семинар Крымской Астрофизической Обсерватории, декабрь 2011, Крым, Украина.

04. Galaxies: Origin, Dynamics, Structure. To the memory of Vadim Antonov and Alexei Fridman. 14-18 мая 2012, Россия, Сочи пос. Лоо.

05. Nuclei of Seyfert Galaxies and QSOs - Central Engine and Conditions of Star Formation. Nov. 5-8, 2012. MPIfR Bonn, lecture hall 002.

06.42-я международная студенческая научная конференция "Физика космоса". 28 января - 1 февраля 2013, Уральский государственный университет, Коуровская Астрономическая Обсерватория, Россия.

07. Всероссийская Астрономическая Конференция ВАК-2013. 23 сентября - 27 сентября 2013, Санкт-Петербург, Россия.

08. Российская молодёжная конференция по физике и астрономии. "Физика. Спб". 23 - 24 октября 2013, Санкт - Петербург, Россия.

09.5-ая Всероссийской молодежной конференции "Фундаментальные и инновационные вопросы современной физики". 10 - 15 октября 2013, ФИАН, Москва.

Публикации

Основные результаты опубликованы в 9 работах (см. раздел "Работы авто-

pa по теме диссертации" в конце списка литературы), из которых 4 опубликованы в журналах, входящих в список ВАК, в двух из них соискатель является единственным автором.

Личный вклад автора

Во всех работах автор принимал активное участие в обсуждении и постановке задачи. Касательно результатов диссертационной работы, представленных во второй и третьей главах, построение выборки, написание программ, обработка данных и анализ полученных результатов целиком выполнены автором.

Структура и объем работы

Диссертация объемом 162 страницы состоит из четырёх глав, заключения, списка литературы и одного приложения.

2. Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показана практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.

Первая глава представляет собой обзор литературы, посвящённой NLSyl. В начале рассмотрены основные наблюдаемые спектральные характеристики, послужившие причиной выделения NLS в отдельный класс активных ядер, а именно: узкие "широкие" компоненты разрешённых линий, которые у данного класса лишь немного шире запрещённых, слабая линия [OUI] Л5007А, сильное излучение Fell. Некоторые авторы считают, что граница между NLS и BLS зависит от светимости активного ядра[ 1, 2].

Что касается наблюдаемых свойств в УФ и ИК диапазонах, то NLS име-

8

ют тенденцию быть яркими в ИК, слабыми в УФ при большей светимости в ближнем УФ, чем в коротковолновом [3]. Для NLS характерны очень крутые рентгеновские спектры, а также сильная переменность в мягком рентгеновском диапазоне[4].

Далее по ходу первой главы NLS рассмотрены как совокупность множества структур, процессов и факторов, таких как: морфология родительской галактики как на большом масштабе, так и в околоядерной области, структура BLR (области образования широких линий) и NLR (области образования узких линий), аккреционный диск, джеты, околоядерные истечения, вращение свех-массивной чёрной дыры и др. Отдельное внимание уделено текущим представлениям об эволюционном статусе объектов данного типа. Что касается окружения NLS, то о нём можно сказать только, что оно соответствует таковому для галактик с аналогичными светимостями и Хаббловскими типами.

Крупномасштабная морфология родительских галактик NLS отличается от таковой у BLS. Усреднённый Хаббловский тип родительских галактик BLS: (НТ) = 1.0, NLS: (ИТ) = 3.0 (то есть Sa и Sb соответственно)^]. Если судить по индексам Серсика и отношению В/Т, то родительские галактики NLS всегда имеют псевдобалджи, в то время как распределение п для балджей BLS имеет значительную дисперсию[6]. На всей популяции Syl (NLS и BLS) прослеживается зависимость пь от FWHM(H/J) [6]. Доля баров уменьшается с ростом FWHM(II/3) и выходит на плато для BLS[6, 7]. В работе [5] даже было сделано утверждение, что крупномасштабный бар являетя основным источником различий в Сейфертовских галактиках.

Коснёмся теперь вопроса о ядерной морфологии. Ядерные пылевые спирали присутствуют в 83% NLS и 63% BLS[5], 80%(8/10) из ядерных спиралей NLS обладают крупномасштабной двухрукавной морфологией, по сравнению с 32%(16/50) у BLS. Остальные галактики имеют ядерные спирали со множе-

ством рукавов или клочковатой нерегулярной структурой. В NLS также выше, чем в BLS, доля ядерных звёздных колец[5]. Ряд авторов получил, что в NLS выше темп звездообразования, чем в BLS, например [4]. Это, возможно, связано как раз с морфологией ядерных пылевых спиралей [5].

В настоящее время общепринятым является представление, что в центральных областях Сейфертовских галактик присутствуют: тор, аккреционный диск, BLR, NLR.

Что касается аккреционных дисков NLS и BLS, их температура выше у NLS[7], Так как светимости AGN в NLS и BLS схожи, то схожими оказываются и Rblr (Rblr 0(1 V£) [8]. На геометрию BLR существуют противоречивые взгляды. Общепринятым является предположение о сферической симметрии[9]. Некоторые авторы выдвигают гипотезу дисковой геометрии BLR, но такое объяснение имеет ряд проблем. Были выдвинуты и довольно специфические гипотезы, как, например, что облачка газа BLS движутся по вытянутым прецессирующим эллипсам [10].

Область образования узких линий (NLR) связана с истечением вещества из NLS. Если перенести отсчёт скорости на линию [ОЩЛ3727А, то получится, что истечения в [OIII]/15007Â присутствуют, когда скорость, определяемая по Fell принимает околонулевые значения. Это свидетельствует об ортогональности областей излучения этих линий. Fell излучается в диске, [OIII] в полярном коническом истечении. Т.е. некоторая доля NLS действительно наблюдается с полюса [11, 12].

Мазеры в NLS заслуживают особого внимания. По утверждению авторов работы [13], доля обнаружений мазеров в NLS аномально высока. Основываясь на имеющихся спектрах, авторы делают вывод, что источником мазерного излучения являются или истечения, или джет, причём первая гипотеза, по их мнению, предпочтительнее.

Авторы работы [14], используя масштабирование микроквазаров до масс чёрных дыр в ядрах активных галактик получили, что NLS соответствуют режиму аккреции soft-high. Доля радиогромких NLS (RL NLS) среди NLS в целом меньше, чем доля RLQ среди квазаров [15]. RL NLS чаще всего компактные объекты, с крутым спектром, обладают общими свойствами с ранее известным классом CSS. RL NLS это просто NLS с релятивистскими джетами, во всех остальных смыслах они являются обычными NLS. В пользу наличия у NLS релятивистских джетов говорят следующие факты: быстрая оптическая переменность, поляризация и переменность поляризации, свойства в рентгеновском диапазоне а также непосредственные наблюдения в радиодиапазоне.

Результат, что в NLS массы центральных чёрных дыр меньше, чем в BLS, был получен во множестве независимых исследований, например [8, 16]. Вторым параметром, возможно определяющим свойства NLS, является вращение СМЧД. Ситуация осложняется тем, что оценка вращения СМЧД — это весьма затруднительная задача. Многие авторы, утверждают, что ЧД в NLS обладают очень высоким моментом вращения. Приобретается он за счёт секу-лярной эволюции, аккреции вещества с высоким угловым моментом. Именно очень высокие спины а ~ 1 (см., например, [17]) могут объяснить наблюдаемые свойства активных ядер в NLS. В качестве примера можно привести две NLS (IRAS 13224-3809[ 18] и NGC1365[19]) обладающие измеренными высокими спинами (0.988 и > 0.84 соответственно).

До сих пор открыт вопрос о том, лежат ли NLS на масштабных соотношениях М/;// - сг, и Мцн - Мbulge■ Данные масштабные соотношения, судя по всему, не выполняются для псевдобалджей.

Далее в обзорной части дисертации показано, что наша галактика обладает свойствами, типичными для NLS и, вполне возможно, что она проявляла активность типа NLS или проявит её в будущем. В конце хотелось бы под-

черкнуть, что эволюционный статус родительских галактик NLS не отличается от такового для галактик таких же Хаббловских типов. Что касается активного ядра, то основную роль в его эволюции играют секулярные процессы, как внутренние, так и внешние. Результаты первой главы опубликованы в работах [35],[31].

Вторая глава посвящена построению функции светимости NLS.

Были использованы данные обзора SDSS DR7. Для классификации AGN была использована линия Наг. Основная выборка состояла из 9020 объектов Syl с FWHM(Hor)> 1200 км/с. Количество NLS в выборке равнялось 2082, BLS — 6938. Для оценки светимости AGN использовалась линия [011Щ5007А, так как она образуется в NLR, который является протяжённым и имеет коническую геометрию. Излучение данной линии не зависит от эффектов ориентации и поглощения, а вклад излучения от областей звездообразования в данную линию пренебрежимо мал[20].

Нами был использован модифицированный V/ Vinax метод, позволяющий учесть вариации плотности галактик из-за крупномасштабной структуры. Для каждого бина по светимости нужно было получить функцию средней вероятности обнаружения объекта p(dc), где dc — сопутствующее расстояние. Откуда мы можем получить усредненное значение v^ для объектов в данном бине:

dcjnax

<Vrrnx) = 4/rr2p(dc)dr

dcjnin

Таким образом, значение LF в отдельном бине:

N„,

ф{Ь) =

упогт

(УтахУхЛХоёЬюпц где М,огт — количество галактик после нормировки.

Функция светимости неактивных галактик на низких красных смещениях

хорошо известна. Пусть (р£а!) — вычисленная из функции светимости средняя

12

плотность галактик, a pgai — плотность галактик в рассматриваемом элементе объема. Пусть в этом же элементе объема наблюдается количество AGN (NAgn), удовлетворяющих неким критериям отбора. Тогда количество AGN, нормированное на среднюю плотность галактик, выражается следующим образом NAGN,norm = NACN(pgal) / {pga{). Для построения нормировки создадим отдельную выборку галактик, ограниченную по величине значениями тт!п - 14.5 и ттах = 17.6. Пусть L0bs — суммарная наблюдаемая светимость галактик в рассматриваемом объеме. Функция светимости, как правило, аппроксимируется функцией Шехтера: <p{L)dL = 0*(L/L*)a exp (-L/L*)d(LIL*). Используя параметры функции Шехтера для неактивных галактик из [21] можно вычислить расчетную суммарную светимость галактик в единичном объеме: LSCh = J^ L'(p{L')dL. Интегрирование в этой формуле необходимо ограничить сверху и снизу в силу того, что для слабых галактик точность определения функции светимости невысока, а при интегрировании до больших Lmax итоговое значение Lsch очень сильно зависит от параметров функции Шехтера. Были использованы следующие граничные значения: Mmin - -17, Мпшх = -23 для полосы г.

Теперь можно получить отношение средней плотности галактик к наблюдаемой в рассматриваемом объеме: {pgai)/pgai = LSChVfi/L0t,s = к, где ц — область покрытия обзора. Данное соотношение, естественно, справедливо только в случае, когда параметры функции Шехтера а и L* являются постоянными.

Что интересно, при таком подходе не обязатьно знать телесный угол обзора, так

лг Lsch У il 1

как, при переходе к концентрациям, получаем: nMjN ,югт = Nagn--•

Lobs fr У

То есть угол покрытия обзора уже содержится в подсчёте количества наблюдаемых объектов.

Проверим успешность данного алгоритма. Применим его для выборки галактик с известными абсолютными величинами. SDSS является полным для галактик с 14.5 < тг < 17.6 [22]. Если нормировка выполнена верно, то функ-

ция должна сначала расти, затем выходить на плато, а по достижении определенного значения снова спадать, когда видимые звездные величины, соответствующие абсолютным М\ и М2 выходят за грашщы полноты обзора. Именно такое поведение и наблюдается.

Существует множество факторов, из-за которых объект не попадет в выборку АСК Эти факторы можно условно разделить на две группы. 1) Невозможность наблюдения ярких объектов на близком расстоянии — слишком яркая видимая величина и засветка спектров очень ярких эмиссионных линий. 2) Снижение вероятности обнаружения объекта с ростом расстояния — снижение соотношения Б/Ы в линиях и уменьшение общей наблюдаемой фотометрической величины.

Функция вероятности, назовем ее рг„с(^с) будет увеличиваться с расстоянием. Будем искать ее в форме ехр[-Ъ\1<1\Функция вероятности рЛес будет уменьшаться по мере роста расстояния до объекта. Будем искать ее в форме ехр(-Ь2с(£). Для каждого бина по светимости Цопц е [Ц, £,,+1] нужно нормированную плотность АСЫ фитировать функцией рЛСЛ> = араеср;пс. Соответствующее среднее значение объема \>тах равняется

Для анализа мы использовали кумулятивную функцию /0ьЛ^с) = Масы((1с,1 < (1С), где < ¿О — количество АОМ в рассматривае-

мом бине светимости, с расстоянием < с1с и большим минимального расстояния, которым была ограничена выборка. Фитирование проводилось, соответственно, функцией:

<*тах)= [ 4тг

Вместо фиксированного шага по расстоянию dc использовался шаг с постоянным приращением объема ôVc. Построенная функция светимости в линии [OUI] Syl демонстрирует очень сильное расхождение с таковой из работ [23] и [24]. Для сравнения с LF из других работ светимости были пересчитаны к величинам в полосе В. Формулы пересчета были использованы следующие. Из Ь[ош] в Мв, в соответствии с [24]: log(£[оя/]/£©) = -0.38Мв-0.42. Из На в Мв в соответствии с [25]: M в = -2.1 (log L!ia - 42) - 20.1.

Функции светимости различных авторов образуют условно образуют 2 группы. В первой находятся результаты [23] и [24] , во второй — [25, 26]. Полученная нами функция светимости для Syl находится примерно посередине между противоречащими друг другу результатами. Что существенно, полученная нами LF для Syl переходит в таковую для квазаров из работы [20]. Различие между функциями светимости различных типов объектов в одной публикации на порядки меньше, чем расхождение в результатах различных авторов. Согласие полученной функции светимости с какой-либо из опубликованных ранее не подтверждает достоверность результатов.

Для подтверждения достоверности полученных результатов была построена предсканная функцию светимости в мягком рентгене (0.5 - 2 кэВ) на основе данных о светимостях в линии [ОШ]. Функция светимости, предсказываемая на основе наших данных для AGN 1-ого типа соответствует реально наблюдаемой лучше, чем LF других авторов.

Результаты главы 2 были опубликованы в работах [32], [36-39].

Третья глава посвящена связи между частотой встречаемости NLS и крупномасштабной структурой Вселенной. В этой главе была использована те же выборки объектов каталога SDSS DR 7, что и в главе 2. В первую очередь нами было задано разбиение на бины по светимости AGN в линии [OIII]/15007Â, а также минимальное и максимальное красное смещение. Нами

Г

Рис. 1. Функции светимости в полосе В, полученные конвертированием светимостей из [OÎIIJ/Î5007À или На. a,b,c) NLS, BLS, NLS+BLS по результатам данной работы d) Туре2 AGN, из [Olli] [24] е) Syl из [Olli] [23] f) Sy2 из [OUI] [23] g) Syl+Sy2 из На [23] h) Syl из На [25] i) Syl из На [27] g) QSO, получена в полосе В [20]. Функци и светимости поделены на следующие группы. Группа I - LF, полученные в данной работе. Группа II -из работ [23] и [24]. Группа III - LF из работ [25] и [26]. Эти две труппы выделены из-за хорошого согласия результатов между собой. IV — функция светимости для квазаров из [20]. Рисунок опубликован в работе автора диссертации [32].

был, аналогично главе 2, использован фиксированный шаг по объему. Сначала доя рассматриваемых объектов полностью аналогично главе 2 проводилось вычисление функции вероятности наблюдения объектов в каждом рассматриваемом интервале светимости p(dc), где dc — сопутствующее расстояние. Затем проводилось разбиение объема обзора на элементы. Для каждого элемента объема производилось вычисление соотношения pgai/(pgai)• Подсчитывалось количество интересующих нас объектов в рассматриваемом интервале светимостей.

-9

41 41.5 42 42.5 43 43.5 44 44.5 45

log Lx [erg s"1]

Рис. 2. Наблюдаемая функция светимости в рентгене в диапазоне энергий 0.5-2kev по данным [28]. Также показаны предсказываемые рентгеновские функции светимости на основе нашей и других работ, a) Syl, x-ray 0.5-2kev [28] b) Syl по данным нашей работы, из [OUI] с) Syl из [Olli] [23] d) Syl из На [25] e) Syl из На- [27] Рисунок опубликован в работе автора диссертации [32].

Это количество корректировалось при помощи вычисленной ранее функции p(dc). Проведя аналогичные вычисления для всех элементов объема, мы получаем зависимость Nnls, NBLS и Nnls/Nbls от pgai/(pgai), где Nnls и NBLS — пространственные концентрации NLS и BLS соответственно.

Были использованы 2 сетки разбиения. Параметры первой таковы. Телесный угол каждого элемента Q = 0.0.37ср или 120°, минимальное красное смещение Zm¡„ = 0.027, максимальное красное смещение z„MÏ = 0.18, количество бинов по z равняется 8. Параметры 2-ой сетки разбиения следующие: = 0.011 ср или 36°, Zmin = 0.022, Zmax = 0.18, количество бинов по г составляет

17

15. Было использовано следующее разбиение по светимости: 5.25 - 6.25, 6.25 - 7.0, 7.0 - 7.75, 7.75 - 9.0(1gL^an/L^).

Для всех рассмотренных интервалов светимости AGN зависимости Nnls и NBls от рgaiЦрgai) являются линейными. То же справедливо и для всего рассмотренного диапазона светимости AGN. Все вышесказанное говорит о том, что NLS и BLS составляют некую долю всех галактик, которая зависит от светимости NLS и BLS, но не от средней плотности галактик.

Тот факт, что в областях с повышенной концентрацией галактик выше доля галактик ранних типов был обнаружен во множестве работ, например [29]. Также с ростом плотности окружения растёт доля красных галактик. Работа [29] посвящена npoeiciy Galaxy Zoo, что в переводе с английского означает "Зоопарк Галактик". На сегодняшний день это наибольший каталог визуально классифицированных галактик. Проверим, возможно ли нашей методикой повторить результат о зависимости доли красных галактик от плотности окружения. Зависимости были построены для 6 бинов по абсолютной величине с шагом 0.5 в интервале -23.0 < Мг < -20.0. Галактика считалась красной, если и - г > 2.2, аналогично работе [30]. Результатом являются зависимости доли красных галактик Nred/NaU от pgai/(pgai)- Сравним полученный результат с таковым из работы [29]. Повторяется не только общая тенденция увеличения доли красных галактик с ростом плотности окружения, но также и то, что данная закономерность более ярко выражена для галактик меньшей светимости свидетельствует о корректности использованных нами методов и о достоверности полученных результатов относительно NLS и BLS. А объясняется это тем, что маленькие галактики сильнее подвержены различным механизмам исчерпания газа, действующим в плотном окружении.

Результаты третьей пиавы были опубликованы в Астрономическом Журнале [33], а также в трудах конференций [38-40].

В четвёртой главе даётся обоснование введения нового класса активных ядер АвИ — III. Существующая классификация на два типа — AGNI и АСЫ II не способна описать всё многообразие проявления феномена активности ядра, сводя всё различие к наличию или отсутствую широких разрешённых линий в спектрах.

То, как галактика эволюционировала, должно сказаться и на центральной чёрной дыре. По существующим представлениям, чёрные дыры в галактиках, эволюционировавших секулярно будут относительно маломассивными (10б — 108А/о). А также они будут обладать значительными удельными моментами вращения за счёт аккреции газа с высоким угловым моментом. Высокий угловой момент влияет на эффективность запуска джета.

Когда говорят об АО№/П имеют в виду галактики с очень массивными центральными чёрными дырами, ранних Хаббловских типов или массивные спирали с классическими балджами. КГЬБ же являются спиральными галактиками, обладают псевдобалджами, их ЧД относительно маломассивны 10б -108М0 и обладают высокими моментами вращения. Этого, на наш взгляд, достаточно, чтобы выделить системы с такими параметрами в отдельных класс активных ядер — АСТПП. Новый класс активных ядер объединяет объекты, эволюционировавшие секулярно.

Результаты четвёртой главы опубликованы в работе [34].

В разделе выводы диссертационной работы приводятся результаты отдельно по каждой главе. По первой главе кратко суммированы свойства объектов N1.8 как класса. В выводах по второй главе подведены итога касательно методики получения функции светимости, результатов, полученных с её помощью — уверенное предсказание рентгеновской функции светимости сей-фертовских галактик первого типа, а также факт зависимости доли ЫЬ8 от светимости. В выводах по третьей главе говорится о подтверждении достовер-

ности использованной методики путём повторения результата о зависимости доли красных галактик от плотности окружения. Данная методика позволила получить, что доля ЖБ не зависит от плотности окружения на масштабе ячеек крупномасштабной структуры, что свидетальствует в пользу секулярной эволюции данного типа объектов. В выводах по четвёртой главе обобщены критерии, позволяющие выделить новый класс активных ядер галактик. В приложении приводится список использованных сокращений и аббревиатур.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Разработан новый метод вычисления функции светимости, позволяющий учесть вариации плотности галактик вследствие крупномасштабной структуры Вселенной. Метод основан на нормировке на контрольную полную выборку объектов.

2. По выборке, состоящей из 9020 объектов, из которых ЖБ - 2082 и ВЬБ -6938 получены функции светимости N1.8, ВЬБ и всех (N18 и ВЬБ вместе).

3.На основе полученной функции светимости в линии [01ЩЛ5007А построена предсказанная ЬБ для мягкого рентгена в диапазоне 0.5-2кэВ, хорошо соответствующая реальной наблюдаемой. Это также свидетельствует в пользу достоверности полученных нами результатов.

4. При помощи функции светимости подтверждён результат, что доля Ш среди всех Сейфертовских галактик не является постоянной, а имеет пик при определённой светимости.

5. Разработан метод вычисления зависимости пространственной концентрации исследуемых объектов от средней плотности Вселенной на масштабах ячеек крупномасштабной структуры. Полученные в работе зависимости пространственных плотностей Жв и ВЬБ и Л^х) от плотности окружения являются линейными, а их отношение константой. Это говорит о том, что Ш и ВЬБ составляют некоторую фиксированную долю всех галактик, в широких

20

пределах не зависящую от плотности Вселенной.

6. Подтверждён результат, что доля красных галактик зависит от плотности окружения на масштабах ячеек крупномасштабной структуры, причём эта зависимость сильнее выражена для менее ярких галактик.

7. Обосновано введение нового типа активных галактик — AGN III. Их основные параметры таковы. Родительские галактики являются спиральными галактиками вплоть до поздних Хаббловских типов, их балджи являются псев-добалджами (индекс Серсика пь < 2). ЧД являются относительно маломассивными (10бМе < М. < 108Мо). По-видимому, высокий спин ЧД (а < 1). Они не являются ни редкими, ни уникальными объектами. Так, уже в SDSS DR3 тысячи объектов могут быть отнесены к данному классу. NLS являются типичными представителями этого нового класса.

3. Цитированная литература

1. Véron-Cetty М.-Р. et al. //А&А,- 2001,- Vol. 372,- P. 730.

2. Dultzin D. et al. Narrow-Line Seyfert Is - a luminosity dependent definition // Proceedings of the Workshop "Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies and Their Place in the Universe", PoS(NLSl) 012 / Ed. by L. Foschini, M. Colpi, L. Gallo et al.-Trieste, Italy: Proceedings of Science, 2011.

3. Komossa S. // RevMexAA (Serie de Conferencias).- 2008,- Vol. 32,- P. 86-92.

4. Sani E. et al. // MNRAS.- 2010,- Vol. 403,- P. 1246-1260.

5. Deo R. P. et al. // Astron. J.- 2006,- Vol. 132,- P. 321.

6. Orban de Xivry G. et al. // MNRAS.- 2011.- Vol. 417,- P. 2721-2736.

7. Crenshaw D. M. et al. // Astron. J.- 2003.- Vol. 126,- P. 1690 - 1698.

8. Botte V. et al. // Astron. J.- 2004.- Vol. 127.- P. 3168.

9. Zhu L. et al. // Astrophys. J.- 2009.- Vol. 700,- P. 1173.

10. Krause M. et al. // MNRAS.- 2011,- Vol. 411,- P. 550.

11. Boroson T. NLS1 properties and demographics(invited) // Proceedings of the Workshop "Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies and Their Place in the Universe", PoS(NLSl) 003 / Ed. by L. Foschini, M. Colpi, L. Gallo et al.- Trieste, Italy: Proceedings of Science, 2011.

12. Boroson T. A. //Astrophys. J.- 2011,- Vol. 735,- P. 14.

13. Tarchi A. et al. //A&A.- 2011.- Vol. 532,- P. 125.

14. Sobolewska M. et al. // MNRAS.- 2011,- Vol. 413,- P. 2259-2268.

15. Komossa S. et al. // Astron. J.- 2006,- Vol. 132.- P. 531.

16. Xu D., Komossa S. The Narrow-Line Region of Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies // Proceedings of the Workshop "Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies and Their Place in the Universe", PoS(NLSl) 006 / Ed. by L. Foschini, M. Colpi, L. Gallo et al.- Trieste, Italy: Proceedings of Science, 2011.

17. Wang J. et al. // Astrophys. J.- 2011,- Vol. 741,- P. 50.

18. Fabian A. et al. // MNRAS.- 2013.- Vol. 429,- P. 2917.

19. Risaliti G. et al. //NATURE.- 2013,- Vol. 494,- P. 449.

20. Croom S. M. et al. //MNRAS.- 2004,- Vol. 349,- P. 1397.

21. Montero-Dorta A. D., Prada F. // MNRAS.- 2009,- Vol. 399,- P. 1106.

22. Abazajian K. N. et al. // Astrophys. J. Suppl. Ser.- 2009,- Vol. 182,- P. 543.

23. Hao L., Strauss M. A., Fan X. et al. // Astron. J.- 2005,- Vol. 129,- P. 1795.

24. Bongiorno A. et al. //A&A.- 2010,- Vol. 510.- P. 56.

25. Schulze A. et al. // A&A.- 2009,- Vol. 507,- P. 781.

26. Greene J. E., Ho L. C. // Astrophys. J.- 2007,- Vol. 667.- P. 131.

27. Greene J. E., Ho L. C. // Astrophys. J.- 2009.- Vol. 704.- P. 1743.

28. Hasinger G., Miyaji T., Schmidt M. // Astron. Astrophys.- 2005,- Vol. 441,-P. 417.

29. Bamford S. P. et al. //MNRAS.- 2009,- Vol. 393,- P. 1324B.

30. Tempel E., Saar E. // A&A.- 2011,- Vol. 529,- P. 53.

4. Научные труды, опубликованные в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

31. Ермаш А. А., Комберг Б. В. Морфология и эволюционный статус активных галактик типа NLSyl // Астрофизика.- 2013,- Vol. 56,- Р. 625-660.

32. Ермаш А. Функция светимости активных галактик типа NLSyl по данным обзора SDSS DR7 // Астрон. журн,- 2013.- Vol. 90.- Р. 355 // e-Print arXiv: 1302.2955 [astro-ph],

33. Ермаш А. Сейфертовские галактики первого типа с узкими линиями. Связь между частотой встречаемости и крупномасштабной структурой Вселенной. // Астрон. журн.- 2014,- Vol. 91,- Р. 263-274 // e-Print агХ-iv: 1311.6074 [astro-ph].

34. Комберг Б., Ермаш A. AGN III - Первичная активность в ядрах дисковых галактик с псевдобалджами // Астрон. журн.- 2013.- Vol. 90.- Р. 443 // e-Print arXiv: 1302.2942 [astro-ph],

5. Другие научные труды, онубликованные по теме диссертации

35. Б.В.Комберг и A.A. Ермаш. Морфология и эволюционный статус активных галактик типа NLSyl: препринт 31: ФИАН, 2011.

36. Ермаш А. А., Комберг Б. В. Функция светимости активных галактик типа NLSyl по данным обзора SDSS DR7 // Труды 42-ой международной

студенческой научной конференции Физика космоса,- Коуровка, Россия: Уральский государственный университет, 2013,- Р. 57.

37. Ермаш A. Luminosity function of Narrow-Line Seyfert galaxies based on SDSS DR7 data // Proceedings of the Workshop "Nuclei of Seyfert galaxies and QSOs - Central engine & conditions of star formation".- Germany, Bonn: 2012,

http://pos.sissa.it/archive/conferences/169/064/Seyfert%202012_064.pdf arXiv: 1304.7144 [astro-ph],

38. Ермаш А. А., Комберг Б. В. Функция светимости активных галактик типа NLSyl по данным обзора SDSS DR7 // Тезисы докладов Российкой Молодёжной конференции по физике и астрономии ФизикА.СПб.- Санкг -Петербург, Россия: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 2013.

39. Ермаш А. А., Комберг Б. В. Функция светимости активных галактик типа NLSyl по данным обзора SDSS DR7 // Тезисы докладов 5-ой Всероссийской молодежной конференции "Фундаментальные и инновационные вопросы современной физики",- Москва, Россия: ФИАН им. Лебедева, 2013.

40. Ермаш А. А., Комберг Б. В. Функция светимости активных галактик типа NLSyl по данным обзора SDSS DR7 // Тезисы докладов Всероссийской Астрономической Конференции "Многоликая Вселенная ВАК - 2013",-Санкт-Петербург, Россия: 2013.

Подписано в печать 31.10.2014 г. Формат 60x84/16. Заказ № 52. Тираж 100 экз. П.л 1.5. Отпечатано в РИИС ФИАН с оригинал-макета заказчика 119991 Москва, Ленинский проспект, 53. Тел. 499 783 3640