Спектрофотометрические исследования центральных областей и ядер галактик в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах спектра тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РГЗ о л

* "" л «" ~ о

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

На правах рукописи

МЕРКУЛОВА Нелли Ивановна

УДК 523.855

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ И ЯДЕР ГАЛАКТИК В ОПТИЧЕСКОМ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМ ДИАПАЗОНАХ СПЕКТРА

Специальность 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 1994

Работа выполнена в Крымской Астрофизической Обсерва тории.

Научный руководитель -

Доктор физико-математических наук И.И. Проник

Официальные оппоненты:

доктор физ.-мат.наук В.А. Гаген-Торн

кандидат физ.-мат. наук С.Н. Фабрика

Ведущая организация: Государственный Астрономический Институт им. П.К. Штернберга.

Защита состоится " 1дд^ г. в " " час_

на заседании специализированного совета (шифр К 002.92.01 в Главной Астрономической Обсерватории РАН по адресу: 196140, Россия, Санкт-Петербург, Пулково.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГА( РАН.

Автореферат разослан "

1994т.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физ.-мат.наук

Ю.А.Наговиц

Общая характеристика работы.

Исследование активности внегалактических объектов - это область астрофизики, которая в настоящее время развивается особенно быстрыми темпами, в основном параллельно с развитием ряда нетрадиционных областей астрономии: радио, инфракрасной, ультрафиолетовой и рентгеновской. Первые намеки на активность галактик, происходящую с характерными временами, короткими не только по сравнению с хаббловским временем, но и с характерными временами их динамической эволюции, появились в 1943 году, когда Карл Сейферт обнаружил двенадцать галактик с аномально широкими эмиссионными линиями [1]. Подъему интереса к активности галактик способствовали такие идеи и гипотезы, как предположение В.А. Амбарцумяна о том, что центральные области галактик, возможно, являются местом их рождения, и активность галактик проявляется в виде активности их компактных ядер [2].

В настоящее время в класс активных внегалактических объектов (или внегалактических объектов с активными ядрами) относят объекты типа BL Lac (или лацертиды), квазары, сей-фертовские галактики, радиогалактики, компактные N - галактики и лайнеры (LINER).

Все активные объекты имеют следующие общие свойства: сильные ультрафиолетовые избытки, переменность излучения в разных диапазонах длин волн - от рентгеновского до радио, особенности в спектрах, свидетельствующие о крупномасштабных движениях газа со сверхзвуковыми скоростями и о высоких степенях его возбуждения и ионизации, а также часто наличие необычных структур в виде выбросов (джетов), корон, волокон, пекулярных пылевых образований и т.п. Самым сильным свидетельством активности является наличие источника нетеплового излучения (источника высокоэнергетичных частиц), излучающего в широкой области спектра.

В последнее время выяснилось, что активные ядра встреча-

ются в системах, центральные области которых богаты газе Вероятно, им подпитывается ядро для продолжения актив! сти. Однако, с другой стороны, наличие газа и пыли в ц< тральных областях галактик должно приводить к наличии: них очагов современного звездообразования. Действителы в центральных областях галактик с активными ядрами, 1 сто наблюдается и повышенный темп звездообразования. Э явление получило название вспышек звездообразования (В3< оно может происходить не только в центральных областях, и в других местах, где по той или иной причине собралось ; статочное количество газа. О наличии ВЗО в околоядерн областях можно судить по ультрафиолетовым избыткам в излучении, обусловленным горячими звездами [3], а также линиям излучения, характерным для ярких областей НН. Е одним косвенным свидетельством ВЗО может служить си: ное излучение в ИК - диапазоне, обусловленное пылью, ] гретой горячими молодыми звездами, расположенными в] три газопылевого комплекса. В настоящее время нет четкс ответа на вопрос, какова связь между активностью и ВС является ли одно следствием другого или оба они преде вляют собой независимые следствия скопления большого ко; чества газа в центральных областях галактик. Эти вопро подробно обсуждаются в обзоре Комберга [4].

Сопоставление наблюдательных данных с эволюционны моделями галактик привело к выводу о том, что звездооб зование в центральных областях нормальных эллиптичесв галактик давно прекратилось: в них нет ни газа, ни пыли, в время как спиральные и неправильные галактики превраща свой газ в звезды до настоящего времени. Такое представле} господствовало до начала семидесятых годов, пока не было: блюдений в далеком ультрафиолете. Наблюдения с бортов у трафиолетовых спутников показали, что центральные о б лас галактик всех морфологических типов увеличивают яркост области длин волн короче 2000 А [5]. Этот факт привел к

ключению о том, что голубые молодые звезды населения I, а следовательно, и современное звездообразование, имеются в центральных областях галактик всех морфологических.типов. Все эволюционные модели галактик стали строить таким образом, чтобы объяснить ультрафиолетовые избытки излучения в области длин волн короче А2000 Á. Согласно этим моделям, звездообразование не прекратилось до сих пор даже в центральных областях нормальных^ эллиптических галактик.

Особое внимание уделяется звездообразованию в сейфер-товских галактиках. Афанасьев и др. [6] показали, что процессы звездообразования в сейфертовских галактиках происходят иначе, чем в нормальных. Очевидно, здесь мы имеем дело с открытой моделью, когда существует приток газа извне.

В ряде случаев, например, при большом удалении, трудно отделить галактику с чисто активным ядром от галактики с мощной вспышкой звездообразования в ее центральной области. Даже классическая сейфертовская галактика NGC 1068 относится к смешанному типу, когда наряду с очень сильным ядром наблюдается и исключительная по интенсивности ВЗО в околоядерной зоне [7]. В последнее время считается, что признаки ВЗО показывают не только все сейфертовские галактики, но также и радиогалактики, и даже квазары. Например, у них наблюдаются ИК-нзбытки, признаки наличия пыли и излучения от горячих звезд [4].

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что информация, получаемая с бортов ультрафиолетовых спутников, представляет большую ценность для определения звездного состава галактик любых морфологических типов, степени их активности и построения на этой основе эволюционных моделей.

В Крымской астрофизической обсерватории интерес к активным ядрам галактик возник,еще в начале шестидесятых

годов [8]. С тех пор наблюдения этих объектов ведутся : разных телескопах и с использованием разных методик. И следуются различные формы проявления активности и, в час ности, переменность потоков излучения в широких и узк: спектральных полосах, эквивалентных ширин и интенсиви стей эмиссионных линий. Некоторые результаты таких исс; дований двух активных ядер галактик NGC 1275 и NGC 41 приведены в первой, второй и третьей главах диссертацио ной работы.

С 1983 по 1987 год на околоземной орбите работал ультр фиолетовый телескоп, установленный на борту космическ станции "Астрон". С. его помощью наблюдались некотор] нормальные и активные галактики, результаты этих наблю; ний изложены в четвертой главе.

Таким образом, основная часть диссертационной рабог посвящена исследованию галактик с высокой степенью акт* ности. Для таких объектов важнейшим является вопрос о i ротких шкалах переменности. Это единственный известю в настоящее время путь к центральному источнику энергии ядрах галактик. Наблюдаемая быстрая переменность пото излучения от ядер активных галактик накладывает сильн: ограничения на возможный размер источника энергии. Обз гипотез о природе активности ядер галактик и моделях цс трального источника приведен, например, в монографии В, Горбацкого [9].

Для галактик с низкой степенью активности важную ро играют наблюдения в ультрафиолетовой области спектра, ог санные в четвертой главе. Именно там обнаруживаются оча звездообразования, которые являются проявлением низкой с пени активности и отличают галактику с ярким активным яд от галактики со вспышкой звездообразования.

Целью работы является:

Поиск самых коротких характерных времен переменное

как непрерывного, так и линейчатого спектра активных ядер галактик, а также выявление возможных очагов звездообразования по наблюдениям в ультрафиолетовой области спектра:

• обработка и анализ уникального ряда спектрального патрулирования ядра галактики NGC 1275, состоящего из 126 спектрограмм, полученных в течение четырех ночей 12-15 января 1977 года с помощью ЭОП, а также 17 сканов этой галактики, полученных 30 ноября-1 декабря 1984 г. с помощью 1000-канального телевизионного сканера на б-метровом телескопе CAO РАН;

• получение нового наблюдательного материала, состоящего из однородных рядов узкополосных (ДА=80 Â) фотоэлектрических наблюдений потоков излучения в континууме и в эмиссионных линиях Лр и дублета [OIIIJA4959 + 5007ÂÂ от центральных областей размером 10 " активных галактик NGC 1275 и NGC 4151, а также однородных рядов одновременных фотоэлектрических наблюдений в 5 фильтрах широкополосной фотометрической системы UBVRI;

• обобщение и анализ всех имеющихся материалов наблюдений центральных областей и ядер активных галактик для углубления понимания феномена их активности, а также с целью дать материал для построения новых моделей этих объектов;

• получение и анализ результатов наблюдений 27 звездных систем в ультрафиолетовой области спектра на космической станции "Астрон".

Актуальность диссертации заключается в том, что:

1. в ней содержатся уникальные по временному разрешению ряды наблюдений переменности активных галактик

NGC 1275 и NGC 4151 как в оптическом континууме, т; и в эмиссионных линиях, позволившие обнаружить 6i стрые изменения в их спектрах с характерными врем нами дни и часы;

2. в ней содержатся наблюдения в ультрафиолетовой обл сти спектра нормальных и иррегулярных галактик, пре, ставляющие большой интерес для анализа их звездно] населения и для поиска в их центральных областях оч гов современного звездообразования.

Новизна диссертации.

Весь приведенный в диссертационной работе наблюдател ныи материал является новым и уникальным в своем роде. H блюдения велись, как правило, в режиме мониторинга с цель получения рядов с возможно коротким временным разреш нием. Проводился поиск самых коротких характерных врем« переменности как непрерывного, так и линейчатого спектра

Впервые получены и проанализированы:

1. 126 спектрограмм ядра галактики NGC 1275 в течеш четырех ночей с короткими экспозициями и высоким вр менным разрешением;

2. потоки излучения в непрерывном спектре и в области эмиссионных линий Нр и [OUI] от центральных облает« размером ю'галактик NGC 1275 и NGC 4151 с высоки временным разрешением;

3. оценки блеска ядер галактик NGC 1275 и NGC 4151 о, повременно в пяти фильтрах системы UBVRI;

4. распределения энергии в ультрафиолетовых спектрах ' звездных систем с борта космической станции "Астрон

По наблюдениям NGC 1275 и NGC 4151 заподозрена с высокой степенью достоверности переменность непрерывного и эмиссионного спектра с характерными временами переменности дни и часы; изучен характер такой переменности на разных временных шкалах.

Научная и практическая ценность работы.

1. Обнаруженная переменность эквивалентных ширин и относительных интенсивностей разрешенных и запрещенных эмиссионных линий в ядре галактики NGC 1275, а также континуума на коротких временных шкалах, показала, что проблема существует и требует решения. Начатая в 1988 году международная наблюдательная кампания AGN Watch по мониторингу ядра сейфертовской галактики NGC 5548, в которой приняли участие более 100 астрономов из разных стран, подтвердила необходимость наблюдений переменности активных ядер на возможно коротких временных шкалах (мониторинга в течение ночи). Благодаря этой уникальной мировой кооперации был сделан большой прогресс в понимании феномена активности сейфертовских галактик.

2. Анализ уникального по временному разрешению наблюдательного материала позволил сделать ряд выводов относительно характера переменности в континууме и в эмиссионных линиях двух активных галактик NGC 1275 и NGC 4151. Весь наблюдательный материал, полученный диссертантом совместно с соавторами, приведен в таблицах Приложения. Он может представлять интерес для всех астрофизиков, занимающихся исследованиями феномена активности галактик.

3. Распределения энергии в спектрах 27 звездных систем в ультрафиолетовой области спектра АА1600-3500 ÁÁ, полученные с помощью космичёской станции "Астрон", не-

обходимы для построения моделей галактик, расчета эволюции, определения звездного состава галактик рг личных морфологических типов, поиска признаков рг личной степени активности, например, связанной с i личием в их центральных областях очагов современно звездообразования.

Аппробация работы.

Основные результаты, изложенные в диссертации, докх дывались на семинарах Крымской астрофизической обсерь тории, Главной астрономической обсерватории РАН в П} ково, кафедры астрофизики Санкт-Петербургского универс тета, а также представлялись на всесоюзных и междунарс ных совещаниях и симпозиумах:

• Всесоюзном совещании "Образование эмиссионных л ний в спектрах звезд и галактик" (1982 г., Эльва, Эп ния);

• Объединенной дискуссии 18 съезда MAC (1982 г., Патр; Греция);

• Симпозиуме MAC N 110 (1983 г., Болонья, Италия);

• 8-й Европейской региональной астрономической koh<J ренции (1984 г., Тулуза, Франция);

• Всесоюзных совещаниях рабочей группы Активные яд галактик (1985 г.,КрАО; 1987 г., КрАО; 1988 г., Бюракг 1990 г., Кацивели; 1992 г., КрАО);

• Симпозиуме MAC N 121, 1986 г., Бюракан, Армения;

• Всесоюзном совещании по активным процессам в галг тиках, 1989 г., ФИАН, Пущино;

и

• 11-й Европейской региональной астрономической конференции, 1989 г., Тенериф, Испания;

• Симпозиуме MAC N 149, 1991 г., Бразилия.

На защиту выносятся:

1. Обнаружение зависимостей между переменными эквивалентными ширинами эмиссионных линий в оптическом спектре ядра пекулярной галактики NGC 1275, полученных в результате анализа выполненных на б-метровом телескопе спектральных наблюдений. Заподозрено характерное время такой переменности, равное 2,3 дня.

2. Однородные ряды фотоэлектрических узкополосных наблюдений потоков излучения в континууме и в эмиссионных линиях Hp и [OUI] и одновременных пятицветных UBVRI - измерений центральных областей активных галактик NGC 1275 и NGC 4151.

3. Выводы о характере переменности в эпоху длительного фотометрического минимума ядра галактики NGC 1275, полученные по спектрофотометрическим и фотометрическим наблюдениям:

• отсутствие зависимости среднего блеска ядра галактики от времени;

• наличие колебаний яркости относительно среднего значения, как в сторону поярчания, так и в сторону ослабления блеска;

• преобладающий рост потока излучения в эмиссионных линиях с увеличением потока излучения в континууме.

4. Свидетельства пекулярности центрального источника излучения галактики NGC 1275, которые могут быть результатом двойственности ядра:

• двугорбость гистограмм распределения величин пс токов излучения в оптическом и радиоконтинууме;

• сложные и несинхронные изменения показателе цвета в ультрафиолетовой и красной областях спек тра;

• наличие на кривых блеска галактики быстрых вспь: шек двух типов - красных и синих, происходящи независимо в фильтрах U и I с характерными вре менами 15-30 минут и амплитудами 5-15 %.

5. Обнаруженный характер переменности ядра сейфертов ской галактики NGC 4151, полученный по спектрофотс метрическим и фотометрическим наблюдениям на тел« скопе АЗТ-11:

• в среднем синхронные изменения потоков излучени в континууме и в эмиссионных линиях;

• Постепенное возрастание яркости галактики, мака мальное в фильтре U и минимальное в фильтре I пр существовании флуктуаций в десятки и сотни дне!

• хаотический характер переменности галактики в т< чение ночи.

6. Вывод о том, что особенности распределения энерги в ультрафиолетовых спектрах центральных областей г< лактик всех морфологических типов размером 0,2 - 20 ki лопарсек, наблюдавшихся с помощью космической ста} ции "Астрон", в основном обусловлены звездным состг вом самих галактик, а не межзвездным покраснение}. Звездный состав галактик ранних морфологических ti пов меняется с расстоянием от ядра галактики.

7. Тест, позволяющий на основе ультрафиолетовых пок; зателей цвета (lgli&00Д2500 и 1д13500Д2500) выделить с< ставляющие звездного населения разных возрастов и вь

явить галактики старого звездного населения, имеющие очаги современного звездообразования.

Структура диссертации.

В предлагаемой диссертации излагаются результаты и анализ наблюдений в оптической области спектра центральных областей и ядер двух активных сейфертовских галактик NGC 1275 и NGC 4151, выполненных; в Крымской астрофизической обсерватории и частично в Специальной астрофизической обсерватории РАН в 1977 и 1984 гг., а также результаты и анализ наблюдений центральных областей нормальных и пекулярных галактик в ультрафиолетовой области спектра, выполненных на'борту космической станции "Астрон" в 1983-1987 гг.

Диссертация состоит из Введения, 4 глав, Заключения, списка литературы и одного Приложения, содержащего таблицы наблюдений. В диссертации содержится 142 страницы машинописного текста, 88 рисунков на 46 страницах, 34 таблицы на 28 страницах и 3 таблицы в.Приложении на 19 страницах, а также список цитируемой литературы, содержащий 245 наименований на 20 страницах. Общий объем диссертации составляет 255 страниц. По теме диссертации опубликовано 25 статей. Их перечень дан в Заключении диссертации.

Во Введении дается краткий исторический обзор предмета исследований, обосновывается актуальность темы диссертации, определяется цель работы и изложена структура диссертации. Определен личный вклад автора в опубликованные по теме диссертации работы, выполненные в соавторстве.

В Главе 1 изложены результаты спектральных наблюдений ядра галактики NGC 1275, выполненных на 6-метровом телескопе Специальной астрофизической обсерватории РАН в течение четырех ночей 12-15 января 1977 г.(126 спектрограмм, полученных в прямом фокусе телескопа с ЭОП) и двух ночей 30 октября-1 ноября 1984 года (30 сканов, полученных с 1 ООО-канальным телевизионным сканером). Вычислены экви-

валентные ширины и относительные интенсивности всех я{ ких эмиссионных линий в области длин волн 3500-7500 АА.

Методика обработки спектров, полученных в 1977 году прямом фокусе 6-метрового телескопа со спектрографом иАв и ЭОП УМ-92, основана на данных наблюдений планетарно туманности, а также на фотометрическом исследовании спе! тра ночного неба и эти результаты оказались одинаковыми, хорошем согласии с результатами исследований ошибок это аппаратуры, опубликованными Афанасьевым и Лимоновым [1 Показано, что самые маленькие эквивалентные ширины лини \Ул=10 А определяются не хуже, чем с точностью 15-20% дл единичного измерения, даже если эта линия попадает в ям фотометрической неоднородности. Относительные интенсш ности определяются с точностью, лучшей, чем 15%. Однакс эквивалентные ширины и относительные интенсивности все эмиссионных линий показали большой разброс в течение ноч! существенно превышающий ошибки наблюдений, что може свидетельствовать об их переменности в 2-3 раза. На массив данных этих наблюдений было найдено характерное время го ременности всех линий в 2,3 дня, а также характерное врем переменности водородных линий 0,5 часа, совпавшее с хара! терными временами вспышек в континууме, найденными нам по фотоэлектрическим наблюдениям в системе 11ВУШ, описан ными в Главе 3.

Сравнение этих наблюдений с наблюдениями, полученным 30 октября-1 ноября 1984 года на 6-метровом телескопе с 100С канальным сканером, показало неплохое согласие средних з ночь значений эквивалентных ширин и относительных интек сивностей. Все наблюдения Доводились в период минимум блеска ядра в континууме и было показано, что в это врем яркость линий менялась в среднем примерно в полтора раза, только в редких случаях яркость линий резко падала (измен« няясь в несколько раз), при этом эквивалентные ширины лини росли. В нашем случае из 6 дат только в первую ночь наблк

дались большие значения эквивалентных ширин. Анализ показал, что интенсивности линий низкого потенциала возбуждения изменились сильнее, чем интенсивности линий высокого потенциала возбуждения. За одни сутки произошли изменения относительных интенсивностей эмиссионных линий, которые отражают изменения физических условий газовой оболочки ядра галактики. Бальмеровский декремент меняется со временем. Это означает, что водородная оболочка ядра NGC 1275 непрозрачна в бальмеровских линиях и неоднородна по физическим условиям.

В Главе 2 описывается методика и результаты фотоэлектрических наблюдений потоков излучения в узких спектральных полосах (ДА=80 Á), центрированных на области непрерывного спектра и эмиссионных линии [01П]А4959+5007 ÁÁ, в спектрах ядер галактик NGC 1275 и NGC 4151. Наблюдения проводились на 1.25-метровом телескопе А-ЗТ-11 Крымской астрофизической обсерватории с помощью штатного спектрофотометра АСП-38 в диафрагме размером 10 с 1982 по 1987 г. Были получены потоки излучения во всех трех диапазонах длин волн по отношению к звезде сравнения. Отметим, что в эпоху этих наблюдений ядро галактики находилось в состоянии фотометрического минимума блеска.

Данные наблюдений ядра активной галактики NGC 1275 в течение ночи также показывают большой разброс, как и в наблюдениях, описанных в предыдущей главе. Стандартные отклонения всех трех совокупностей превышают ошибки наблюдений в 2-3 раза. С увеличением потока излучения в непрерывном спектре растет и поток в эмиссионных линиях Нр и [01И]А4959+5007 ÁÁ. Однако, в этих зависимостях присутствуют элементы несинхронности, что позволяет заключить, что области свечения наблюдаемых линий совпадают только частично. В декабре 1985 года произошла вспышка в непрерывном спектре на 0m.26, не отразившаяся на характере изменений потоков излучения в линиях. Эта вспышка дала вто-

рой максимум на гистограмме распределения величин потока в континууме. Сопоставление радио и оптический переменности ядра галактики NGC 1275 показало, что гистограммы радиопотоков, полученных в Крыму и Метсахови (Финляндия) на волнах длиною 8 мм и 2.6 см, имеют также двугорбую форму. Это свидетельствует о вспышечном характере активности ядра как в оптике, так и в радиодиапазоне. Выдвинуто предположение о том, что слабые вспышки локализованы вблизи ядра галактики, а яркие - на некотором большем расстоянии от него, например, в радиоджете. Определена яркость центральной области галактики в континууме и в линиях в абсолютных единицах (эрг/см сек Á) в 1982-1987 годах. В этот период фотометрического минимума ядро NGC 1275 не показало систематического хода изменений потоков излучения в континууме со временем, имеются только отдельные изменения яркости, например, ослабления яркости продолжительностью от нескольких недель до месяцев.

Результаты аналогичных наблюдений ядра сейфертовской галактики NGC 4151 привели к несколько другим выводам. За весь период наблюдений с 1982 по 1987 год максимальные изменения потоков излучения от ядра галактики по отношению к звезде сравнения С составили: в случае линии Нр - 0.ш6.9, в случае дублета [OUI] - 0.m25, а в непрерывном спектре - 0.т50. Имеются корреляции между потоками излучения в континууме и в эмиссионных линиях, но их коэффициенты невысоки. В первой половине 1984 года, когда галактика находилась е глубоком фотометрическом минимуме, произошло изменение сейфертовского типа ядра галактики (ее тип стал Sy2), что е целом подтверждается и данными наших наблюдений.

В Главе 3 изложены методика и анализ данных наблюде: ний центральных областей галактик NGC 1275 и NGC 4151 размером 20", полученных на 1.25-метровом телескопе АЗТ-11 с помощью финского фотометра-поляриметра конструкции проф.В.Пииролы, позволяющего одновременно измерять по-

токи излучения в пяти фильтрах фотометрической системы UBVRI.

Результаты наблюдений NGC 4151, выполненных в 19891991 годах, показали постепенное возрастание блеска ее ядра и в целом подтвердили выводы других авторов о характере переменности блеска (тенденция к поголубению с поярчанием, амплитуда переменности максимальна в фильтре U и минимальна в фильтре I). Все зависимости типа блеск-блеск, блеск-цвет и цвет-цвет хорошо выражены, однако, данные сезона наблюдений 1990 года отклонились от прямых, проведенных по данным предыдущих сезонов, хотя тенденция к поярчанию сохранилась. Быстрая переменность в течение ночи ярко выражена примерно в трети наблюдений (когда дисперсия наблюдений в течение ночи превышает ошибки наблюдений), еще одна треть ночей показывает слабую переменность (когда дисперсия на- • блюдений в течение ночи несколько больше ошибок наблюдений), и наконец, в трети ночей переменность практически не выражена.

В отличие от галактики NGC 4151, которая идет по направлению к фотометрическому максимуму, NGC 1275 находится в длительном фотометрическом минимуме (с конца семидесятых годов), и ее блеск показывает лишь небольшие колебания около некоего среднего значения. В среднем ее поведение соответствует тому, что известно для сейфертовских галактик в смысле их фотометрических свойств, однако, зависимости типа блеск-блеск, блеск-цвет и цвет-цвет плохо выражены, сильно размыты или даже вообще отсутствуют. Подробное изучение кривых блеска галактики NGC 1275 в течение отдельных ночей привело нас к обнаружению быстрых вспышек двух типов. Обнаруженные нами положительные и отрицательные вспышки I типа, когда наблюдается максимальный подъем или падение блеска в фильтре U и минимальные изменения в фильтре I, очевидно, подобны фликкерингу, описанному для других активных объектов, см. например, [11]. Вспышки II типа с

максимальным подъемом блеска в фильтре I при постоянстве (в пределах ошибок наблюдений) или падении блеска в фильтре U, не похожи на фликкер-шум. Длительность всех зарегистрированных нами вспышек составляет 15-30 минут, амплитуда - 5-15%. Если эти быстрые вспышки порождены локальными источниками, то их характерные размеры должны быть менее 0,5 светового часа, или 1014 см. Сложные и несинхронные изменения показателей цвета переменного ядра галактики NGC 1275 в ультрафиолетовой и красной областях спектра позволяют предположить, что в ядре есть, по крайней мере, два переменных источника излучения.

В ГЬаве 4 описаны результаты наблюдений в ультрафиолетовой области спектра 27 звездных систем, полученные < борта космической станции "Астрон" в 1983-87 годах. На блюдалнсь как нормальные галактики, так и объекты разноге уровня активности - квазар и галактики Сейферта и Марка ряна. Данные наблюдений представлены в виде распределен!!! энергии в диапазоне длин волн 1600-3500 ÁÁ с шагом 28 J или потоков излучения в избранных участках длин волн о: центральных областей (ц.о.) галактик размерами 0.2-20 кпе Сравнение этих данных с данными наземных наблюдений : системах UBV и Тиффта позволило сделать предположение < наблюдаемой возможной переменности активных ядер галак тик Мгк 573, NGC 598 (МЗЗ), NGC 5236 (М83) и выброса и галактики NGC 4486.

Рассматривались абсорбционные полосы у А2800 Á и А235 Á, которые характеризуют звездный состав галактик. Для га лактик ранних морфологических типов отмечен рост индекс полосы А2800 Á (Mgll) с уменьшением размера исследуемо области, что интерпретируется как повышение степени м< талличности звездного населения галактики по мере переход от периферии к центру. Полоса поглощения у А2350 á дост! гает наибольшей яркости также у галактик ранних морфолс гических типов и поздних спектральных типов. Показано, чт

галактики, классифицированные в оптической области спектра классом g5-k, по характеристикам полос поглощения А2350 А и А2800 А близки к сверхгигантам типа А5-Г2 горизонтальной ветви диаграммы Герцшпрунга-Рессела.

Сравнение ультрафиолетовых спектров галактик, полученных с разными диафрагмами (с привлечением данных наблюдений на других внеатмосферных спутниках) показало, что изменение размера, диафрагмы практически не влияет на характер распределения энергии в спектрах галактик, наблюдавшихся на "Астроне". Отсюда следует, что состав -звездного населения, вносящего основной вклад в ультрафиолетовую область спектра и содержание пыли в местах сосредоточения УФ источников не меняются с удалением от центра.

С использованием предложенных ультрафиолетовых показателей цвета ¿<7/1800/-^2500 и /5/3500/^2500 была построена двуцветная диаграмма. При этом учитывалось, что первый индекс 1д1г8оо/Ььоо практически не зависит от межзвездного поглощения. На диаграмме внегалактические объекты четко разделились по морфологическим типам на три группы:

1. Галактики поздних морфологических типов Б с и 1гг и одна типа БЬ практически совпали с той частью двуцветной диаграммы, которая образуется звездами главной последовательности. Звездный состав этих систем типичен для групп молодых звезд с нормальной функцией светимости, где наряду со звездами О и ранними В присутствуют и более поздние звезды спектральных классов А и Г.

2. Эллиптические системы Е и по одной галактике типов Ба, БЬ и Бс, в которых межзвездной пыли мало, образовали группу с самыми красными показаталями цвета. Поскольку одновременно эти объекты в области длин волн короче А2500 А более голубые, чем объекты первой группы.

Это обстоятельство нельзя объяснить наличием широкой полосы межзвездного поглощения. Остается принять, что УФ показатели цвета звездных систем в этой группе в основном обусловлены более горячими звездами, чем ОВ-звезды главной последовательности. Такими объектами могут быть, например, ядра планетарных туманностей, которые принадлежат сферической и промежуточной подсистемам.

3. Активные галактики - 2 галактики Маркаряна и NGC 4486 заняли промежуточное положение между первой и второй группами. В этих галактиках есть очаги современного звездообразования. Однако, количество вновь образованных звезд не так велико, чтобы их излучение стало определяющим в общем потоке излучения системы. В результате предложен тест для выявления галактик с очагами современного звездообразования среди звездных систем поздних спектральных классов старого звездного населения.

В Заключении подведен итог результатов наблюдений активных ядер галактик NGC 1275 и NGC 4151 в оптической области спектра, а также галактик разных типов в ультрафиолетовой области спектра. Отмечается, что в свете современных представлений переменность активных ядер галактик на разных временных масштабах имеет сложный характер, ее трудно описать не только в рамках одной модели, но и в рамках современных физических теорий.

Основное содержание диссертации изложено в следующих статьях:

1. Меркулова Н.И., Проник И.И. Астрофизика. 1983. Т.19. С. 245-250. "Поиск возможной переменности эмиссионных линий в спектре ядра галактики NGC 1275 в шкале времени одни сутки."

2. Меркулова Н.И., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1983. Т.68. С. 93-103. "Опыт наблюдений быстрых колебаний эмиссионного спектра ядра пекулярной галактики NGC 1275.1."

3. Проник И.И., Меркулова II.И. Астроном. Цирк. 1983. N1285. С. 1-3. "Опыт наблюдении быстрых колебаний эмиссионного спектра ядра пекулярной галактики NGC 1275."

4. Меркулова Н.И., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1985. Т. 71. С. 160-174. "Опыт наблюдений быстрых колебаний эмиссионного спектра ядра пекулярной галактики NGC 1275. II."

5. Меркулова Н.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1986. Т. 75. С. 175-182. "Опыт фотоэлектрических наблюдений спектральной переменности ядер сейфертов-ских галактик на телескопе АЗТ-11."

6. Pronik I.I., Merkulova N.I. Abstracts of contributed papers. IAU Symp. No. 121. 1986. Burakan. P. 56 (In English). P. 141 (In Russian). "Photoelectric observations of continuous and emission lines variability in the spectra of Seyfert galaxy NGC 1275 nucleus."

7. Pronik I.I., Merkulova N.I. Observational evidence of activity in galaxies: Proc. IAU Symp. N 121 Ed. E.Khachikian et al. Dordrecht. 1987. P. 195-197. "Photoelectric observations of continuous and emission lines variability in the spectra of Seyfert galaxy NGC 1275 nucleus."

8. Меркулова Н.И., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1987. Т. 77. С. 135-143. "Результаты фотоэлектрических наблюдений непрерывного и линейчатого спектра ядра галактики NGC 1275 на телескопе АЗТ-11."

9. Меркулова H.И., Метик Л.П., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1987. Т. 77. С. 144-147. "Опыт фотоэлектрических наблюдений спектральной переменности ядер сейфертовских галактик на телескопе АЗТ-11. И. Ошибки измеряемых потоков излучения, связанные с положением галактики NGC 1275 в диафрагме."

10. Меркулова Н.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1988. Т. 78. С. 82-89. "Результаты наблюдений ядра сейфертовской галактики NGC 4151 на телескопе АЗТ-11 в 1982-1986 годах."

И. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1988. Т.79. С. 133-139. "Наблюдения переменности эмиссионных линий Hp и [ОШ] А4959+5007 ÂÂ в спектре ядра галактики NGC 1275 на телескопе АЗТ-11 в 1982-1987 годах."

12. Проник И.И., Меркулова Н.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1990. Т. 81. С. 124-130. "Результаты наблюдений эмиссионного спектра ядра пекулярной галактики NGC 1275 на 6-метровом телескопе."

13. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1990. Т. 82. С. 61-65. "К вопросу о переменности излучения в непрерывном и линейчатом спектре ядра галактики NGC 1275."

14. Pronik I.I., Merkulova N.I., Metik L.P. Astrophys. Sp. Sci. 1990. V. 171. P. 91-95. "On the H/j, [OUI] Unes and continuum variability character in the nucleus of Seyfert galaxy NGC 1275."

15. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник В.И., Проник И.И. Астроном, журнал. 1990. Т. 67. С. 449-462. "Сравнение ультрафиолетовых потоков 19 галактик, полученных на

астрономической станции "Астрон", с результатами наземной фотометрии. Переменность ультрафиолетовых потоков некоторых ядер галактик."

16. Pronik I., Merkulova N., Metik L., Pronik V. In: The Stellar Populations of Galaxies. Eds. Barbuy В., Renzini A. IAU Symp. No. 149. Brazil. 1992. P. 287-290. "The stellar populations in galaxies observed on the astrophysical station "Astron".

17. Бурнашев В.И., Бурнашева Б.А., Меркулова Н.И., Метик Л.П. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1991. Т. 83. С. 156-176. "Быстрые изменения атмосферной экстинк-ции. II. Одновременные наблюдения атмосферной прозрачности на разных телескопах."

18. Боярчук A.A., Гершберг P.E., Зверева A.M., Куртес Ж., Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник В.И., Проник И.И., Петров П.П., Теребиж A.B., Товмасян Г.М., Хуа К.Т. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1991. Т. 83. С. 177-194. "Наблюдения галактик на "Астроне".

19. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник В.И., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1991. Т. 84. С. 83-90. "Линейчатый спектр центральных областей нормальных галактик по наблюдениям на астрономической станции "Астрон".

20. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник В.И., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1991. Т. 84. С. 90104. "Непрерывный спектр центральных областей нормальных галактик по наблюдениям на астрономической станции "Астрон".

21. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1992. Т. 85. С. 82-90. "О

переменности потоков излучения ядра галактики NGC 1275 в оптическом и радиодиапазонах."

22. Меркулова Н.И., Метик Л.П. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1993. Т. 87. С. 136-145. "UBVRI - фотометрия ядра сейфертовской галактики NGC 4151 в 1989 -90 гг."

23. Меркулова Н.И., Метик Л.П., Проник И.И. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. 1993. Т. 88. С. 36-40. "Яркость центральной области галактики NGC 1275 в 1982 - 87 гг."

24. Меркулова Н.И., Метик Л.П. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории. Т. 90. (в печати). "UBVRI - наблюдения переменности ядер сейфертовских галактик NGC 1275 и NGC 4151. Быстрые вспышки на кривых блеска NGC 1275."

25. Боярчук A.A., редактор. "Астрофизические исследования на космической станции Астрон." 1993. Москва. Издательство Наука. (Коллективная монография, в печати).

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность доктору физ.-мат. наук И.И. Проник за руководство настоящей работой; канд. физ.-мат. наук Л.П. Метик - за многолетнее сотрудничество. Также автор приносит глубокую благодарность канд. физ.-мат. наук В.И. Пронику, Н.М. Шаховскому и Ю.С. Ефимову - зг многочисленные консультации и помощь в наблюдениях, H.H. Петровой - оа помощь в наблюдениях. Выражаю благодарность кол лективу, работавшему по программе наблюдений на "Астроне", i частности, канд. физ.-мат. наук А.М. Зверевой. С благодарно стью вспоминаю профессора В.Б. Никоноваза внимание к ра боте, поддержку и многочисленные консультации.

Список цитируемой литературы.

1. Seyfert К. - Nuclear emission in spiral nebulae. Astrophys.J. 1943. V.97. P.28-40.

2. Амбарцумян В.A. - Об активности ядер галактик. Симпозиум Нестационарные явления в галактиках. Бюракан. 1966. С.1-4.

3. Keel W.C. - Spectroscopic Evidence for activity in the nuclei of normal spiral galaxies. Astrophys.J. 1983. V.269. P.466-486.

4. Комберг Б.В. - Активность ядер и звездообразование в центральных областях галактик. В книге:Активные ядра и звездная космогония. Ред. Мартынов Д.Я. Из-во МГУ. 1987. С.73-88.

5. de Vaucouleurs G. - Structure, dynamics and statistical properties of galaxies.In: The Formation and Dynamics of Galaxies. Ed. Shakeshaft. Proc. IAU Symp.No.58. Dordrecht. 1974. P.l-53.

6. Афанасьев В.JI., Пимонов JI.A., Теребиж В.Ю. - Центральные конденсации в сеифертовских галактиках. Письма в Астрон. Журн. 1982. Т.8. С.579-584.

7. Cizdziel P.J., Wynn-Williams C.G., Becklin E.E. - Multi-aperture infrared photometry of the nuclei of spiral gala-xies.Astron.J. 1985.V.90. P.731- 735.

8. Дибай Э.А., Проник В.И. - Физические условия в ядре галактики NGC 1275. Изв.Крымск.астрофиз.обс. 1966. Т.35. С.87-97.

9. Горбацкий В.Г. - Введение в физику галактик и скоплений галактик. Издательство "Наука". Москва. 1986. 254 с.

10. Афанасьев B.JI., Пимонов А.А. - Опыт наблюдений на 6-метровом телескопе с ЭОП. Астрофиз.исследования. (Изв. САО). 1981. Т.13. С.76- 84.

11. Dultzin-Hacyan D., Schuster W.,J., Parrao L., Репа J.H., Peniche R., Benitez E., Costero R.- Optical variability of the Seyfert nucleus NGC 7469 in timescales from days to minutes. Astron.J. 1992. V.103. P.1769-1787.

f