Цветовая и поляризационная переменность блазаров тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

российская академия наук

главная (пулковская) астрономическая обснрва горня

На нравах рукописи

Ои-з

ЕФИМОВА Наталья Владимировна

ЦВЕТОВАЯ И ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ПЕРЕМЕННОСТЬ БЛАЗАРОВ

Специальность 01.03.02 - астрофизика и радиоастрономия

1 2 "г-

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико - математических наук

Санкт-Петербург - 2009

003482900

Pañera выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете и Учреждении Российской академии наук Главной (Пулковской) Астрономической обсерватории РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Гаген-Торн Владимир Александрович (НИАИ СПбГУ)

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Погодин Михаил Александрович (ГАО РАН)

кандидат физико-математических наук Бычкова Вера Соломоновна (АКЦ ФИАН)

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Специальная астрофизическая обсерватория (CAO РАН).

Защита состоится « 27 » ноября 2009 г. в 11 часов 30 минут на заседании Диссертационного совета Д 002.120.01 при Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН по адресу 196140, г. Санкт-Петербург, Пулковское шоссе, дом 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН (Санкт-Петербург, Пулковское шоссе, дом 65).

Автореферат разослан « 26 » октября 2009 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.120.01 кандидат физико-математических наук

Е.В. Милецкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Под термином «активные галактики» понимают множество галактик, ядерные области которых демонстрируют свойства настолько примечательные, что выделяют данный класс из множества всех остальных галактик во Вселенной. Характерными особенностями их ядер - «активных ядер галактик», сокращенно АЯГ - являются высокая болометрическая светимость, сильная переменность на всех частотах и нетепловой спектр во всем диапазоне электромагнитных волн. Доля галактик, имеющих подобные особенности, составляет только ~ 1% от общего числа, но физические процессы, происходящие в них, уникальны. Они являются своего рода экспериментальными установками, в которых реализуются чрезвычайно специфические условия, которых нельзя добиться на Земле.

Все вышеперечисленные особенности являются индикаторами присутствия в центрах активных галактик мощного физического процесса, который мог бы стать причиной столь высокоэнергетического феномена и работал бы в очень компактной области, представляющей собой ядро галактики. В современной астрофизике таким процессом считается аккреция материи на сверхмассивную черную дыру в центре галактики, осложненная анизотропией внутренней геометрии области излучения, наличием поглощения и релятивистскими эффектами.

С точки зрения уточнения и развития модели физических процессов в ядрах активных галактик наиболее интересен особый подкласс объектов, называемых блазарами. Блазары характеризуются наибольшей яркостью в радио- и гамма-диапазонах, максимальной активностью во всем диапазоне электромагнитных волн, а также наличием сильной и переменной поляризации излучения.

Несмотря на большой прогресс в выяснении природы АЯГ, некоторые вопросы остаются нерешенными. Общепринятая астрофизиками модель АЯГ дает лишь общие черты их строения (черная дыра, питающий ее вращающийся аккреционный диск и замагниченные релятивистские джеты, направленные вдоль оси вращения диска). Но многие важные характеристики этих компонентов остаются неизвестными. Так, до сих пор дискутируется вопрос о переменности цветовых характеристик переменного компонента, неясна природа и локализация компонента, ответственного за сверхбыструю переменность, недостаточно изучены связи между переменными источниками, действующими в разных спектральных диапазонах.

Решение этих вопросов должно базироваться на надежной наблюдательной основе. Важную роль здесь играют многоволновые мониторинговые на-

3

блюдения, в которых автор принимает участие, начиная с 2001 года, частично в рамках международной программы WEBT {The Whole Earth Blazar Telescope, Всемирный Блазарный Телескоп) - службы многоволнового мониторинга блазаров, организованной итальянскими астрономами в 1997 году. Анализ результатов мониторинговых наблюдений блазаров позволяет пролить свет на некоторые нерешенные вопросы их структуры, что и определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цели работы

Основной целью настоящей работы было исследование характеристик переменных источников блазаров - распределения энергии в их спектрах и состояния поляризации - на основе поляриметрических и многоцветных фотометрических наблюдений в ИК и оптическом диапазонах.

Это подразумевает решение следующих задач: проведение многоцветных мониторинговых наблюдений избранных блазаров в ИК и оптическом диапазонах; определение на основе этих наблюдений относительного распределения энергии в спектрах переменных источников в рассматриваемом диапазоне длин волн и его эволюции; определение поляризационных характеристик у переменных источников.

Научная новизна работы

Впервые найдены относительные распределения энергии в спектрах переменных источников у блазаров S5 0716+714, АО 0235+16 и ЗС 454.3; они оказались неизменными в пределах исследуемых временных интервалов и представляются степенным законом, что служит аргументом в пользу их син-хротронной природы. Для S5 0716+714 впервые было получено и исследовано распределение энергии в спектре переменного источника, отвечающего за микропеременность; выяснено, что источник сверхбыстрых изменений, скорее всего, локализован в джете, а не в аккреционном диске. Для АО 0235+16 впервые найдены степень и направление поляризации переменного источника во время вспышки. Проведена интерпретация результатов фотометрического и поляризационного поведения АО 0235+16 во время вспышки в рамках модели прохождения ударной волны по джету. Это первый случай, когда поведение объекта в оптической области спектра допускает интерпретацию в рамках модели ударной волны (результат отмечен РАН в перечне важнейших результатов за 2007 год).

Научная и практическая значимость работы

Научная ценность состоит в получении новых сведений о характеристиках переменных источников, ответственных за активность ядер галактик.

Практическая ценность обусловлена тем, что при выполнении работы получен богатый наблюдательный материал. Результаты многоцветных фотометрических наблюдений, содержащие большой объем информации, могут использоваться для решения еще ряда задач, возникающих при исследовании АЯГ (например, при исследованиях на периодичность). Результаты анализа могут дать важные ограничения на параметры моделей АЯГ, создаваемых теоретиками. Результаты диссертации могут использоваться во всех организациях, где занимаются изучением активности внегалактических объектов.

На защиту выносятся

1. Результаты многоцветного фотометрического мониторинга блазаров 85 0716+714, АО 0235+16 и ЗС 454.3 и поляризационных наблюдений АО 0235+16 во вспышке 2006 года.

2. Вывод о том, что фотометрическое поведение блазаров на разных временных шкалах и в разных спектральных интервалах может быть объяснено присутствием единственного переменного источника с изменяющимся потоком, но неизменным относительным распределением энергии в спектре. Это распределение и в оптической, и в ближней ИК-областях спектра хорошо представляется степенным законом .Р(у) « у" , что говорит в пользу еинхротронной природы источника.

3. Отсутствие излома или скачка при переходе от оптического к ИК-диапазону в «сшитых» спектрах; это показывает, что в интервале, охватываемом полосами от К до В, действует один и тот же переменный источник.

4. Идентичность цветовых характеристик источника сверхбыстрой переменности и источника, ответственного за переменность на длинной временной шкале у блазара Б5 0716+714; вывод о том, что переменный источник на самом деле один, а сверхбыстрая переменность - не что иное как флуктуации его потока.

5. Вывод о том, что эффект «чем ярче, тем краснее», наблюдаемый в оптической и ИК-областях спектра у ЗС 454.3, является результатом наложения двух компонентов излучения: более красного переменного источника еинхротронной природы с неизменным распределением энергии в спектре и постоянного источника излучения с максимумом в голубой области спектра.

6. Высокая степень поляризации переменного компонента у АО 0235+16 во время вспышки (~50%), подтверждающая его синхротронную природу.

7. Согласие фотометрического и поляризационного поведение АО 0235+16 во время вспышки с моделью прохождения вниз по джету ударной волны.

8. Вывод о том, что фотометрическая переменность обусловлена изменениями релятивистского усиления потока при изменении направления движения источника по отношению к лучу зрения. В случае АО 0235+16 изменение угла составило всего -1°.

Апробация результатов

Основные результаты данной работы докладывались на следующих конференциях:

1) XXXII конференция «Физика Космоса», Екатеринбург, Россия, 2731 января 2003 г.;

2) Международная конференция «AGN Variability From X-rays to Radio Waves», Научный, Украина, 14 - 16 июня 2004 г.;

3) Международная конференция «Blazar Variability Workshop II: Entering the GLAST Era», Майами, США, 10 - 12 апреля 2005 г.;

4) Международная конференция «Астрономия-2005: состояние и перспективы развития», Москва, Россия, 1 - 6 июня 2005 г.;

5) XXIII конференция «Актуальные проблемы внегалактической астрономии», Пущино, Россия, 25 - 27 апреля 2006 г.;

6) XXV конференция «Актуальные проблемы внегалактической астрономии», Пущино, Россия, 22 - 24 апреля 2008 г.;

7) II Пулковская молодежная астрономическая конференция, Санкт-Петербург, Россия, 2-4 июня 2009 г.

Список опубликованных работ

Результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в 9 статьях в реферируемых отечественных и зарубежных научных изданиях, а также в 7 публикациях в трудах и тезисах конференций.

1) Н.В. Ефимова Предварительные результаты обработки наблюдений объекта S5 0716+714 на телескопе АЗТ-8 за период весна 2001 г. -осень 2002 г. // Труды ХХХП конференции «Физика Космоса». - Екатеринбург: Изд. УрГУ, 2003. - С. 234.

2) V.A. Hagen-Thom, V.M. Larionov, N.V. Yefimova S5 0716+714: Analysis of Color Variability for 2001-2004 // ASP Conference Series, 2006. -v. 360.-P. 185-190.

3) L. Ostorero, S.J. Wagner, J. Gracia,..., N.V. Efimova,... (75 авт.). Testing the inverse-Compton catastrophe scenario in the intraday variable blazar S5 0716+71. I. Simultaneous broadband observations during November 2003 // Astronomy & Astrophysics. - 2006. - v. 451. - P. 797-813.

4) B.A. Гаген-Торн, B.M. Ларионов, H.B. Ефимова, Е.И. Гаген-Торн,

А.А. Архаров, А. Ди Паола, М. Дольчи, JI.O. Такало, А. Силланпяя, JI. Осхореро. Оптический и инфракрасный мониторинг блазара S5 0716+714 в 2001-2004 гг. // Астрономический Журнал. - 2006. -т. 83.-С. 516-526.

5) М. Villata, С.М. Raiteri, T.J. Balonek, ..., N.V. Efimova, ... (88 авт.). The unprecedented optical outburst of the quasar 3C 454.3. The WEBT campaign of 2004-2005 // Astronomy & Astrophysics. - 2006. - v. 453. -P. 817-822.

6) C.M. Raiteri, M. Villata, M. Kadler, ..., N.V. Efimova, ... (60 авт.). Multi-frequency variability of the blazar AO 0235+16. The WEBT campaign in 2004-2005 and long-term SED analysis // Astronomy & Astrophysics. -2006.-v. 459.-P. 731-743.

7) U. Bach, C.M. Raiteri, M. Villata, ..., N.V. Efimova,... (26 авт.). Multifre-quency monitoring of gamma-ray loud blazars. I. Light curves and spectral energy distributions // Astronomy and Astrophysics. - 2007. - v. 464. -P. 175-186.

8) C.M. Raiteri, M. Villata, V.M. Larionov, ..., N.V.Efimova, ... (78 авт.). XMM - Newton and WEBT observations of 3C 454.3 during the postout-burst Phase. Detection of the little and big blue bump // Astronomy & Astrophysics. - 2007. - v. 473. - P. 819-827.

9) V.A. Hagen-Thorn, V.M. Larionov, S.G. Jorstad, A.A. Arkharov, E.I. Hagen- Thorn, N.V. Efimova, L.V. Larionova, A.P. Marscher. The Outburst of the Blazar AO 0235+164 in 2006 December: Shock-in-Jet Interpretation // Astrophysical Journal. - 2008. - v. 672. - P. 40-47.

10) B.A. Гаген-Торн, H.B. Ефимова, B.M. Ларионов, JI.M. Раитери, M. Виллата, A.A. Архаров, Е.И. Гаген-Торн, Л.А. Гомес, С.Г. Эрштадт, Л.В. Ларионова, Л.О. Такало, А. Силланпяя. Цветовая переменность блазара ЗС 454.3 в 2004-2006 гг. II Астрономический Журнал. - 2009. - т. 86. - С. 555-563.

Личный вклад автора

В статье 2 вклад всех соавторов равнозначен; в статьи 3, 5-8 включены полученные автором результаты мониторинговых наблюдений изученных в диссертации блазаров; в статьях 4, 9-10 автору принадлежит большая часть результатов наблюдений и на треть их анализ, в постановке задачи и обсуждении вклад всех соавторов равнозначен.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы, содержащего 103 наименования, и трех приложений, со-

держит 35 рисунков и 22 таблицы. Общий объем диссертации 156 страниц, из них 27 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность работы, описываются цели и задачи проводимого исследования, научная новизна и научная и практическая ценность диссертации. Сформулированы положения, выносимые на защиту, приводится список работ, в которых опубликованы результаты данного исследования. Указан личный вклад автора и апробация результатов, и дано краткое содержание диссертации.

В Главе 1 в пункте 1.1 дается описание аппаратуры, на которой были проведены наблюдения: четырех телескопов (АЗТ-7, АЗТ-8, LX-200, работающих в оптическом диапазоне, и АЗТ-24, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне) и приемников излучения (ПЗС-камер ST-7 ХМЕ и SWIRCAM). Наблюдения проводились в 7 полосах: в U, В, V (Джонсона) и /, R (Казинса) на АЗТ-7, АЗТ-8 и LX-200 и в J, Н, К на АЗТ-24.

В пункте 1.2 приводится описание методики оптических и инфракрасных наблюдений и методики первичной обработки данных, полученных на ПЗС.

Пункт 1.3 посвящен краткому описанию использовавшегося при фотометрии и поляриметрии объектов пакета программ PHOT. Поскольку в областях описываемых в диссертации объектов плотность звезд невелика (а также поскольку полученные ИК-изображения не содержат достаточно информации для построения точной PSF), их фотометрия и в оптике и в ИК-диапазоне проводилась апертурным методом. Описаны алгоритмы апертур-ной фотометрии и поляриметрии, алгоритм перехода из инструментальной фотометрической системы в стандартную и даны алгоритмы вычисления ошибок наблюдений.

В Главе 2 описана методика анализа полученных наблюдений, разработанная для поляриметрических и многополосных фотометрических наблюдений в статьях [6] и [3] (и развита в статьях [7], [8] и ссылки в них).

В пункте 2.1 используемая методика анализа цветовой и поляризационной переменности освещается в целом.

Суть метода заключается в следующем. Предполагается, что излучение от объекта описывается в рамках двухкомпонентной модели, а именно: непеременный компонент (который объединяет все неизменяющиеся источники излучения в АЯГ) и переменный компонент (который также объединяет в себе все возможные источники переменного излучения в данном АЯГ и определяет фотометрическое и поляризационное поведение объекта на данном временном интервале). Это деление может быть применено как для фотометрической информации, так и для поляриметрических наблюдений.

Если на данном временном интервале характеристики переменного излучения, а именно: распределение энергии в спектре и относительные параметры Стокса - остаются постоянными, то появляется возможность определить их: первое - из фотометрических данных, вторые - из поляриметрии.

Пункт 2.2 посвящен применению методики для получения относительного распределения энергии в спектре переменного источника в случае многополосных фотометрических наблюдений. Там показано, что линейная корреляция потоков исследуемого источника в двух полосах говорит о том, что отношение потоков компонента, ответственного за переменность объекта, в этих полосах неизменно. В пункте 2.3 следует описание применения методики для анализа характеристик поляризации. Там показано, что линейная зависимость абсолютных параметров Стокса предполагает, что переменный источник имеет постоянные параметры поляризации.

В пункте 2.4 рассматриваются достоинства и недостатки метода. Главным достоинством является то, что информация об относительном спектральном распределении энергии переменного источника может быть получена без знания доли его излучения в наблюдаемом потоке. А одно из основных ограничений состоит в том, что применение этого метода возможно только при условии, что действует один переменный источник, то есть на ограниченной интервале времени. При появлении нового переменного субкомпонента поведение наблюдательных точек в пространстве потоков (или абсолютных параметров Стокса) может измениться, что внесет дополнительные сложности в анализ.

Пункт 2.5 описывает алгоритм применения вышеуказанного метода для нашего случая многоцветных фотометрических наблюдений в двух диапазонах, в том числе способ состыковки между диапазонами, использовавшиеся для перехода от звездных величин к потокам формулы (абсолютная калибровка Меда [12]), учет межзвездного поглощения и метод построения распределения энергии.

Остальные три главы посвящены объектам: Б5 0716+714 (Глава 3), АО 0235+16 (Глава 4) и ЗС 454.3 (Глава 5). Каждая из них включает краткий обзор литературы (пункты 3.1, 4.1 и 5.1), сведения о наших наблюдениях (пункты 3.2, 4.2 и 5.2) и выводы, полученные на основе анализа их результатов (пункты 3.3,4.3 и 5.3).

Все три источника являются одними из наиболее активных среди класса блазаров: в оптическом диапазоне амплитуда переменности составляет ~Зт (85 0716+714 и ЗС 454.3) и свыше 5.5й (АО 0235+164).

Каждый из этих объектов очень интересен для изучения и демонстрирует свои отличительные особенности. Б5 0716+714 проявляет очень сильную и явную сверхбыструю переменность как в блеске, так и в поляризации.

АО 0235+16 - один из блазаров, демонстрирующих поляризацию необычайно высокую (до 44%) и чрезвычайно сильно меняющуюся (на 15% за 6 дней [2], с 12% до 24% за сутки во время вспышки в январе 1983 г.[13]). ЗС 454.3 показывает противоположную находимой обычно у блазаров зависимость цвета от яркости источника: объект краснее не в области малых величин блеска (как следовало бы из предположения о наличии вклада более красного компонента излучения, исходящего от подстилающей галактики), а в области больших потоков (эффект «чем ярче, тем краснее»).

Общие сведения об объектах даны в Табл. 1.

Табл. 1. Координаты объектов на эпоху 2000.0 [11] и красное смещение (с ссылкой на статью, в которой оно было найдено).

координаты г Статья по определению г

экваториальные галактические

а 5 Ь 1

85 0716+714 07,12Г538 71°20"36' 144° +28° >0.3 [15]

АО 0235+16 02ь38ш395 16°36"59' 157° -39° 0.94 [4]

ЗС 454.3 22ь53ш58* 16°08"54' 86° -38° 0.859 [10]

В пункте, посвященном анализу наблюдений, сначала описываются звезды сравнения, по которым делалась фотометрия (подпункты 3.3.1, 4.3.1 и 5.3.1). Далее приводятся кривые блеска; в случае АО 0235+16 показаны также кривые изменения степени поляризации и ее направления (подпункты 3.3.2, 4.3.2 и 5.3.2),

Дальнейший анализ для разных объектов имеет свои особенности.

В Главе 3, посвященной 85 0716+714, в подпункте 3.2.3 рассматривается цветовое поведение объекта. Выяснено, что в рассматриваемый период (2001-2004 гг.) переменный источник в объекте не менял своего распределения, как не менял он своего распределения в среднем и за больший промежуток времени (1994-2001 гг.), что доказывается рассмотрением данных из литературы ([5] и [14]) в подпункте 3.2.4. Спектр переменного источника Б5 0716+714 в выбранных диапазонах подчиняется степенному закону с показателем аор,+п1 = -1.12±0.01, без каких-либо скачков и изломов. Подпункт 3.2.5 посвящен микропеременности. В нем рассмотрено цветовое поведение переменного источника в ночь ГО 2 452 973, когда сверхбыстрая переменность наблюдалась надежнее всего (в обоих диапазонах). В течение этой ночи и еще двух цветовые характеристики ее неременного источника не отличались от таковых для медленно меняющегося компонента. В этом случае мик-

ропеременность можно рассматривать как флуктуации потока медленно меняющегося компонента, не имеющие отношения к аккреционному диску.

В Главе 4, посвященной АО 0235+16, в подпункте 4.2.3 рассматривается характерное время переменности в каждой из наблюдаемых фотометрических полос и характерное время переменности поляризации. Выяснено, что поляризация в полосе Л возникает в области, которая в 5 раз меньше области, порождающей оптическое излучение в той же полосе. 'Изучение выборок на частотах, соответствующих полосам Ни К, выявило зависимость вре-

мени переменности от частоты, а именно: возрастание его в сторону меньших частот.

Подпункт 4.2.4 посвящен корреляционному анализу с использованием БСЕ. Получено, что в высокочастотной области спектра изменения блеска происходят раньше, чем в низкочастотной, причем величина задержки увеличивается в сторону низких частот. Такое поведение величины и знака задержек в зависимости от частоты ожидаемо, если исходить их того, что размеры излучающих областей на разных длинах волн определяются временами переменности, найденными выше.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 -120-100 -80 -60 -40 -20 0 ^ тау 0 о

Рис. 1. Наблюдаемая поляризация АО 0235+164. Слева: зависимость между степенью поляризации и потоком в полосе Я. Справа: зависимость между степенью поляризации и ее направлением; пунктирная линия обозначает направление джета на масштабах парсека.

В подпунктах 4.2.5 и 4.2.6 рассматривается поведение поляризации в период наблюдений и вычислены поляризационные характеристики переменного источника в АО 0235+16 во время вспышки. Оказалось, что поляризация переменного источника в момент наблюдений была очень высока и упала с 50% до 30% во время падения блеска источника. Изменения поляризации сопровождались изменением ее направления. И при сильной поляризации ее направление было близко к —15°, направлению джета на парсековых масштабах, видимого на УЬВ1-картах (Рис. 1).

В подпункте 4.2.7 проведен анализ цветовой переменности и показано, что во время вспышки переменный источник в АО 0235+16 не менял своего распределения энергии в спектре, которое хорошо описывается степенным законом с показателем с^+т.= -1 -0410.06. Оно хорошо согласуется со степенным распределением, характерным для спектра синхротронного излучения и не имеет на выбранном интервале частот излома или скачка. Сравнение полученного спектрального индекса с предыдущими данными из статьи [1] показало, что такой же жесткий, как и во время вспышки, описываемой в нашей работе, спектр переменного источника наблюдался всего один раз.

Пункт 4.2.8 обобщает полученные свойства переменного источника, и в подпункте 4.2.9 приводятся расчеты, выполненные одним из соавторов нашей статьи [9] на основе модели ударной волны, распространяющейся по джету. Показано, что наблюдаемые вариации потока и степени поляризации АО 0235+16 можно объяснить изменениями сжатия плазмы и малыми изменениями угла между лучом зрения и направлением движения излучающей области в джете (< 1°); Лоренц-фактор при этом остается постоянным. На основе характерного времени переменности дается оценка магнитного поля в ядре блазара (В = 0.5 Гаусс).

В Главе 5, посвященной ЗС 454.3, в подпункте 5.2.3 проведен анализ цветовой переменности объекта отдельно для 2004—2005 гг. (момент вспышки и поствспышечный период) и для 2006 г. (когда объект демонстрировал переменность с гораздо меньшей амплитудой). Выяснено, что относительное распределение энергии переменного источника оставалось неизменным внутри выбранных периодов, но изменилось при переходе от одного периода к другому: в более поздний период переменный источник имел более жесткий спектр (аоР,+к =+1.82 ±0.04 в 2004-2005 гг., но аор,+ж =+1.51 ±0.04 в 2006 г.). В обе эпохи наблюдений мы получили хорошее согласие спектрального распределения энергии переменного источника в ЗС 454.3 со степенным законом, без наличия какого-либо заметного скачка или излома между оптическим и инфракрасным диапазонами.

В подпункте 5.2.4 дается интерпретация наблюдаемого у ЗС 454.3 эффекта «чем ярче, тем краснее». Предполагается, что в излучении объекта име-

ется два компонента, один из которых более постоянный и с максимумом в голубой области, а за переменность отвечает более красный синхротронный компонент. Тогда вблизи максимума блеска, когда вклад переменного компонента велик, наблюдаемое распределение энергии будет близко к распределению переменного источника; а в случае слабого состояния вклад в общий спектр голубого постоянного компонента возрастет.

Исходя из амплитуды переменности наблюдавшейся в 2005 г. вспышки, вычисляется верхняя оценка Доплер-фактора в минимуме блеска: 4>,„< 15.3 (подпункт 5.2.5).

В Заключении суммированы результаты работы. В Приложениях приведены таблицы, содержащие величины блеска объектов за период их наблюдений в семи фильтрах (В, V, Rc, 4 J, Н,К) с ошибками. Приложение 1 содержит таблицы по S5 0716+714 (за 2001-2004 гг.); Приложение 2 - по АО 0235+16 (за октябрь-декабрь 2006 г.); Приложение 3 - по ЗС 454.3 (за 2004-2006 гг.).

Список литературы

[1] Гаген-Торн В. А., Ларионов В. М., Раитери К. М. и др. Цветовая переменность цвета блазара АО 0235+16 // Астрономический журнал. - 2007. - т. 84. -№Ц. _С. 975-983.

[2] Bailey J., Hough J. H., Axon D. J. The wavelength dependence of polarization in BL Lac objects // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 1983. -V. 203.-P. 339-344.

[3] Choloniewski J. The Shape and Variability of the Nonthermal Component of the Optical Spectra of Active Galaxies // Acta Astronómica. - 1981. - V. 31. - P. 293-309.

[4] Cohen R. D., Smith H. E., Junkkarinen V. Т., Burbidge E. M. The nature of the BL Lacertae object AO 0235 + 164 // Astrophysical Journal. - 1987. - V. 318. - P. 577-584.

[5] Ghisellini G., Villata M., Raiteri С. M. et al. Optical-IUE observations of the gamma-ray loud BL Lacertae object S5 0716+714: data and interpretation // Astronomy & Astrophysics. - 1997. - V. 327. - P. 61-71.

[6] Hagen-Thorn V. A. OJ 287 - Polarization and photometric behavior during 1971-76 // Astrophysics and Space Science. - 1980. - V. 73. - № 2. - P. 279-294.

[7] Hagen-Thorn V. A. On Choloniewski's method of component separation in the light of active galactic nuclei // Astronomy Letters. - 1997. - V. 23. - P. 19-25.

[8] Hagen-Thorn V. A., Marchenko S. G. Photometry and Polarimetry of Active Galactic Nuclei // Baltic Astronomy. - 1999. - V. 8. - P. 575-592.

[9] Hagen-Thorn V. A., Larionov V. M., Jorstad S. G. et al. The Outburst of the Blazar AO 0235+164 in 2006 December: Shock-in-Jet Interpretation // Astrophysi-cal Journal. - 2008. - V. 672. - P. 40-47.

[10] Lynds C. R. New Spectroscopic Observations of Twenty Quasi-Stellar Sources //Astrophysical Journal. - 1967. -V. 147. - P. 837-840.

[11] Ma C., Arias E. F., Eubanks T. M. et al. The International Celestial Reference Frame as Realized by Very Long Baseline Interferometry // Astronomical Journal. - 1998.-V. 116.-P. 516-546.

[12] Mead A. R. G„ Ballard K. R., Brand P. W. J. L. et al. Optical and infrared po-larimetry and photometry of blazars // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. - 1990. - № 83. - P. 183-204.

[13] Smith P. S. The Optical and Ultraviolet Polarization of BL Lac Objects and OW Quasars (I) // Blazar Continuum Variability / ed. H.R. Miller, J.R. Webb, J.C. Noble. - ASP Conference Series. - 1996. - V. 110. - P. 135-149.

[14] Raiteri C. M., Villata M., Tosti G. et al. Optical and radio behaviour of the BL Lacertae object 0716+714 // Astronomy & Astrophysics. - 2003. - V. 402. - P. 151-169.

[15] Wagner S. J., Witzel A., Heidt J. et al. Rapid Variability in S5 0716+714 Across the Electromagnetic Spectrum // Astronomical Journal. - 1996. - V. 111,-P. 2187-2211.

Подписано к печати 14.10.09. Формат 60x84 Vi б. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Печать цифровая. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 4520.

Отпечатано в Отделе оперативной полиграфии химического факультета СПбГУ 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 26 Тел.: (812)428-4043,428-6919

Введение.

ГЛАВА 1. Аппаратура. Методика наблюдений и обработки.

1.1. Характеристики телескопов и приемников излучения.

1.2. Методика наблюдений.

1.2.1. Методика оптических наблюдений и их предварительная обработка.

1.2.2. Методика инфракрасных наблюдений и их предварительная обработка.

1.2.3. Получение конечных изображений с помощью программы PreProcess.

1.2.4. Описание пакета программ SExtractor.

1.3. Фотометрия и поляриметрия.

1.3.1. Фотометрия.

1.3.2. Поляриметрия.

1.3.3. Апертурная фотометрия с помощью пакета программ PHOT.

1.3.3.1. Переход в стандартную фотометрическую систему.

1.3.3.2. Ошибки наблюдений.

1.4. Результаты наблюдений.

ГЛАВА 2. Методика анализа переменности.

2.1. Общее описание.

2.2. Анализ цветовой переменности.

2.3. Анализ переменности параметров поляризации.

2.4. Область применимости и преимущества методики.

2.5. Алгоритм применения метода.

ГЛАВА 3. Блазар S5 0716+714.

3.1. Обзор литературы.

3.1.1. Идентификация и классификация объекта.

3.1.2. Фотометрическая активность объекта.

3.1.3. Поляриметрическая активность объекта.

3.2. Результаты наших наблюдений.

3.2.1. Звезды сравнения.

3.2.2. Кривые блеска.

3.2.3. Распределение энергии в спектре переменного источника в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах.

3.2.4. Анализ имеющихся в литературе данных.

3.2.5. Изменения в течение ночи (ШУ).

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. Блазар АО 0235+164.

4.1. Обзор литературы.

4.1.1. Идентификация и классификация объекта.

4.1.2. Фотометрическая активность объекта.

4.1.3. Поляриме трическая активность объекта.

4.2. Результаты наших наблюдений.

4.2.1. Звезды сравнения.

4.2.2. Кривые блеска.

4.2.3. Характерное время переменности.

4.2.4. Корреляция изменений на различных частотах.

4.2.5. Поляризация.

4.2.6. Параметры Стокса переменного источника.

4.2.7. Распределение энергии переменного источника в оптической и инфракрасной областях спектра.

4.2.8. Наблюдаемые характеристики переменного источника.

4.2.9. Модельный расчет характеристик излучающей области.

4.3. Выводы.

ГЛАВА 5. Блазар 3 С 454.3.

5.1. Обзор литературы.

5.1.1. Идентификация и классификация объекта.

5.1.2. Фотометрическая активность объекта.

5.1.3. Поляриметрическая активность объекта.

5.2. Результаты наших наблюдений.

5.2.1. Звезды сравнения.

5.2.2. Кривые блеска.

5.2.3. Распределение энергии в спектре переменного источника в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах.

5.2.4. Интерпретация наблюдаемой цветовой переменности

ЗС 454.3.

5.2.5. Вероятный механизм переменности.

5.3. Выводы.

Под термином «активные галактики» понимают множество галактик, ядерные области которых демонстрируют свойства настолько примечательные, что выделяют данный класс из множества всех остальных галактик во Вселенной. Характерными особенностями их ядер - «активных ядер галактик», сокращенно АЯГ - являются высокая болометрическая светимость, сильная переменность на всех частотах и нстепловой спектр во всем диапазоне электромагнитных волн. Доля галактик, имеющих подобные особенности, составляет только ~ 1% от общего числа, но физические процессы, происходящие в них, уникальны. Они являются своего рода экспериментальными установками, в которых реализуются чрезвычайно специфические условия, которых нельзя добиться на Земле.

Все вышеперечисленные особенности являются индикаторами присутствия в центрах активных галактик мощного физического процесса, который мог бы стать причиной столь высокоэнергетического феномена и работал бы в очень компактной области, представляющей собой ядро галактики. В современной астрофизике таким процессом считается аккреция материи на сверхмассивную черную дыру в центре галактики, осложненная анизотропией внутренней геометрии области излучения, наличием поглощения и релятивистскими эффектами.

С точки зрения уточнения и развития модели физических процессов в ядрах активных галактик наиболее интересен особый подкласс объектов, называемых блазарами. Блазары характеризуются наибольшей яркостью в радио- и гамма-диапазонах, максимальной активностью во всем диапазоне электромагнитных волн, а также наличием сильной и переменной поляризации излучения.

Этот подкласс активных галактик включает в себя два вида: квазары с плоским радиоспектром (Flat-Spectrum Radio Quasars, FSRO) и объекты типа BL Ящерицы, или лацертиды.

FSRQ - это квазары, радиоспектр которых имеет спектральный индекс аг>-0.5. Это компактные радиоисточники без ярко выраженных «радиолопастей». Их оптический спектр обнаруживает присутствие широких эмиссионных линий, а их континуум сильно переменен и поляризован.

Лацертиды отличаются от FSRQ только оптическими спектрами: если у FSRQ есть сильные широкие эмиссионные линии, то лацертиды демонстрируют только очень слабые эмиссионные линии или вообще их отсутствие. В остальном же они имеют сходные поведение (сильная переменность и поляризация) и морфологию (компактность), а также похожую - «двугорбую» форму спектрального распределения энергии {Spectral Energy Distribution, SED), которое тоже переменно во времени.

На рис. 1 представлены примеры SED блазаров. Первый пик относится к синхротронному излучению, второй, расположенный в области высоких энергий, скорее всего, обусловлен обратным Комптон-эффектом.

10 15 20 25

Log и [Hz]

Рис. 1. Усредненные SED блазаров [22].

Наибольшей переменностью среди АЯГ, как уже отмечалось, обладают блазары: сезонные изменения их блеска могут превышать несколько звездных величин. Иногда наблюдаются исключительные по темпу и величине вариации, когда блеск объекта изменяется на ~\т в течение суток или менее. Большинство блазаров демонстрируют также так называемую сверхбыструю переменность, или микропеременность (intraday variability, IDV), то есть переменность в течение ночи, когда наблюдается систематическое или хаотическое изменение блеска со скоростью до 0.1-0.2т в час.

Есть несколько механизмов переменности (в том числе и IDV) [97]: a) модель ударной волны, распространяющейся по джету и вызывающей уплотнение магнитного поля и ускорение электронов до субсветовых скоростей, так что с фронта ударной волны начинает излучаться синхро-тронная эмиссия. b) неустойчивости в аккреционном диске, вызванные внешними, гравитационными возмущениями и приводящие к появлению вспышек или горячих пятен. c) геометрические эффекты, связанные со спиралевидным искривлением или прецессией джета, в результате действия которых меняется направление излучения в узком пучке («эффект маяка»), сопровождающееся изменением Доплеровского усиления.

Все эти гипотезы имеют право на жизнь, в каждом конкретном случае переменность может быть вызвана той или иной причиной, причем возможно их совместное действие.

Актуальность темы

Несмотря на большой прогресс в выяснении природы АЯГ, некоторые вопросы остаются нерешенными. Общепринятая астрофизиками модель АЯГ дает лишь общие черты их строения (черная дыра, питающий ее вращающийся аккреционный диск и замагниченные релятивистские джеты, направленные вдоль оси вращения диска). Но многие важные характеристики этих компонентов остаются неизвестными. Так, до сих пор дискутируется вопрос о переменности цветовых характеристик переменного компонента, неясна природа и локализация компонента, ответственного за сверхбыструю переменность, недостаточно изучены связи между переменными источниками, действующими в разных спектральных диапазонах.

Решение этих вопросов должно базироваться на надежной наблюдательной основе. Важную роль здесь играют многоволновые мониторинговые наблюдения, в которых автор принимает участие, начиная с 2001 года, частично в рамках международной программы WEBT (The Whole Earth Blazar Telescope, Всемирный Блазарный Телескоп) - службы многоволнового мониторинга блазаров, организованной итальянскими астрономами в 1997 году. Анализ результатов мониторинговых наблюдений блазаров позволяет пролить свет на некоторые нерешенные вопросы их структуры, что и определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цели и задачи работы

Основной целью настоящей работы было исследование характеристик переменных источников блазаров - распределения энергии в их спектрах и состояния поляризации - на основе поляриметрических и многоцветных фотометрических наблюдений в ИК и оптическом диапазонах.

Это подразумевает решение следующих задач: проведение многоцветных мониторинговых наблюдений избранных блазаров в ИК и оптическом диапазонах; определение на основе этих наблюдений относительного распределения энергии в спектрах переменных источников в рассматриваемом диапазоне длин волн и его эволюции; определение поляризационных характеристик у переменных источников.

Научная новизна

Впервые найдены относительные распределения энергии в спектрах переменных источников у блазаров S5 0716+714, АО 0235+16 и ЗС 454.3; они оказались неизменными в пределах исследуемых временных интервалов и представляются степенным законом, что служит аргументом в пользу их синхро-тронной природы. Для Б5 0716+714 впервые было получено и исследовано распределение энергии в спектре переменного источника, отвечающего за микропеременность; выяснено, что источник сверхбыстрых изменений, скорее всего, локализован в джете, а не в аккреционном диске. Для АО 0235+16 впервые найдены степень и направление поляризации переменного источника во время вспышки. Проведена интерпретация результатов фотометрического и поляризационного поведения АО 0235+16 во время вспышки в рамках модели прохождения ударной волны по джету. Это первый случай, когда поведение объекта в оптической области спектра допускает интерпретацию в рамках модели ударной волны (результат отмечен РАН в перечне важнейших результатов за 2007 год).

Научная и практическая ценность

Научная ценность состоит в получении новых сведений о характеристиках переменных источников, ответственных за активность ядер галактик. Практическая ценность обусловлена тем, что при выполнении работы получен богатый наблюдательный материал. Результаты многоцветных фотометрических наблюдений, содержащие большой объем информации, могут использоваться для решения еще ряда задач, возникающих при исследовании АЯГ (например, при исследованиях на периодичность). Результаты анализа могут дать важные ограничения на параметры моделей АЯГ, создаваемых теоретиками. Результаты диссертации могут использоваться во всех организациях, где занимаются изучением активности внегалактических объектов.

На защиту выносятся: 1. Результаты многоцветного фотометрического мониторинга блазаров 85 0716+714, АО 0235+16 и ЗС 454.3 и поляризационных наблюдений АО 0235+16 во вспышке 2006 года.

2. Вывод о том, что фотометрическое поведение блазаров на разных временных шкалах и в разных спектральных интервалах может быть объяснено присутствием единственного переменного источника с изменяющимся потоком, но неизменным относительным распределением энергии в спектре. Э то распределение и в оптической, и в ближней ИК-областях спектра хорошо представляется степенным законом Уа, что говорит в пользу синхро-тронной природы источника.

3. Отсутствие излома или скачка при переходе от оптического к ИК-диапазону в «сшитых» спектрах; это показывает, что в интервале, охватываемом полосами от К до В, действует один и тот же переменный источник.

4. Идентичность цветовых характеристик источника сверхбыстрой переменности и источника, ответственного за переменность на длинной временной шкале у блазара Б5 0716+714; вывод о том, что переменный источник на самом деле один, а сверхбыстрая переменность - не что иное как .флуктуации его потока.

5. Вывод о том, что эффект «чем ярче, тем краснее», наблюдаемый в оптической и ИК-областях спектра у ЗС 454.3, является результатом наложения двух компонентов излучения: более красного переменного источника сип-хротронной природы с неизменным распределением энергии в спектре и постоянного источника излучения с максимумом в голубой области спектра.

6. Высокая степень поляризации переменного компонента у АО 0235+16 во время вспышки (-50%), подтверждающая его синхротронную природу.

7. Согласие фотометрического и поляризационного поведение АО 0235+16 во время вспышки с моделью прохождения вниз по джету ударной волны.

8. Вывод о том, что фотометрическая переменность обусловлена изменениями релятивистского усиления потока при изменении направления движения источника по отношению к лучу зрения. В случае АО 0235+16 изменение угла составило всего ~1

Апробация работы

Основные результаты данной работы докладывались на следующих конференциях:

1) XXXII конференция «Физика Космоса», Екатеринбург, Россия, 27-31 января 2003 г.;

2) Международная конференция «AGN Variability From X-rays to Radio Waves», Научный, Украина, 14-16 июня 2004 г.;

3) Международная конференция «Blazar Variability Workshop II: Entering the GLAST Era», Майами, США, 10-12 апреля 2005 г.;

4) Международная конференция «Астрономия-2005: состояние и перспективы развития», Москва, Россия, 1 - 6 июня 2005 г.;

5) XXIII конференция «Актуальные проблемы внегалактической астрономии», Пущино, Россия, 25 — 27 апреля 2006 г.;

6) XXV конференция «Актуальные проблемы внегалактической астроно-., мии», Пущино, Россия, 22 - 24 апреля 2008 г.;

7) II Пулковская молодежная астрономическая конференция, Санкт-Петербург, Россия, 2-4 июня 2009 г.

Основные результаты диссертации изложены в следующих статьях:

1) Н.В. Ефимова Предварительные результаты обработки наблюдений объекта S5 0716+714 на телескопе АЗТ-8 за период весна 2001 г. - осень 2002 г. // Труды XXXII конференции «Физика Космоса». - Екатеринбург: Изд. УрГУ, 2003. - С. 234.

2) V.A. Hagen-Thorn, V.M. Larionov, N.V. Yefimova S5 0716+714: Analysis of Color Variability for 2001-2004 // ASP Conference Series, 2006. - v. 360. -P. 185-190.

3) L. Ostorero, S.J. Wagner, J. Gracia, ., N.V. Efimova, . (75 авт.). Testing the inverse-Compton catastrophe scenario in the intraday variable blazar S5 0716+71. I. Simultaneous broadband observations during November 2003 Astronomy & Astrophysics. - 2006. - v. 451. - P. 797-813.

4) B.A. Гаген-Торн, B.M. Ларионов, H.B. Ефимова, Е.И. Гагеп-Торн, А.А. Архаров, А. Ди Паола, M. Дольчи, JI.О. Такало, А. Силлаипяя, Л. Остореро. Оптический и инфракрасный мониторинг блазара S5 0716+714 в 2001-2004 гг. // Астрономический Журнал. - 2006. -т. 83.-С. 516-526.

5) М. Villata, С.М. Raiteri, T.J. Balonek, ., N.V. Efimova, . (88 авт.). The unprecedented optical outburst of the quasar 3C 454.3. The WEBT campaign of 2004-2005 // Astronomy & Astrophysics. - 2006. - v. 453. - P. 817-822.

6) C.M. Raiteri, M. Villata, M. Kadler, N.V. Efimova, . (60 авт.). Multi-frequency variability of the blazar AO 0235+16. The WEBT campaign in 2004-2005 and long-term SED analysis // Astronomy & Astrophysics. — 2006.-v. 459.-P. 731-743.

7) U. Bach, C.M. Raiteri, M. Villata, ., N.V. Efimova, . (26 авт.). Multifrequency monitoring of gamma-ray loud blazars. I. Light curves and spectral energy distributions // Astronomy & Astrophysics. - 2007. - v. 464. -P. 175-186.

8) C.M. Raiteri, M. Villata, V.M. Larionov, ., N.V.Efimova, . (78 авт.). XMM - Newton and WEBT observations of 3C 454.3 during the postout-burst Phase. Detection of the little and big blue bump // Astronomy & Astrophysics. - 2007. - v. 473.-P. 819-827.

9) V.A. Hagen-Thorn, V.M. Larionov, S.G. Jorstad, A.A. Arkharov, E.I. Hagen- Thorn, N.V. Efimova, L.V. Larionova, A.P. Marscher. The Outburst of the Blazar AO 0235+164 in 2006 December: Shock-in-Jet Interpretation // Astrophysical Journal. - 2008. - v. 672. - P. 40-47.

10) B.A. Гаген-Торн, H.B. Ефимова, B.M. Ларионов, Л.М. Раитери, M. Виллата, A.A. Архаров, Е.И. Гаген-Торн, Л.А. Гомес, С.Г. Эрштадт, Л.В. Ларионова, Л.О. Такало, А. Силланпяя. Цветовая переменность блазара ЗС 454.3 в 2004-2006 гг. // Астрономический Журнал. - 2009. -т. 86.-С. 555-563.

Личный вклад автора

В статье 2 вклад всех соавторов равнозначен; в статьи 3, 5-8 включены полученные автором результаты мониторинговых наблюдений изученных в диссертации блазаров; в статьях 4, 9-10 автору принадлежит большая часть результатов наблюдений и на треть их анализ, в постановке задачи и обсуждении вклад всех соавторов равнозначен.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы, содержащего 103 наименования, и трех приложений, содержит 35 рисунков и 22 таблицы. Общий объем диссертации 156 страниц, из них 27 страниц приложений.

Основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, можно сформулировать следующим образом:

1). Были проведены мониторинговые многоцветные фотометрические наблюдения трех отличающихся высокой активностью блазаров: Б5 0716+714, АО 0235+16 и ЗС 454.3; для АО 0235+16 были выполнены также поляриметрические наблюдения.

2). Был проведен анализ результатов этих наблюдений, показавший следующее: а). Во всех случаях фотометрическое поведение блазаров на разных временных шкалах и в разных спектральных интервалах может быть объяснено присутствием единственного переменного источника с изменяющимся потоком, но неизменным относительным распределением энергии в спекчре. В частности, это относится к поведению во вспышках, форма спектра одна и та же с самого начала и до окончания каждого события. б). Относительные спектральные распределения энергии переменных источников и в оптической, и в ближней ИК-областях спектра хорошо представляются степенным законом Р(у) ©= уа, что говорит в пользу их синхротронной природы. в). Объединение оптических и ИК-спектров показывает, что в «сшитых» спектрах нет признаков излома или скачка при переходе от оптического к ИК-диапазону. Это является доказательством того, что в интервале, охватываемом полосами от К до В, действует один и тот же переменный источник. г). Распределение энергии у источника сверхбыстрой переменности у блазара 85 0716+714 оказалось таким же, как у источника, ответственного за переменность на длинной временной шкале. Можно думать, что переменный источник на самом деле один, а сверхбыстрая переменность - не что иное, как флуктуации его потока. д). Эффект «чем ярче, тем краснее», наблюдаемый в оптической и ИК-областях спектра у ЗС 454.3, является результатом наложения двух компонентов излучения: более красного переменного источника синхротронной природы с неизменным распределением энергии в спектре и постоянного источника излучения с максимумом в голубой области спектра. е). Степень поляризации у переменного источника во вспышке объекта АО 0235+16 коррелировала с изменениями блеска; в максимуме вспышки она был а очень велика 50 %), что подтверждает синхротронную природу переменного источника. ж). Фотометрическое и поляризационное поведение АО 0235+16 во время вспышки согласуется с моделью прохождения вниз по джету ударной волны. з). Неизменность спектрального распределения энергии у переменного источника исключает все механизмы переменности, приводящие к изменению формы спектра. Наблюдаемое поведение можно ожидать, если изменения потока обусловлены изменениями релятивистского усиления потока при изменении направления движения источника по отношению к лучу зрения. В случае АО 0235+16 изменение угла составило всего -1°.

В заключение автор приносит глубокую благодарность своему научному руководителю, профессору Владимиру Александровичу Гаген-Торну за руководство при выполнении работы и написании диссертации и заведующему лабораторией наблюдательной астрофизики НИАИ СПбГУ Валерию Михайловичу Ларионову, курирующему наблюдательную программу фотометрического и поляризационного мониторинга блазаров, за неоценимую помощь в освоении методов наблюдения и анализа, за ценные идеи и постоянное внимание. Автор также благодарит Аркадия Александровича Архарова за предоставление возможности наблюдений на АЗТ-24, за научную, моральную и финансовую поддержку на протяжении всего времени работы над диссертацией.

Автор благодарен руководителям программы WEBT за предоставление необходимого дополнительного наблюдательного материала, а также всем соавторам за возможность совместной работы. И выражает большую благодарность всем сотрудникам лаборатории наблюдательной астрофизики НИАИ СПбГУ, и особенно всем наблюдателям группы В.М. Ларионова, и всем сотрудникам лаборатории спектрофотометрии звезд ГАО РАН за поддержку.

Заключение

1. Гаген-Торн В. Л., Гаген-Торп Е. И., Такало JI. О. и др. Анализ цветовой переменности ON 231 в 1994-2002 гг. // Астрономический Журнал. 2005. - т. 82. - №5. - С. 414-419.

2. Гаген-Торн В.А., Ларионов В.М., Ефимова Н.В. и др. Оптический и инфракрасный мониторииг блазара S5 0716+714 в 2001-2004 гг. // Астрономический Журнал. 2006. - т. 83.-№5.-С. 516-526.

3. Гаген-Торн В. А., Ларионов В. М., Раитери К. М. и др. Цветовая переменность цвета блазара АО 0235+16 // Астрономический журнал. 2007. - т. 84. -№11.-С. 975-983.

4. Гаген-Торн В. А., Ефимова Н. В., Ларионов В. М. и др. Цветовая переменность блазара ЗС 454.3 в 2004-2006 гг. // Астрономический Журнал. — 2009. -т. 86.-№6.-С. 555-563.

5. Копацкая Е.Н., Ларионов В.М. Фотометрические и поляриметрические наблюдения с ПЗС-камерой на телескопах LX200 и АЗТ-8: Учебно-методич. пособие. Санкт-Петербург: НИИХ СПбГУ, 2007. - 25 с.

6. Angel J. R. P., Boroson Т. A., Adams M. T. ct al. On the polarization and mass of BL Lac objects // Proceedings of Pittsburgh Conference on BJL Lac Objects, held April 24-26, 1978.-Pittsburgh, 1978.-P. 117-148.

7. Angel J. R. P., Stockman H. S. Optical and infrared polarization of active extraga-lactic objects // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 1980. - V. 18. - P. 321-361.

8. Angione R. J. The Optical Variability of 3C 454.3 // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 1968. - V. 80. - P. 339-342.

9. Angione R. J. Short-time-scale variability of QSO's // Astronomical Journal. -1971.-V. 76.-P. 25-30.

10. Argue A. N., Kenworthy С. M., Stewart P. M. Optical Positions for 24 Radio Sources // Astrophysical Letters. 1973. - V. 14. - P. 99-104.

11. Bach U., Raiteri C.M., Villata M. et al. Multifrequcncy monitoring of gamma-ray loud blazars. I. Light curves and spectral energy distributions // Astronomy & Astrophysics. 2007. - V. 464. - P. 175-186.

12. Bailey J., Hough J. IT., Axon D. J. The wavelength dependence of polarization in BL Lac objects // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1983. - V. 203. - P. 339-344.

13. Barbieri C., Romano G., Zambon M. Survey of the optical variability of compact extragalactic objects. II. Objects from 17h to 22h // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1978,-V. 31.-P. 401-407.

14. Bennett A. S. The revised 3C catalogue of radio sources // Memoirs of the Royal Astronomical Society. 1962.-V. 68.-P. 163-172.

15. Bersanelli M., Bouchet P., Falomo R., Tanzi E. G. Homogeneous J, IT, K, L photometry of a sample of BL Lac objects // Astronomical Journal. 1992. - V. 104. - P. 28-39.

16. Burbidge G. R., Jones T. W., O'Dell S. L. Physics of compact nonthermal sources. Ill Energetic considerations // Astrophysical Journal. - 1974. -V. 193. - P. 43-54.

17. Burstein D., Ileiles C. Reddenings derived from H I and galaxy counts Accuracy and maps // Astronomical Journal. - 1982. - V. 87. - P. 1165-1189.

18. Cardelli J. A., Clayton G. C., Mathis J. S. The relationship between infrared, optical, and ultraviolet extinction // Astrophysical Journal. 1989. - V. 345. - P. 245256.

19. Cawthorne T. V. Interpretation of parsec scale jets // Beams and Jets in Astrophysics / ed. P. A. Hughes. Cambridge Astrophysics Series. - 1991. - No. 19. - P. 187-231.

20. Choloniewski J. The Shape and Variability of the Nonthermal Component of the Optical Spectra of Activc Galaxies // Acta Astronomica. 1981. - V. 31. - P. 293309.

21. Cohen R. D., Smith H. E., Junkkarinen V. T., Burbidge E. M. The nature of the BL Lacertae object AO 0235 + 164 // Astrophysical Journal. 1987. - V. 318. - P. 577-584.

22. Donato D., Ghisellini G., Tagliaferri G., Fossati G. Hard X-ray properties of blazars // Astronomy & Astrophysics. 2001. - V. 375. - P. 739-751.

23. Edelson R. A., Krolik J. H. The discrete correlation function A new method for analyzing unevenly sampled variability data // Astrophysical Journal. - 1988. - V. 333.-P. 646-659.

24. Fan J. H., Lin R. G. Infrared Variation of Radio-sclected BL Lacertae Objects // Astrophysical Journal Supplement Series. 1999. -V. 121. - P. 131-157.

25. Fan J. H., Lin R. G. Optical Variability and Periodicity Analysis for Blazars. I. Light Curves for Radio-selected BL Lacertae Objects // Astrophysical Journal. -2000.-V. 537.-P. 101-122.

26. Frey S., Gurvits L. I., Altschuler D. R. et al. Dual-Frequency VSOP Observa,-tions of AO 0235+164 // Publications of the Astronomical Society of Japan. 2000. -V. 52.-P. 975-982.

27. Gabuzda D. C., Kovalev Y. Y., Krichbaum T. P. et al. VLBI polarization observations of the rapidly variable BL Lacertae object BL 0716+714 // Astronomy & Astrophysics. 1998. - V. 333.-P. 445-451.

28. Ghisellini G., Villata M., Raiteri C. M. et al. Optical-IUE observations of the gamma-ray loud BL Lacertae object S5 0716+714: data and interpretation // Astronomy & Astrophysics. 1997.-V. 327.-P. 61-71.

29. Ghosh K. K., Kim C., Ramsey B. D., Soundararajaperumal S. Optical Mi-crovariability of Blazars // Journal of the Korean Astronomical Society. 2001. - V. 34.-P. 9-15.

30. González-Pérez J. N., Kidger M. R., Martín-Luis F. Optical and Near-Infrared Calibration of AGN Field Stars: An All-Sky Network of Faint Stars Calibrated on the Landolt System // Astronomical Journal. 2001. - V. 122. - P. 2055-2098.

31. Hagen-Thorn V. A. OJ 287 Polarization and photometric behavior during 1971-76 // Astrophysics and Space Science. - 1980. - V. 73. - № 2. - P. 279-294.

32. Hagen-Thorn V. A. On Choloniewski's method of component separation in the light of active galactic nuclei // Astronomy Letters. 1997. - V. 23. - P. 19-25.

33. Hagen-Thorn V. A., Marchenko S. G. Photometry and Polarimetry of Active Galactic Nuclei // Baltic Astronomy. 1999. - V. 8. - P. 575-592.

34. Hagen-Thorn V. A., Larionov V. M., Yefimova N. V. S5 0716+714: Analysis of Color Variability for 2001-2004 // ASP Conference Scries. 2006. - V. 360. - P. 185-190.

35. Hagen-Thorn V. A., Larionov V. M., Jorstad S. G. et al. The Outburst of the Blazar AO 0235+164 in 2006 December: Shock-in-Jet Interpretation // Astrophysical Journal. 2008. - V. 672. - P. 40-47.

36. Hughes P. A., Aller H. D., Aller M. F. Polarized Radio Outbursts in Bl-Lacertae Part Two - the Flux and Polarization of a Piston-Driven Shock // Astrophysical Journal. - 1985. - V. 298. - P. 301-315.

37. Hughes P. A., Miller L. Introduction: synchrotron and inverse-Compton radiation // Beams and Jets in Astrophysics / ed. P. A. Hughes. Cambridge Astrophysics Series. - 1991.-No. 19.-P. 1-51.

38. Impey C. D., Brand P. W. J. L., Wolstencroft R. D., Williams P. M. Infrared polarimetry and photometry of BL Lac objects // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1982. - V. 200. - P. 19-40.

39. Impey C. D., Bychkov V., Tapia S. et al. Rapid Polarization Variability in the BL Lacertae Object S5 0716+714 // Astronomical Journal. 2000. - V. 119. - P. 1542-1561.

40. Jorstad S. G., Marscher A. P., Lister M. L. Polarimetrie observations of 15 active galactic nuclei at high frequencies: jet kinematics from bimonthly monitoring with the Very Long Baseline Array // Astronomical Journal. 2005. - V. 130. - P. 14181465.

41. Jorstad S., Marscher A. P., Stevens J. A. et al. Multiwaveband Polarimetrie Observations of 15 Active Galactic Nuclei at High Frequencies: Correlated Polarization Behavior // Astronomical Journal. 2007. - V. 134. - P. 799-824.

42. Kühr H., Pauliny-Toth U.K., Witzel A., Schmidt J. The 5-GHz strong source surveys. V Survey of the area between declinations 70 and 90 deg // Astronomical Journal. - 1981. - V. 86. - P. 854-863.

43. Lanzetta K. M., Turnshek D. A., Sandoval J. Ultraviolet spectra of QSOs, BL Lacertae objects, and Seyfert galaxies // Astrophysical Journal Supplement Series. -1993.-V. 84.-P. 109-184.

44. Lanzetta K. M., Wolfe A. M., Turnshek D. A. The IUE Survey for Damped Lyman- alpha and Lyman-Limit Absorption Systems: Evolution of the Gaseous Content of the Universe // Astrophysical Journal. 1995. - V. 440. - P. 435-457.

45. Lloyd C. Optical monitoring of radio sources // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1984. - V. 209. - P. 697-718.

46. Lobanov A. P., Krichbaum T. P., Graham D. A. et al. 86 GHz VLBI survey of compact radio sources // Astronomy & Astrophysics. 2000. - V. 364. - P. 391-408.

47. Lü P. K. Optical Monitoring of Quasistellar Objects. I // Astronomical Journal. -1972.-V. 77.-P. 829-844.

48. Lynds C. R. New Spectroscopic Observations of Twenty Quasi-Stellar Sources // Astrophysical Journal. 1967. - V. 147. - P. 837-840.

49. Ma C., Arias E. F., Eubanks T. M. et al. The International Celestial Reference Frame as Realized by Very Long Baseline Interferometry // Astronomical Journal. -1998.-V. 116.-P. 516-546.

50. Marscher A. P., Gear W. K. Models for high-frequency radio outbursts in extra-galactic sources, with application to the early 1983 millimeter-to-infrared flare of 3C 273 // Astrophysical Journal. 1985. - V. 298. - P. 114-127.

51. Marscher A. P. Variability of the Non-thermal Emission in the Jets of Blazars // Blazar Continuum Variability / ed. H.R. Miller, J.R. Webb, J.C. Noble. ASP Conference Series. - 1996. - V. 110. - P. 248-261.

52. Massaro E., Montagni F., Nesci R. New results on the intra-day optical variability of S5 0716+714 // Memorie delta Societa Astronomica Italiana. 2001. - V. 72. -P. 143-144.

53. Mead A. R. G., Ballard K. R., Brand P. W. J. L. et al. Optical and infrared po-larimetry and photometry of blazars // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1990. -№ 83.-P. 183-204.

54. Negueruela I., Crove J. E., Сое M. J. et al. Multiwavelength observations of an outburst from the Be/X-ray transient 4U0115+63 in 1994 // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1997. - V. 284. - P. 859-868.

55. Nesci R., Massaro E., Rossi C. et al. The Long-Term Optical Variability of the BL Lacertae Object S5 0716+714: Evidence for a Precessing Jet // Astronomical Journal-2005.-V. 130.-P. 1466-1471.

56. Netzer Ii., Iieller A., Loinger F., Alexander T. et al. Optical monitoring of luminous AGN -1. Radio-loud quasars // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1996. - V. 279. - P. 429-446.

57. Neugebauer G., Оке J. В., Becklin E. E., Matthews K. Absolute spectral energy distribution of quasi-stellar objects from 0.3 to 10 microns // Astrophysical Journal. -1979.-V. 230.-P. 79-94.

58. Nilsson K., Charles P. A., Pursimo T. et al. The complex environment of AO 0235+164 // Astronomy & Astrophysics. 1996. -V. 314. - P. 754-762.

59. Pacholczyk A. G. Radio astrophysics. Nonthermal processes in galactic and extragalactic sources. San Francisco: Freeman, 1970. - 288 p.

60. Padovani P., Costamante L., Giommi P. et al. BeppoSAX observations of 1-Jy BL Lacertae objects II // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. -2004. - V. 347. - P. 1282-1293.

61. Pauliny-Toth I. K., Kellermann K., Davis M. M. et al. The NRAO 5-GHz radio source survey. II. The 140-ft "strong", "intermediate", and "deep" source surveys // Astronomical Journal. 1972. - V. 77. - P. 265-284.

62. Piner B. G., Bhattarai D., Edwards P. G., Jones D. L. The fastest relativistic jets: VLBA observations of blazars with apparent speeds exceeding 25c // Astrophysical Journal. 2006. - V. 640. - P. 196-203.

63. Pursimo T., Nilsson K., Takalo L. O. et al. Deep optical imaging of radio selected BL Lacertae objccts // Astronomy & Astrophysics. 2002. - V. 381. - P. 810824.

64. Rabbette M., McBreen B., Steel S., Smith N. Rapid optical variability in the BL Lacertae object AO 0235+164 // Astronomy & Astrophysics. 1996. - V. 310. - P. 1-7.

65. Racine R. Photometry of BL Lacertae with a Time Resolution of 15 Seconds // Astrophysical Journal (Letters to the Editor). 1970. - V. 159. - P. 99-103.

66. Raiteri C. M., Ghisellini G., Villata M. et al. Optical photometric monitoring of y-loud blazars. II. Observations from November 1995 to June 1996 // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1998. - V. 127. - P. 445-454.

67. Raiteri C. M., Villata M., Lanteri L., Cavallone M., Sobrito G. BVR photometry of comparison stars in selected blazar fields II. Photometric sequences for 9 quasars // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1998. - V. 130. - P. 495-500.

68. Raiteri C. M., Villata M., Aller H. D. et al. Optical and radio variability of the BL Lacertae object AO 0235+16: A possible 5-6 year periodicity // Astronomy & Astrophysics. 2001. - V. 377.-P. 396-412.

69. Raiteri C. M., Villata M., Tosti G. et al. Optical and radio behaviour of the BL Lacertae object 0716+714 // Astronomy & Astrophysics. 2003. - V. 402. - P. 151169.

70. Raiteri C. M., Villata M., Ibrahimov M. A. et al. The WEBT campaign to observe AO 0235+16 in the 2003-2004 observing season. Results from radio-to-optical monitoring and XMM-Newton observations // Astronomy & Astrophysics. 2005. -V. 438.-P. 39-53.

71. Raiteri C. M., Villata M., Kadler M. et al. Multifrequency variability of the blazar AO 0235+16. The WEBT campaign in 2004-2005 and long-term SED analysis // Astronomy & Astrophysics. 2006. -V. 459. - P. 731-743.

72. Raiteri C. M., Villata M., Larionov V. M. et al. XMM Newton and WEBT observations of 3C 454.3 during the postoutburst Phase. Detection of the little and big blue bump // Astronomy & Astrophysics. - 2007. - V. 473. - P. 819-827.

73. Rieke G. H., Grasdalen G. L., Kinman T. D. et al. Photometric and spectroscopic observations of the BL Lacertae object AO 0235+164 // Nature. 1976. - V. 260. -P. 754-759.

74. Roberts M. S., Brown R. L., Brundage W. D. et al. Detection at Z ~ 0.5 of a 21-cm absorption line in AO 0235+164: the first coincidence of large radio and optical redshifts // Astronomical Journal. 1976. - V. 81. - P. 293-297.

75. Romero G. E., Combi J. A., Benaglia P. et al. Search for intraday radio variability in EGRET blazars // Astronomy & Astrophysics. 1997. - V. 326. - P. 77-86.

76. Romero G. E., Cellone S. A., Combi J. A. Extreme intranight variability in the BL Lacertae object AO 0235+164 // Astronomy & Astrophysics (Letters to the Editor). 2000. - V. 360. - P. 47-50.

77. Sandage A. Intensity Variations of Quasi-Stellar Sources in Optical Wavelengths // Astrophysical Journal. 1966. - V. 144. - P. 1234-1238.

78. Schlegel D. J., Finkbeiner D. P., Davis M. Maps of dust infrared emission for use in estimation of reddening and cosmic microwave background radiation foregrounds // Astrophysical Journal. 1998. - V. 500. - P. 525-553.

79. Sitko M. L., Schmidt G. D., Stein W. A. Optical polarimetry of BL Lacertae objects and violent variable quasars // Astrophysical Journal Supplement Series. 1985. -V. 59.-P. 323-342.

80. Smith P. S., Balonek T. J., Heckert P. A. et al. UBVRI field comparison stars for selected active quasars and BL Lacertae objects // Astronomical Journal. 1985. - V. 90.-P. 1184-1187.

81. Smith P. S., Elston R., Berriman G. et al. Evidence for accretion disks in highly polarized quasars // Astrophysical Journal (Letters to the Editor). 1988. - V. 326. -P. 39-44.

82. Smith P. S. The Optical and Ultraviolet Polarization of BL Lac Objects and OVV Quasars (I) // Blazar Continuum Variability / ed. H.R. Miller, J.R. Webb, J.C. Noble.-ASP Conference Series.- 1996.-V. 110.-P. 135-149.

83. Stickel M., Fried J. M., Kuhr H. The complete sample of 1 Jy BL Lac objects. II Observational data // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. - 1993. - V. 98.-P. 393-442.

84. Stockman H. S., Moore R. L., Angel J. R. P. The optical polarization properties of'normal' quasars // Astrophysical Journal. 1984. - V. 279. - P. 485-498.

85. Su C.-Y. Period analysis of secular optical light variations of the quasar PKS 2251+158 // Chinese Astronomy and Astrophysics. 2001. - V. 25. - P. 153-158.

86. Takalo L. O., Kidger M. R., de Diego J. A. et al. Near infrared monitoring of a sample of blazars with the Carlos Sanchez Telescope // Astronomical Journal. -1992.-V. 104.-P. 40-52.

87. Takalo L. O., Sillanpaa A., Nilsson K. Simultaneous UBVRI photopolarimetry of three blazars: 3C 66A, S5 0716+714 and OJ 287 // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1994. - V. 107. - P. 497-501.

88. Tornikoski M., Valtaoja E., Terasranta H. el al. Correlated radio and optical variations in a sample of active galactic nuclei // Astronomy & Astrophysics. 1994. -V. 289.-P. 673-710.

89. Villata M., Raiteri C. M., Ghisellini G. et al. Optical photometric monitoring of y-loud blazars. I. Observations from November 1994 to November 1995 // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1997. - V. 121. - P. 119-138.

90. Villata M., Raiteri C. M., Lanteri L., Sobrito G., Cavallone M. BVR photometry of comparison stars in selected blazar fields I. Photometric sequences for 10 BL Lacertae objects // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. 1998. - V. 130. -P. 305-310.

91. Villata M., Mattox J. R., Massaro E. et al. The 0716+714 WEBT campaign of February 1999 // Astronomy & Astrophysics. 2000. - V. 363. - P. 108-116.

92. Villata M., Raiteri C. M., Balonek T.J. et al. The unprecedented optical outburst of the quasar 3C 454.3. The WEBT campaign of 2004-2005 // Astronomy & Astrophysics. 2006. - V. 453. - P. 817-822.

93. Visvanathan N. Long-term variations of total and polarized fluxes, absolute energy distribution, and line strength of BL Lacertae and four quasi-stellar sources // Astrophysical Journal. 1973. -V. 179. - P. 1-20.

94. Wagner S., Sanchez-Pons F., Quirrenbach A., Witzel A. Simultaneous optical and radio monitoring of rapid variability in quasars and BL Lac objects // Astronomy & Astrophysics (Letters to the Editor). 1990. - V. 235. - P. 1-4.

95. Wagner S. J., Witzel A. Intraday variability in quasars and BL Lac objects // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 1995. - V. 33. - P. 163-198.

96. Wagner S. J., Witzel A., Heidt J. et al. Rapid Variability in S5 0716+714 Across the Electromagnetic Spectrum // Astronomical Journal. 1996. - V. 111. - P. 2187— 2211.

97. Wald A. The Fitting of Straight Lines if Both Variables are Subject to Error // Annals of Mathematical Statistics. 1940. - V. 11. - P. 284-300.

98. Webb J. R., Smith A. G., Leaeock R. J. et al. Optical observations of 22 violently variable extragalactic sources 1968-1986 // Astronomical Journal. - 1988. -V. 95.-P. 374-397.

99. Wells D. C., Greisen E. W., Harten R. H. FITS a Flexible Image Transport System // Astronomy & Astrophysics Supplement Series. - 1981. - V. 44. - P. 363370.

100. Wills B. J., Thompson K. L., Han M. et al. Hubble Space Telescope Sample of Radio-loud Quasars: Ultraviolet Spectra of the First 31 Quasars // Astrophysical Journal. 1995. - V. 447. - P. 139-158.

101. Xie G. Z., Li K. H., Bai J. M. et al. Search for short variability timescale of the GeV gamma-ray-loud blazars // Astrophysical Journal. 2001. - V. 548. - P. 200212.