Статистические свойства радиоисточников на различных линейных масштабах

• Автор: Пащенко, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Содержание работы
Список иллюстраций
Список таблиц
Введение
Активные ядра галактик
Наблюдательная классификация
РапагсЛ'-Бйеу дихотомия. Наблюдательные особенности
Блазары. Наблюдательные особенности
Модель АЯГ
Компоненты АЯГ
Эмиссионные линии (тип 1/П) и “Унифицированная Схема”
Рапаго1Т-Ш1еу дихотомия. Возможные причины
Радиогромкость
Блазары и роль релятивистских эффектов
Г игантскис радиоисточники
Индуцированная активность
Использование радиоисточников в космологическом тесте “угловой размер - красное смещение”
1. Гигантские радиоисточники
1.1. Основные свойства гигантских радиоисточников
1.1.1. Основные свойства популяции гигантских радиоисточников
1.1.2. Гигантские радиоисточники в Унифицированной Схеме
1.1.3. Гигантские радиоисточники РапагсйИШеу типа
1.2. Асимметрия протяженных радиокомпонент гигантских радиоисточников и причины сс возникновения
1.2.1. Сравнение с радиоисточниками нормального размера
1.2.2. Возможные причины формирования асимметрии гигантских РИ
1.2.3. Неоднородности МГС как причина возникновения асимметрии гигантских РИ: наблюдательные примеры
1.3. Возможные причины формирования гигантских радиоисточников
1.3.1. Мощность выброса и хозяйские галактики гигантских радиоисточников
1.3.1.1 Мощность выброса
1.3.1.2 Хозяйские галактики
1.3.2. Окружение

1.3.3. Продолжительность времени жизни как причина формирования гигантских РИ
1.3.4. Гигантские РИ и эволюционная связь радиогалактики с квазарами
1.4. Роль селекционных эффектов при наблюдении гигантских радиоисточников
1.5. Оценка богатства окружения по величине амплитуды корреляционной функции .
2. Радиоиндуцированная активность
2.1. Выборка близких пар галактик и отождествление радио- и оптического АЯГ
2.1.1. Выборка
2.1.2. Отождествление АЯГ и галактик со звездообразованием
2.1.3. Отождествление АЯГ-радиоисточников
2.2. Свойство компаньонов пар радио- и нерадио-выборок
2.2.1. Красные смещения и удаления
2.2.2. Звездные массы компаньонов и их отношения
2.2.3. Морфология и локальное окружение
2.3. Величина и роль эффекта радиоиндуцированной активности
2.3.1. Предсказываемая величина эффекта
2.3.2. Зависимость наблюдаемых частот активности от удаления
2.3.3. Зависимость наблюдаемой разности частот активности от удаления и сравнение с моделью
2.4. Примеры возможной радиоиндуцированной активности
3. Ультракомпактные радиоисточники в космологическом тесте “угловой размер -красное смещение”
3.1 Использование компактных радиоисточников в космологическом тесте “угловой размер - красное смещение”
3.1.1. Используемый характерный угловой размер
3.2 VLBA-выборка радиоисточников
3.2.1. Корреляция “Линейный размер - Светимость”
3.2.2. Компактность и характерный угловой размер
3.3 Компенсация космологического и доплеровского смещений частоты
Заключение
Литература
Актуальность темы
Гигантские радиоисточники (РИ) с размерами протяженных радиокомпонент (ПРК) D > 1 Мпк (при Н0 = 50 км^с-Мпк), принятом на момент их обнаружения) были впервые обнаружены в 1974 году (Willis и др. 1974). Ими оказались гигантские радиогалактики (РГ): 3C236 (z«0.1) и DA240 (z»0.04) с размерами около 5 и 2 Мпк соответственно. Исследования этого редкого класса радиоисточников (к настоящему времени известно уже около 140 гигантских радиоисточников (Jamrozy и др. 2003), (Saripalli и др. 2005) с красными смещениями z <1.8 (=0.3) и угловыми размерами до десятка угловых минут представляется интересным по нескольким причинам. Во-первых, исследование гигантских радиоисточников может помочь понять, как радиоисточник эволюционирует со временем, и какие физические параметры влияют на его эволюцию. Во-вторых, благодаря гигантским линейным размерам возникает возможность использования протяженных структур гигантских радиоисточников в качестве “зондов” межгалактической среды (МГС), так как “радиоуши” гигантских радиоисточников выходят далеко за пределы хозяйской галактики. Интересен вопрос о возможной связи между вытянутостью протяженных радиокомпонент гигантских радиоисточников и распределением галактик в их окрестности. Кроме того, большой угловой размер гигантских радиоисточников делает возможным их вклад в наблюдаемую мелкомасштабную (на масштабах угловых минут) анизотропию реликтового излучения за счет эффекта Зельдовича-Сюняева (ЗС) на релятивистских электронах в протяженных радиокомпонентах гигантских радиоисточников (Colafrancesco 2008).
Однако до сих пор остается непонятным, какие именно причины приводят к формированию гигантских размеров этого класса радиоисточников. Ими могут быть или особые внешние условиями (например, низкая плотность межгалактической среды, в которой распространяется выброс (Mack и др. 1998)), или исключительные внутренние свойства “центральной машины” радиоисточника (например, большая мощность выброса или время жизни радиоисточника (Sabrahmanyan и др. 1996)). Возможно, что ни одна из перечисленных причин не является исключительной, и для формирования гигантского радиоисточника необходимо выполнение сразу нескольких из них (Machalski и др. 2002).
В первой главе представленной диссертации рассматриваются некоторые особенности гигантских радиоисточников как класса: относительное число радиоисточников
различной спектральной классификации в оптическом диапазоне и асимметрии их протяженных радиокомпонент, свойства локального (на масштабах —500 кпк) окружения. Проводится сравнение со свойствами радиоисточников нормального размера с целью выявления возможных причин формирования гигантских радиоисточников и асимметрий их протяженных радиокомпонент.
В последние годы в литературе широко обсуждается проблема обратного влияния активности в ядрах галактик (далее будем использовать обозначение АЯГ - активные ядра галактик) на межзвездную среду и на темп звездообразования (30) в них (см., например, (Gopal-Krishna и др. 2002), (Allen и др. 1999), (Reynolds и др. 2002), (Churazov и др. 2001)).

радиогалактик). Это позволяет авторам сделать вывод о различных “модах” аккреции в LERG- и HERG-объектах. Так, для LERG-радиогалактик источником энергии является аккреция горячего газа из атмосфер хозяйских галактик (“горячая мода” аккреции). В тоже время в радиоисточниках со спектрами высокого возбуждения (HERG-радиогалактиках и квазарах) происходит аккреция холодного газа, попадающего в хозяйскую галактику при мержингах с богатыми газом соседями. Авторы отмечают, что эта картина согласуется как со свойствами хозяйской галактики, так и с различным окружением объектов этих классов. Хозяйские галактики HERG-объектов (радиогалактик Fanaroff-Riley типа П-в квазарах же АЯГ затмевает хозяйскую галактику радиоисточника), как уже упоминалось в пункте “Наблюдаемые особенности”, часто обнаруживают следы взаимодействий/мержингов. LERG-объекты, являющиеся, в основном, радиогалактиками Fanaroff-Riley типа I низкой радиомощности, представляют из себя массивные галактики, находящиеся в динамических центрах богатых далеко проэволюционировавших групп/скоплений (см. пункт “Наблюдательные особенности”) -что идеально с точки зрения “горячей диеты”, так как в таком окружение существует достаточно горячего газа, со временем оседающего в глубокую потенциальную яму занимаемую центральной массивной хозяйской галактикой радиоисточника. Распределения же радиоисточников со спектрами высокого возбуждения, согласно этой модели, должно .отслеживать благоприятные для эффективных мержингов с богатыми газом галактиками области. Известно, что такие области находятся в различном окружении на разных красных смещениях. Так, при близких красных смещениях z~0.1 богатые скопления уже вириализованны, а, следовательно, галактики-члены скопления имеют слишком высокую относительную скорость8. К тому же, число богатых газом галактик в скоплениях значительно упало по сравнению с z-0.5 (так называемый, Butcher-Oemler-эффект) (Butcher & Oemler 1978), (Roos 1981a). Именно поэтому квазары и HERG-радиогалактики избегают скоплений на z<0.4 (см. ссылки в пункте “ Наблюдательные особенности”). В более же раннюю эпоху (при z>0.4) скопления еще не успели пройти процесс вириализации, именно поэтому в этом диапазоне красных смещений квазары и HERG-радиогалактики населяют часто входят в состав скоплений. Таким образом, эволюция числа квазаров в богатых скоплениях с z-О.б до z-О.З отражает достаточно быструю динамическую эволюцию последних (Roos 19816), (Roos 1982). Динамическая же эволюция малых групп галактик происходит значительно медленнее, что согласуется с малой космологической эволюцией квазаров в таком окружении (Ellingson и др. 1991а). Кстати, обнаруженная в (Wan & Daly 1996) малая рентгеновская светимость (L^~1042h~2 эрг/с) близких (z<0.35) скоплений класса NARC=Оч-З, содержащих радиоисточник Fanaroff-Riley типа П, а также аномально малая дисперсии скоростей хозяйских скоплений квазаров (Ellingson и др. 19916) согласуются с этой картиной.
В заключении стоит отметить, что, хотя описанная картина позволяет объяснить многие наблюдательные особенности популяций радиоисточников Fanaroff-Riley типов I и
8 В работе (Aarseth & Fall 1980) показано, что для мержинга необходимо, чтобы относительная скорость галактик не превосходила значительно внутреннюю дисперсию скоростей галактик (~200 км/с)