Поиск и исследование радиоисточников в обзоре неба на РАТАН-600
|
Введение 3
Глава 1. Обзоры неба в радиодиапазоне 6
1.1 Обзоры неба, базы данных и каталоги
радиоисточников 6
1.2 Обзоры неба на РАТАН-600 8
а) глубокие обзоры: эксперимент «Холод» 8
б) программа «Зенит» 9
1.3 Радиотелескоп РАТАН-600 10
а) диаграмма радиотелескопа 11
б) приемно - измерительный комплекс
«Облучатель№2» 12
1.4 Обработка данных на радиотелескопе РАТАН-600 15
а) методика обработки обзоров 15
1.5 Поиск источников в обзоре 2011-2012 гг. 25
а) особенности обнаружения 28
б) каталог радиоисточников 29
Глава 2. Исследование радиоисточников 32
2.1 Спектры радиоисточников 32
а) спектры источников каталога 33
б) источники с крутыми и ультра - крутыми спектрами 35
2.2 Оптические отождествления источников каталога 36
2.3 Поиск далеких источников - кандидатов в
сверхмассивные черные дыры 40
2.4 Поиск радиозвезд 43
Заключение 45
Список литературы 50
Глава 1. Обзоры неба в радиодиапазоне 6
1.1 Обзоры неба, базы данных и каталоги
радиоисточников 6
1.2 Обзоры неба на РАТАН-600 8
а) глубокие обзоры: эксперимент «Холод» 8
б) программа «Зенит» 9
1.3 Радиотелескоп РАТАН-600 10
а) диаграмма радиотелескопа 11
б) приемно - измерительный комплекс
«Облучатель№2» 12
1.4 Обработка данных на радиотелескопе РАТАН-600 15
а) методика обработки обзоров 15
1.5 Поиск источников в обзоре 2011-2012 гг. 25
а) особенности обнаружения 28
б) каталог радиоисточников 29
Глава 2. Исследование радиоисточников 32
2.1 Спектры радиоисточников 32
а) спектры источников каталога 33
б) источники с крутыми и ультра - крутыми спектрами 35
2.2 Оптические отождествления источников каталога 36
2.3 Поиск далеких источников - кандидатов в
сверхмассивные черные дыры 40
2.4 Поиск радиозвезд 43
Заключение 45
Список литературы 50
Обзоры неба важнейший метод в астрономии познания Вселенной. Предельно глубокие обзоры неба Hubble Ultra Deep Field в оптике, Chandra Deep Field South в рентгене, космический проект WMAP и миссия Planck и целый ряд других исследований значительно расширили представления о Вселенной. В результате обширных и высокоточных измерений на радиотелескопе VLA получены каталоги NVSS и FIRST с миллионами новых радиоисточников. В мире вводятся в строй все более мощные радиотелескопы, которые расширяют возможности по исследованию далеких и слабых объектов во Вселенной, такие как ALMA в Чили, европейский LOFAR, индийский GMRT и другие инструменты. В ближайшие годы будет запущен беспрецедентно чувствительный наземный радиотелескоп SKA (Square Kilometre Array), с площадью поверхности более 1 км2.
Обзоры неба занимают существенную долю в наблюдательных программах на РАТАН - 600. Под руководством академика Парийский Ю.Н. проводился обзорный эксперимент «Холод» по исследованию далеких и слабых объектов Вселенной, нашей Галактики и предельных возможностей радиотелескопа. А продолжением программы стал околозенитный обзор неба «Зенит» на многоволновом приемно-измерительном комплексе Облучатель №1, который проводился в рамках эксперимента «Космологический ген Вселенной» [1]. Эта программа направлена на поиск мелкомасштабных (доли градуса) вариаций фонового излучения Вселенной, а также на обнаружение и исследование источников попадающих в область обзоров. Дополнительно проведен цикл наблюдений на приемном комплексе Облучатель №2, на котором была установлена 32-х канальная матрица радиометров МАРС - 3 на длину волны 1 см для космологических задач и модернизированный трехчастотный комплекс радиометров Эридан-2, позволяющий проводить измерения радиоисточников с высокой точностью.
Важной задачей является изучение слабых объектов, попадающих в полосу обзоров и искажающих спектр фонового излучения. С другой стороны изучение слабых малоизученных источников радиоизлучения представляет отдельный интерес для понимания природы этих объектов.
РАТАН - 600, крупнейший радиотелескоп рефлекторного типа, отвечает требованиям исследования слабых источников в широком диапазоне длин волн со сравнительно большим полем зрения. Последнее позволяет проводить статистические работы большой выборки источников, как уже известных, так и популяции новых источников. В конечном итоге составление каталога обнаруженных источников, а также построение спектров с привлечением данных, полученных на других радиотелескопах, с выявлением морфологии обнаруженных объектов через оптические и отождествление в других диапазонах, является конечной целью по исследованию источников.
В первых классических работах по формированию сверхмассивных черных дыр, ответственных за радиоизлучение радиогалактик, предполагалось, что темпы их формирования сравнимы с возрастом Вселенной и на красных смещениях с z>2 мощных радиогалактик еще не должно быть. Наблюдения, однако, показали, что это не так, и есть популяция очень далеких и мощных радиогалактик с красными смещениями около z~5. Обработка глубоких обзоров на РАТАН-600 позволила существенно уточнить природу предельно далеких объектов во Вселенной, типа радиогалактик FRII на z>>1. Чувствительность РАТАН - 600 достаточна для обнаружения этой популяции на любых расстояниях, а высокая оптическая светимость этих объектов допускает измерение красных смещений с помощью 6-метрового телескопа САО. Совместные радио и оптические исследования (проект «Большое Трио» с использованием 3 больших телескопов: РАТАН - 600, VLA и 6 - метрового телескопа САО) уже выявили радиогалактики с предельно высокой радиосветимостью на z=4.514(RC 0311 + 0507), возникшие в первый миллиард лет жизни Вселенной [2]. Для этой, одной из самых мощных в сантиметровом диапазоне FRII радиогалактики, проведено исследование ее окружения по глубоким снимкам БТА, UKIRT и SUBARU (8 - м телескоп, Япония), а также космического телескопа Spitzer (США) - поисковая программа CARLA (Clusters Around Radio-Loud AGN). Это позволило провести оценку плотности объектов по сумме кадров в разных фильтрах. Источник относится к мощным FRII - радиогалактикам со светимостью ~ 3* 1028Вт/Гц. Такое энерговыделение связывают с наличием сверхмассивной черной дыры массой более 10 9М© [2]. Радиогалактики типа FRII, как правило, связаны со старыми большими галактиками типа gE. Метод оценки возраста таких галактик по многоцветной фотометрии позволяет уточнить красное смещение возникновения этих объектов, если известно красное смещение родительской радиогалактики [3]. Так, обнаруженная на РАТАН - 600 галактика RC0311 + 0507 по фотометрическим данным, должна возникнуть на красном смещении около 10, что соответствует возрасту Вселенной менее 1 млрд. лет. Опыт показал, что особенно интересны объекты с ультра-крутыми и в некоторой степени объекты с крутыми спектрами (-1.7<а<-1.1). Глубокий околозенитный обзор на РАТАН - 600 выявил радиогалактики с ультра - крутыми спектрами, которые являются возможными кандидатами в предельно далекие объекты.
Цель работы
Поиск и исследование радиоисточников в обзоре неба на РАТАН - 600
Задачи
1. Обработка данных, полученных в обзоре неба на РАТАН-600.
2. Поиск источников радиоизлучения в полосе обзора, составление каталога.
3. Радиоспектры обнаруженных источников.
4. Исследование радиоисточников:
- статистические свойства;
- оптические отождествления;
- далёкие объекты;
- поиск радиозвезд.
Обзоры неба занимают существенную долю в наблюдательных программах на РАТАН - 600. Под руководством академика Парийский Ю.Н. проводился обзорный эксперимент «Холод» по исследованию далеких и слабых объектов Вселенной, нашей Галактики и предельных возможностей радиотелескопа. А продолжением программы стал околозенитный обзор неба «Зенит» на многоволновом приемно-измерительном комплексе Облучатель №1, который проводился в рамках эксперимента «Космологический ген Вселенной» [1]. Эта программа направлена на поиск мелкомасштабных (доли градуса) вариаций фонового излучения Вселенной, а также на обнаружение и исследование источников попадающих в область обзоров. Дополнительно проведен цикл наблюдений на приемном комплексе Облучатель №2, на котором была установлена 32-х канальная матрица радиометров МАРС - 3 на длину волны 1 см для космологических задач и модернизированный трехчастотный комплекс радиометров Эридан-2, позволяющий проводить измерения радиоисточников с высокой точностью.
Важной задачей является изучение слабых объектов, попадающих в полосу обзоров и искажающих спектр фонового излучения. С другой стороны изучение слабых малоизученных источников радиоизлучения представляет отдельный интерес для понимания природы этих объектов.
РАТАН - 600, крупнейший радиотелескоп рефлекторного типа, отвечает требованиям исследования слабых источников в широком диапазоне длин волн со сравнительно большим полем зрения. Последнее позволяет проводить статистические работы большой выборки источников, как уже известных, так и популяции новых источников. В конечном итоге составление каталога обнаруженных источников, а также построение спектров с привлечением данных, полученных на других радиотелескопах, с выявлением морфологии обнаруженных объектов через оптические и отождествление в других диапазонах, является конечной целью по исследованию источников.
В первых классических работах по формированию сверхмассивных черных дыр, ответственных за радиоизлучение радиогалактик, предполагалось, что темпы их формирования сравнимы с возрастом Вселенной и на красных смещениях с z>2 мощных радиогалактик еще не должно быть. Наблюдения, однако, показали, что это не так, и есть популяция очень далеких и мощных радиогалактик с красными смещениями около z~5. Обработка глубоких обзоров на РАТАН-600 позволила существенно уточнить природу предельно далеких объектов во Вселенной, типа радиогалактик FRII на z>>1. Чувствительность РАТАН - 600 достаточна для обнаружения этой популяции на любых расстояниях, а высокая оптическая светимость этих объектов допускает измерение красных смещений с помощью 6-метрового телескопа САО. Совместные радио и оптические исследования (проект «Большое Трио» с использованием 3 больших телескопов: РАТАН - 600, VLA и 6 - метрового телескопа САО) уже выявили радиогалактики с предельно высокой радиосветимостью на z=4.514(RC 0311 + 0507), возникшие в первый миллиард лет жизни Вселенной [2]. Для этой, одной из самых мощных в сантиметровом диапазоне FRII радиогалактики, проведено исследование ее окружения по глубоким снимкам БТА, UKIRT и SUBARU (8 - м телескоп, Япония), а также космического телескопа Spitzer (США) - поисковая программа CARLA (Clusters Around Radio-Loud AGN). Это позволило провести оценку плотности объектов по сумме кадров в разных фильтрах. Источник относится к мощным FRII - радиогалактикам со светимостью ~ 3* 1028Вт/Гц. Такое энерговыделение связывают с наличием сверхмассивной черной дыры массой более 10 9М© [2]. Радиогалактики типа FRII, как правило, связаны со старыми большими галактиками типа gE. Метод оценки возраста таких галактик по многоцветной фотометрии позволяет уточнить красное смещение возникновения этих объектов, если известно красное смещение родительской радиогалактики [3]. Так, обнаруженная на РАТАН - 600 галактика RC0311 + 0507 по фотометрическим данным, должна возникнуть на красном смещении около 10, что соответствует возрасту Вселенной менее 1 млрд. лет. Опыт показал, что особенно интересны объекты с ультра-крутыми и в некоторой степени объекты с крутыми спектрами (-1.7<а<-1.1). Глубокий околозенитный обзор на РАТАН - 600 выявил радиогалактики с ультра - крутыми спектрами, которые являются возможными кандидатами в предельно далекие объекты.
Цель работы
Поиск и исследование радиоисточников в обзоре неба на РАТАН - 600
Задачи
1. Обработка данных, полученных в обзоре неба на РАТАН-600.
2. Поиск источников радиоизлучения в полосе обзора, составление каталога.
3. Радиоспектры обнаруженных источников.
4. Исследование радиоисточников:
- статистические свойства;
- оптические отождествления;
- далёкие объекты;
- поиск радиозвезд.
Дипломная работа является итоговой по обработке массива данных глубокого обзора неба проведенного в 2011 - 2012 гг. по программе «Зенит» на приемно-измерительном комплексе Облучатель№2 (вторичное зеркало) радиотелескопа РАТАН-600.
После окончательной доработки был получен RZF - каталог 760 источников на волне Х6.2 см, 3-х частотного радиометрического комплекса Эридан-2 установленного на вторичном зеркале. На текущий момент каталог является самым чувствительным по плотности потока в области проведения обзора и сопоставим с более ранним обзором на РАТАН - 600, но проведенном на другой волне (Х7.6 см).
Проведены исследования для всех источников RZF - каталога: отождествление с данными радиотелескопа VLA - каталогом NVSS на волне 21 см и сделан статистический сравнительный
анализ с его данными; оптическое отождествление по SDSS каталогу и базе данных NED; построены спектры для всех источников каталога, измерены спектральные индексы и получено их распределение. По выборке источников с ультра- крутыми спектрами сделано оптическое отождествление по поиску далеких объектов — кандидатов в сверхмассивные черные дыры.
Проведена работа по отождествление радиозвезд с источниками каталога и сделан анализ звезд попавших в полосу обзора.
В конце работы находится Приложение состоящее из RZF- каталога и спектров радиоисточников
После окончательной доработки был получен RZF - каталог 760 источников на волне Х6.2 см, 3-х частотного радиометрического комплекса Эридан-2 установленного на вторичном зеркале. На текущий момент каталог является самым чувствительным по плотности потока в области проведения обзора и сопоставим с более ранним обзором на РАТАН - 600, но проведенном на другой волне (Х7.6 см).
Проведены исследования для всех источников RZF - каталога: отождествление с данными радиотелескопа VLA - каталогом NVSS на волне 21 см и сделан статистический сравнительный
анализ с его данными; оптическое отождествление по SDSS каталогу и базе данных NED; построены спектры для всех источников каталога, измерены спектральные индексы и получено их распределение. По выборке источников с ультра- крутыми спектрами сделано оптическое отождествление по поиску далеких объектов — кандидатов в сверхмассивные черные дыры.
Проведена работа по отождествление радиозвезд с источниками каталога и сделан анализ звезд попавших в полосу обзора.
В конце работы находится Приложение состоящее из RZF- каталога и спектров радиоисточников