АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 96, № 3, с. 229-240

УДК 524.7-77

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

В ЦЕНТРАЛЬНОМ СЕЧЕНИИ КАТАЛОГА RZF.

ПОИСК ОБЪЕКТОВ С УЛЬТРАКРУТЫМИ СПЕКТРАМИ

¹Специальная астрофизическая обсерватория РАН,

Санкт-Петербургский филиал, Санкт-Петербург, Россия

²Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, Россия

Поступила в редакцию 05.06.2018 г.; принята в печать 13.09.2018 г.

В работе представлены результаты обработки и селекции данных каталога RZF (Ratan Zenith Field).

Использован глубокий обзор неба в области 0^h ≤ R.A. ≤ 24^h, 40.5^◦ ≤ DEC ≤ 42.5^◦ на радиотелеско-

пе РАТАН-600. В центральном сечении обзора в диапазоне ±2^′ обнаружено 448 объектов, из них

69 объектов с ультракрутыми спектрами. По цифровому оптическому обзору SDSS (DR12) с исполь-

зованием радиокарт NVSS и каталогов FIRST проведено отождествление 208 радиоисточников из

RZF-каталога, полученного в рамках программы “Генетический код Вселенной”. Исследованы ха-

рактеристики данных объектов, получено распределение SDSS-галактик на двухцветной диаграмме.

Для 27 объектов со спектральными индексами α < -1.1, S ∝ ν^α, для которых приведены звездные

величины в разных фильтрах (в SDDS обзоре), определены фотометрические красные смещения и их

радиосветимости на частотах 3940 и 1400 МГц. Показано, что в выборке объектов с USS (Ultra Steep

Spectra) спектрами 12 галактик относятся к категории близких галактик (z < 0.5), обнаруженных в

сантиметровом диапазоне длин волн (λ = 7.6 см), с относительно высокими радиосветимостями (типа

FR II или промежуточных типов FRI-FRII). И только одна радиогалактика оказалась редкой близкой

галактикой с относительно низкой радиосветимостью L_1400МГц = 1.51 × 10²⁴ вт/Гц типа FRI. Два

объекта являются кандидатами в объекты с GPS (Gigahertz Peaked spectra) спектрами.

DOI: 10.1134/S0004629919030083

1. ВВЕДЕНИЕ

красное смещение” является одним из ключевых

при поиске и исследовании далеких радиогалактик.

Особый интерес в последние годы привлека-

Одной из первых работ, где описывается связь

ет популяция радиогалактик класса FR II c уль-

спектрального индекса радиоисточника с рассто-

тракрутыми спектрами. Выяснено, что количество

янием до него, была работа Витфилда, опублико-

энергии, заключенное в компонентах этих крупных

ванная в 1957 г. [1], а также работы [2, 3]. Позже

объектов в форме релятивистского газа и магнит-

подобные исследования были опубликованы Блю-

ного поля, намного превышает количество энергии

менталем, Майли и др. [4, 5]. Они стали важным

в любом другом объекте Вселенной. В предель-

селекционным фактором выделения далеких ра-

но глубоких обзорах в сантиметровом диапазоне

диогалактик у ряда групп [6-20].

на РАТАН-600 были найдены мощные радиога-

Однако связь между крутизной спектра и

лактики, возникшие в первые 10% времени жиз-

красным смещением еще до конца не исследована.

ни Вселенной. Они исследованы с привлечением

Спектральные характеристики радиоисточников

лучших зарубежных интерферометрических систем

относятся к числу наиболее простых и легко

типа MERLIN, VLBI больших оптических и ИК

определяемых.

телескопов. Принято считать, что эти объекты свя-

заны со сверхмассивными черными дырами пер-

После относительно короткой эпохи в радио-

вого поколения. Оказалось неожиданным, что в

астрономии 1950-х годов, когда всем внегалак-

ранней Вселенной были черные дыры с массой бо-

тическим радиоисточникам по данным на метро-

лее 10⁹M_⊙. Соотношение “спектральный индекс—

вых волнах приписывали некоторый средний спек-

тральный индекс α ∼ -1 (S ∝ ν^α), на более ко-

^*E-mail: unipar@rambler.ru

ротких волнах была выявлена популяция объек-

^**E-mail: adelina_temirova@mail.ru

тов с существенно более плоскими спектрами. В

229

230

ПАРИЙСКИЙ и др.

течение последующего десятилетия было принято

максимумы в мегагерцовом диапазоне (Megahertz-

деление внегалактических радиоисточников на две

Peaked Spectra, MGP). В последнее время в ми-

популяции: α ∼ -1 и α ∼ 0. К первой относили

ровой практике при поиске далеких галактик ис-

радиогалактики с протяженными компонентами, а

пользуются низкочастотные наблюдения с высо-

ко второй — ядерное излучение галактик и кваза-

ким разрешением, например, с помощью LOFAR

ров [21]. Это деление уже выявлялось среди до-

(Low Frequence Array) [38, 39]. Низкочастотные

статочно близких объектов, и появились попытки

наблюдения имеют преимущества в поисках USS

учесть эволюцию этих популяций в течение всей

спектров, т.к. плотность потока выше на низких

жизни Вселенной [22]. Эффекты эволюции должны

частотах из-за крутизны спектра. В настоящей

проявиться, прежде всего, на объектах высокой

работе анализируются радиоисточники в централь-

светимости, наблюдаемых на больших расстоя-

ной полосе RZF обзора (±2^′). Особое внима-

ниях. Так, радиогалактики типа FR II доступны

ние уделено объектам с крутыми и ультракрутыми

наблюдениям на РАТАН-600 на любых красных

спектрами.

смещениях, формально — вплоть до эпохи реком-

бинации излучения радиогалактик. В первых клас-

2. ВЫБОРКА ДАННЫХ ИЗ КАТАЛОГА RZF

сических работах по формированию сверхмассив-

ных черных дыр, ответственных за радиоизлучение

Наблюдения проводились в рамках программы

радиогалактик, предполагалось, что темпы их фор-

“Генетический код Вселенной” на радиотелескопе

мирования сравнимы с возрастом Вселенной и на

РАТАН-600 в северном секторе с 1998 по 2009 г.

красных смещениях z > 2 мощных радиогалактик

на частотах от 0.55 до 30 ГГц. В результате об-

еще не должно быть. Однако наблюдения показа-

работки данных был получен каталог RZF ис-

ли, что это не так, и есть популяция очень далеких

точников. При отождествлении RZF объектов с

и мощных радиогалактик с красными смещениями

другими каталогами использовались координаты

около z ∼ 5.

высокоточных дециметровых каталогов NVSS или

FIRST. На основании околозенитного RZF ката-

Обработка предельно глубоких обзоров на

лога проведена селекция данных по спектральным

РАТАН-600 позволила существенно уточнить

характеристикам источников. Спектры источни-

природу предельно далеких объектов во Вселенной

ков были построены по опубликованным данным,

типа радиогалактик FR II [23] на z ≫ 1. Чувстви-

взятым из базы данных CATS, с использованием

тельность РАТАН-600 достаточна для обнару-

программного пакета spg [40, 41]. В полосу обзора

жения этой популяции на любых расстояниях, а

попали данные более 100 каталогов. Количество

высокая оптическая светимость этих объектов до-

радиоисточников каталога NVSS, попадающих в

пускает измерение красных смещений с помощью

область околозенитного обзора RZF, составля-

6-метрового телескопа САО РАН. Совместные

ет 31 940 объектов в области 0h ≤ R.A. ≤ 24h,

радио и оптические исследования (проект “Боль-

40^◦30^′42^′′ ≤ DEC ≤ 42^◦30^′42^′′. Для 10 299 источ-

шое Трио” с использованием 3 больших телеско-

ников построены спектры и определены спектраль-

пов — РАТАН-600, VLA и 6-метрового телескопа

ные индексы на длине волны 7.6 см. Класси-

САО) — уже выявили три источника с z_sp > 3

фикация по спектральным индексам для NVSS

с крутыми спектрами

[24]. Была обнаружена

объектов приведена на рис. 1, где показано, что

радиогалактика с предельно высокой радиосвети-

доля источников с крутыми и ультракрутыми спек-

мостью на z = 4.514 (RCJ0311+0507), возникшая

трами составляет 1483 объекта, с нормальными

в первый миллиард лет жизни Вселенной [25-30].

спектрами — 8318 объектов и с инвертированными

Опыт показал, что особенно интересны объекты

спектрами — 498 объектов.

с ультракрутыми (α ≤ -1.3) и крутыми спектрами

Для наглядности под заголовком

“Normal”

(-1.3 < α ≤ -1.1). Глубокий околозенитный обзор

мы привели объекты с крутыми, нормальными и

на РАТАН-600, названный RZF (RATAN Zenith

плоскими спектрами (α ≤ -1.0), а под заголовком

Field), в сантиметровом диапазоне (λ = 7.6 см) [31,

“Inverted” — с плоскими и инвертированными

32] выявил радиогалактики с ультракрутыми и кру-

спектрами (α > 0). Подтверждается вывод о малом

тыми спектрами, которые могут быть возможными

числе объектов с инвертированными спектрами.

кандидатами в предельно далекие объекты. Тем не

Доля объектов с крутыми и ультракрутыми спек-

менее USS (Ultra Steep Spectra) спектры не могут

трами (α < -1.1) составляет примерно 15%.

быть гарантом обнаружения далеких галактик

В область обзора RZF попадает около 15 000

(High Z Radio Galaxies, HZRG) и наоборот [33, 34].

объектов более глубокого обзора VLA катало-

В работaх [35-37] предложен новый метод по-

га FIRST [42] с минимальной плотностью пото-

иска далеких галактик c активными ядрами (Active

ков источников около 1 мЯн (ν = 1400 МГц). В

Galactic Nuclei, AGN), спектры которых имеют

двухградусную область обзора (7^h ≤ R.A. ≤ 17^h)

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

231

498 “Inverted” spectrum objects

8318 “Normal” spectrum objects

1483 “Ultra Steep” spectrum objects

RA, hours

Рис. 1. Данные о 10 299 спектральных индексах NVSS объектов, видимых в околозенитном обзоре RZF.

для слабых объектов каталога FIRST попадает

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫБОРКИ ОБЪЕКТОВ

12863 источника. В рассматриваемом сантиметро-

С УЛЬТРАКРУТЫМИ СПЕКТРАМИ

вом диапазоне (λ = 7.6 см) доминируют источники

Из представленной выборки в 448 источников

с нормальными спектрами, с небольшой диспер-

в центральной полосе каталога RZF рассмотрим

сией спектрального индекса относительно среднего

69 объектов с крутыми и ультракрутыми спектра-

значения (α = -0.76 ± 0.06). По объектам катало-

ми α ≤ -1.1. Разные авторы определяли значения

га RZF построены спектры почти всех источников,

спектральных индексов для ультракрутых спектров

попадающих в центральную полосу обзора, и опре-

от α < -0.981 до α < -1.3 [43-48]. В качестве

делены их спектральные индексы. В этой полосе

низкочастотных каталогов при построении спек-

тров USS источников чаще других использова-

наблюдений (41^◦30^′42^′′ ± 2^′) обнаружено 448 объ-

лись VLSSr 74 (МГц) (Very Large Array (VLA)

ектов (см. рис. 2), из них 69 объектов с USS

Low-frequency Sky Survey redux), учитывающий

спектрами (α ≤ -1.1, S ∝ ν^α), т.е. 15%, 80 объек-

атмосферные искажения в полученных ранее дан-

тов с крутыми спектрами (-1.1 ≤ α ≤ -0.9) (18%),

ных c угловым разрешением 75′′ [49], а также

163 объекта с нормальными спектрами (36.5%),

каталоги WENSS (325 МГц), TXS (365МГц) и

120 объектов с плоскими спектрами (-0.5 < α <

опубликованный в 2017 г. первый альтернатив-

< 0.5) (27%) и 11 объектов с инвертированными

ный релиз данных TGSS ADR1 (Tata institute for

спектрами (α ≥ 0.5), всего 2.5%. Для 5 объектов

fundamental research GMRT Sky Survey Alternative

(1%) тип не определен из-за недостатка данных.

Release), полученный в результате обзора неба

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

232

ПАРИЙСКИЙ и др.

120

100

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.5

1.0

1.5

SpI

Рис. 2. Распределение спектральных индексов по данным каталога RZF в центральной полосе обзора (N = 448 объек-

тов).

на GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) на

= 35, 51%), для 24 источников (35%) плотности по-

частоте 150 МГц с угловым разрешением 25^′′ × 25^′′,

токов располагаются в интервале 20 ≤ S_1400МГц ≤

что почти в 2 раза лучше, чем у обзора NVSS.

≤ 40 мЯн, для 5 объектов (7%) в интервале 40 ≤

Порог обнаружения составляет 7σ [50].

≤ S_1400Мгц ≤ 100 мЯн, а также 5 источников (7%)

В выборке из 69 источников 16 спектров име-

с плотностью потоков S_1400МГц > 100 мЯн. Для

ют степенной характер, из них только 5 спек-

27 объектов с USS спектрами удалось прове-

тров построены по двум точкам — 1400 МГц и

сти оптическое отождествление с помощью обзора

3940 МГц. HZRG как правило, имеют степенные

SDSS (DR7, DR12) [55], причем 19 объектов ока-

спектры, которые не “укручаются” на высоких

зались галактиками, 8 — звездообразными объек-

частотах [17, 51, 52], но на низких частотах эти

тами. На рис. 4 показаны зависимости спектраль-

спектры могут поворачиваться [53, 54] из-за син-

ных индексов от плотностей потоков на частотах

хротронного самопоглощения и тормозного погло-

1400 и 3940 МГц.

щения. Девять источников рассматриваемой вы-

Степенные спектры имеют 6 источников, 5 га-

борки имеют спектры с максимумами в мегагерцо-

лактик и 1 звездообразный объект. Отношение

вом диапазоне (Megahertz-Peaked Spectra, MGP),

плотностей потоков S_1400МГц/S_390МГц составляет

что указывает на возможность их принадлежно-

от ∼2 до 10.5. Для 27 объектов, для которых опре-

сти к HZRG радиогалактикам [37]. 2 источни-

делены цветовые характеристики из обзора SDSS,

ка — RZF J070010+412930 и J224408+412926 —

были оценены фотометрические красные смещения

кандидаты в объекты с GPS (Gigahertz- Peaked

z_ph, используя модель PEGAS [56, 57] для распре-

Spеctra) спектрами.

деления энергии в спектре SED (Spectral Energy

На рис. 3 представлено распределение плотно-

Distribution). На рис. 5 представлена гистограмма

стей потоков для 69 объектов с USS спектрами на

распределения по z_ph 27 объектов с USS спектра-

частотах 3940 и 1400 МГц. Большинство объектов

ми, из них 19 источников относятся к галактикам

на длине волны 7.6 см имеют плотности потоков

(заштрихованная часть), остальные 8 объектов —

меньше 10 мЯн (N = 55, 80%), 8 источников (11%)

к звездообразным объектам.

с плотностью потока 10 < S₃₉₄₀ < 20 мЯн и толь-

ко 6 объектов (9%) с плотностью потока больше

Как видно из рис. 5, 12 галактик имеют фото-

20 мЯн. Таким образом, получена выборка слабых

метрическое красное смещение в диапазоне 0.08 ≤

по плотности потоков источников с ультракру-

≤ z_ph < 0.5 и относятся к близким галактикам

тыми спектрами с медианной плотностью потока

(z_mean = 0.27), 7 галактик находятся в диапазоне

S_3940,median ∼ 5.8 мЯн в сантиметровом диапазоне

красных смещений 0.5 ≤ z_ph < 1.0. В работе [58]

длин волн.

отмечено, что сравнение спектроскопических и фо-

Большинство объектов на длине волны 21 см

тометрических красных смещений показывает, что

имеют плотности потоков от 6 до 20 мЯн (N =

на малых z они практически совпадают вплоть до

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

233

(a)

(б)

80 100 120 140 160 180 200 220 240

S, мЯн

Рис. 3. Распределение плотностей потоков выборки из 69 источников с USS спектрами на частотах 1400 МГц (a)

(S1400МГц,median = 20.8 мЯн) и 3940 МГц (б) (S3940МГц,median = 5.8 мЯн).

α₁₄₀₀

α₃₉₄₀

-0.8

-1.0

(a)

(б)

-1.0

-1.2

-1.4

-1.6

-1.8

-2.0

-2.2

-2.4

100

120

S₁₄₀₀

S, мЯн

Рис. 4. Зависимости спектральных индексов от плотностей потоков выборки источников с ультракрутыми спектрами

(N = 27) на частотах 1400 МГц (а) и 3940 МГц (б). Галактики обозначены квадратиками, звездообразные объекты —

кружками.

z ≤ 1.5. В рассматриваемой выборке все галактики

мости log L_1400МГц (L — в единицах Вт/Гц)

на

имеют z_ph < 1.5.

частоте 1400 МГц. Радиосветимость на частоте

Были рассчитаны также радиосветимости этих

1400 МГц изменяется в диапазоне 1.51 × 10²⁴ ≤

объектов на частотах 1400, 3940 МГц по формуле,

≤ L1400 МГц ≤ 17 × 10²⁷ Вт/Гц, L1400МГц,median ∼

приведенной в работе Miley and De Breuck [16]:

∼ 4.25 × 10²⁶ Вт/Гц. При log L_1400МГц ≥ 26.0 [Вт/Гц]

галактики относятся к FR II типу, при проме-

L_ν = 4πD2LS_ν(1 + z)-(α+1), S_ν ∝ ν^α,

жуточных светимостях встречаются как FR I,

где D_L — фотометрическое расстояние, S_ν —

так и FR II типы, а также смешанные FR I и

плотность потока на частоте ν¹. На рис.

FR II типы. 7 галактик оказались промежуточной

для

USS радиогалактик обзора RZF по-

светимости, из них 5 объектов относятся к близким

казано распределение логарифма радиосвети-

галактикам. 11 галактик оказались типа FR II,

из них 6 галактик относятся к близким. Одна

¹Приняты следующие величины космологических парамет-

галактика оказалась типа FR I (J0722+4129),

ров: H0 = 71 км с-1 Мпк-1, Ωm = 0.266, ΩΛ = 0.734.

со светимостью L_1400МГц = 1.51 × 10²⁴ Вт/Гц с

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

235

скопления, ограничивающего адиабатические по-

logL₁₄₀₀

тери протяженных компонентов радиогалактик [59,

61]. Протяженные компоненты будут расширяться

адиабатически, пока не будет достигнуто рав-

новесие между давлением внутри протяженного

компонента и давлением окружающего газа. Из

этого следует, что в центральных областях бо-

гатых скоплений галактик и в других подобных

средах, где окружающая барионная плотность и

температура достаточно велики, адиабатическое

расширение протяженных компонентов радио-

источников ограничивается внешним давлением

окружающего газа. При достижении равенства

внутреннего и внешнего давления адиабатические

потери протяженных компонентов сводятся к

нулю, и на первое место выходят синхротронные

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

z_ph

потери, вследствие которых спектральный индекс

радиоизлучения увеличивается.

Рис. 7. Распределение log L_1400МГц (L — в единицах

Вт/Гц) при росте красного смещения z_ph.

Следует отметить, что радиоисточники, обна-

руженные во время глубоких обзоров избранных

площадок неба на РАТАН-600, исследовались ча-

объекта. Такие радиоисточники с самопоглоще-

стично на VLA и 6-м телескопе САО РАН. Так,

нием на низких частотах интересны тем, что

в работе [24] приведены результаты исследований

представляют собой начало эволюционного пути

RC (RATAN Cold) объектов, обнаруженных во

галактик в крупномасштабные радиоисточники

время глубокого обзора “Холод” на РАТАН-600 с

[66, 67].

крутыми и ультракрутыми спектрами по программе

На рис. 8 слева представлена гистограмма рас-

“Большое Трио”. Семь радиогалактик оказались

пределения звездной величины m_r, справа — связь

близкими галактиками с морфологией типа FR II,

между звездной величиной m_r и радиосветимостью

и только одна радиогалактика оказалась компакт-

log L_1400МГц [Вт/Гц] для 19 галактик из обзора RZF.

ным объектом — CSS (Compact Steep Spectrum)

Как видно из рис. 8а, практически все ис-

c LAS = 0.4^′′ (Large Angular Size) cо степенным

точники доступны наблюдениям на 6-м телескопе

спектром α_3940МГц = -0.96. Для уточненных RCR

(RATAN Cold Revised) объектов [62] для прямых

САО РАН. Галактики с L_1400МГц ≥ 10²⁶ Вт/Гц (ти-

па FR II) имеют звездную величину в фильтре r в

восхождений 07^h ≤ R.A. ≤ 17^h30^m было проведено

диапазоне 18 ≤ m_r ≤ 23.

отождествление с помощью цифровых оптических

На рис. 9 представлено изменение логарифма

обзоров, и определены свойства родительских га-

радиосветимости на частотах 1400 и 3940 МГц с

лактик источников каталога RCR [63].

изменением плотностей потоков t_NVSS и t_RZF

На рис.

представлено распределение

звездных величинах в фотометрической системе

log L1400МГц [Вт/Гц] в зависимости от фотомет-

AB². С уменьшением плотностей потоков источни-

рического красного смещения z_ph для

га-

ков радиосветимости галактик снижаются.

лактик. Доля источников типа FR II составляет

Для радиоисточников из нашей выборки был

58% от общего числа рассматриваемых галактик.

вычислен индекс активности в радиодиапазоне по

Большинство радиоисточников нашей выборки

формуле, приведенной в работе [68]³. Объекты с

остаются неразрешенными в NVSS (разрешение

R_r > 1 относят к активным в радиодиапазоне, для

∼45^′′) и FIRST (разрешение 5.4^′′) изображениях,

которых основной вклад в интегральное радио-

поэтому требуются наблюдения с более высокой

излучение дает активное ядро. В нашей выборке

разрешающей способностью для определения

оказался только один источник с R_r < 1, который

морфологии, физических размеров, яркостной

температуры радиоизлучающих областей, для ис-

²Перевод плотности потока в звездную величину в фо-

следования природы AGN. В нашей USS выборке

тометрической системе АВ производился по формуле:

t_NVSS = -2.5 log(S_NVSS/3631 Ян), где S_NVSS — плотность

4 источника с L1.4ГГц > 10²⁶ Вт/Гц при z_ph,gal > 0.5

потока источника в обзоре NVSS.

можно рассматривать как возможных кандидатов в

³Rr = 0.4(mr - tNVSS), где mr — звездная величина в об-

радиогромкие активные ядра галактик (AGNs) [64,

зоре SDSS в фильтре r, t_NVSS — плотность потока источ-

65]. В выборке 69 источников с USS спектрами

ника в обзоре NVSS, выраженная в звездных величинах в

обнаружены 2 GPS (Gigahertz Peaked Spectrum)

фотометрической системе АВ.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

236

ПАРИЙСКИЙ и др.

logL₁₄₀₀

(a)

(б)

m_r

Рис. 8. Гистограмма распределения звездной величины mr 19 галактик обзора RZF mr,median = 21.51 (а) и связь между

звездной величиной mr и log L1400 МГц (L — в единицах Вт/Гц) (б).

logL₁₄₀₀

logL₃₉₄₀

(a)

(б)

t_NVSS

16 t_RZF

Рис. 9. Изменениесветимостиlog L (L в единицахВт/Гц) 19 галактик с USS спектрамипри измененииплотностейпотока

в звездных величинах в системе AB t_NVSS (1400 МГц) (a) и t_RZF (3940 Мгц) (б).

можно рассматривать как радиоспокойный объект

других областях по прямому восхождению. По ре-

либо со спокойным AGN, либо как звездоформиру-

зультатам сопоставлений обзоров RZF и SDSS из

ющий источник (см. рис. 10). Нам детально удалось

448 RZF объектов были отождествлены 208 объ-

исследовать только 27 объектов с ультракрутыми

ектов. В это число входят и 5 объектов, для кото-

спектрами α ≤ -1.1 в сантиметровом диапазоне

рых не определены спектральные характеристики,

длин волн. Для 42 источников с USS спектрами

но 3 из них отождествлены в обзоре SDSS⁴.

необходимы дополнительные исследования.

Результаты полученных спектральных и оп-

4. ОПТИЧЕСКИЕ И РАДИО

тических характеристик представлены в табл. 1.

ОТОЖДЕСТВЛЕНИЯ RZF ОБЪЕКТОВ

В столбце 1 указан спектральный тип объек-

В данной работе впервые более подробно про-

та: USS (α ≤ -1.1) — источники с ультракруты-

ведено отождествление объектов каталога RZF

ми спектрами, SS (1.1 < α ≤ -0.9) — источники с

(N = 448). Все объекты, полученные на централь-

крутыми спектрами, NS (-0.9 < α ≤ -0.5) — ис-

ном сечении обзора, отождествлены с радиоисточ-

точники с нормальными спектрами, FS (-0.5

никами каталогов NVSS и FIRST. Ранее нами

< α ≤ 0.5) —источники с плоскими спектрами, IS

было проведено отождествление источников с по-

(α > 0.5) — источники с инвертированными спек-

мощью обзора SDSS (DR7) [69], но с появлением

трами. В столбце 2 (Sp I) приведен средний спек-

более полных версий обзора SDSS (DR12) [55] по-

тральный индекс рассматриваемого типа объектов,

лучена наиболее точная информация. Полоса ката-

в столбце 3 (N) — количество рассматриваемых

лога RZF пересекается с обзором SDSS (DR12)

в интервале прямых восхождений 7^h ≤ R.A.₂₀₀₀ ≤

⁴Из 5 объектов с неопределенными типами спектров 3 ис-

≤ 17^h30^m, также есть частичные пересечения и в

точника отождествлены— 2 галактики и 1 звезда.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

237

logL₁₄₀₀

28.0

27.5

27.0

26.5

26.0

25.5

25.0

24.5

24.0

R_r

Рис. 10. Связь индекса активности в радиодиапазоне Rr и радиосветимости log L на частоте 1400 МГц (L — в единицах

Вт/Гц) для 19 галактик.

u-r

-2

100

120

140

Рис. 11. Распределение SDSS галактик на ранние и поздние типы.

объектов, в столбце 4 N(+) — количество отож-

ния объектов дополнены данными о морфологии

дествленных объектов в обзоре SDSS. В столбце 5

радиоисточников по каталогу FIRST. Получено,

указано EF (empty field), в столбцах 6, 7, 8 соответ-

что 136 объектов имеют точечную структуру, для

ственно указаны: Galaxies — галактики, QSO —

17 объектов разобрать тип источника невозможно,

квазары, star — неопределенный тип объекта.

так как получается практически пустое поле,

Для 56 объектов в обзоре SDSS также опре-

возможно объект слабый и не разрешается. К

деляется выбранное поле, но не выделяются сами

двойным объектам можно отнести 43 источника,

объекты, которые мы обозначили как “EF” —

из которых 6 имеют признаки FR II. Структуру

пустое поле. Полученные спектральные значе-

тройного объекта имеют

объектов, из них

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

238

ПАРИЙСКИЙ и др.

Таблица 1. Результаты оптического отождествления центральной полосы обзора RZF

Type

Sp I

N (+)

Galaxies

QSO

Star

USS

-1.39

69 (15.6%)

-0.99

80 (18.1%)

-0.7

163 (36.9%)

-0.18

120 (27.1%)

0.67

10 (2.3%)

Всего

442

205

123

три слабо разрешаются и один объект относится

Рассматриваемая выборка источников USS

к источникам с многокомпонентной структурой. В

включает относительно слабые по плотности по-

большинстве случаев угловое разрешение обзора

токов радиоисточники — S3940МГц,median = 5.8 мЯн

FIRST позволяет классифицировать исследуемые

и S1400МГц,median = 20.8 мЯн. Для 27 радиоисточ-

объекты по морфологическому типу. Для осталь-

ников (39%) из выборки 69 USS объектов со

ных объектов каталога RZF, не пересекающихся по

спектральными индексами α ≤ -1.1 определены

прямому восхождению с обзором FIRST, получены

фотометрические красные смещения, которые

NVSS-изображения.

показали, что наша выборка USS объектов,

Распределение SDSS галактик на двухцветной

из которых

галактик и

звездообразных

объектов, в основном, относится к категории

диаграмме (g - r) - (u - g) имеет два максиму-

ма — галактики ранних и поздних типов с оп-

близких галактик (N = 12) с z_ph,gal,mean = 0.27 ±

тимальным цветовым разделителем (u - r) = 2.22

± 0.01, обнаруженных в сантиметровом диапазоне

вплоть до z = 0.4 [70]. В этой же работе указано,

длин волн (λ = 7.6 см). Такие радиоисточники

что данное утверждение применимо к выборкам с

расположены в плотной межгалактической среде

любыми красными смещениями. К ранним типам

богатых скоплений галактик, или заключены внут-

относятся объекты (галактики E, SO и Sa) с пока-

ри родительской галактики [17, 52].

зателем цвета (u - r) ≥ 2.22, к поздним (галактики

Радиосветимости рассматриваемых источни-

Sb, Sc и Irr) — с показателем цвета (u - r) < 2.22.

ков на частоте

1400

МГц изменяются в диа-

Ранний тип галактик — это близкие галактики. В

пазоне

1.51 × 10²⁴ ≤ L₁₄₀₀ ≤ 5.17 × 10²⁷ Вт/Гц,

результате обработки 125 SDSS галактик, пере-

L_1400median ∼ 4.25 × 10²⁶ Вт/Гц.

галактик по

секающихся с RZF объектами, получено, что к

значению радиосветимостей L_1400МГц ≥ 10²⁶ Вт/Гц

ранним типам относятся 62 объекта, а к поздним —

можно отнести к FR II типу, одна галактика

63 объекта (см. рис. 11).

с L_1400МГц = 1.51 × 10²⁴ Вт/Гц к FR I типу,

остальные 8 объектов промежуточной светимости

являются объектами смешанного типа FR I-FR II.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Среди рассматриваемых объектов с нераз-

В центральной полосе наблюдений зенитного

решенными радиоморфологиями могут оказать-

обзора DEC = 41^◦30^′42^′′ ± 2^′ на частоте 3940 МГц

ся компактные источники, т.е. CSS (Compact

обнаружено 448 объектов, причем 69 объектов с

Steep Spectra) и GPS объекты, которые могут

USS спектрами. Рассчитаны потоки и спектраль-

представлять собой галактики, находящиеся в

ные индексы источников для всего используемого

начале эволюционного пути в крупномасштабные

массива данных. По результатам оптических отож-

радиоисточники. Таких источников — кандидатов в

дествлений RZF и SDSS обзоров получено, что

GPS — оказалось два. Практически все объекты,

из 448 RZF объектов 208 источников отождеств-

кроме одного, по значению индекса активности

лены. Из 208 объектов 125 источников интерпре-

R_r > 1 относятся к активным в радиодиапазоне,

тируются как “Galaxy” (галактики), 73 как “Star”

у которых основной вклад в интегральное ра-

(возможно, звезды, структура этих объектов не

диоизлучение дает активное ядро. Для получения

определены), 9 как “QSO” (квазары). Распреде-

более полного материала по исследуемым источ-

ление SDSS галактик (N = 125) на двухцветной

никам требуются радионаблюдения с высокими

диаграмме (g - r) - (u - g) показало, что к ранним

разрешениями, чтобы определить морфологию,

типам галактик относятся 62 объекта, а к позд-

физические размеры и яркостную температуру

ним — 63 объекта.

радиоизлучающих областей для определения их

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОИСТОЧНИКОВ

239

природы, а также более глубокие оптические

18.

I. J. Klamer, R. De Ekers, E. M. Sadler, A. Weiss,

наблюдения.

R. Hunstead, and C. De Breuck, Astrophys. J. 621,

L1 (2005).

19.

J. J. Bryant, H. M. Johnston, J. W. Broderick,

БЛАГОДАРНОСТИ

R. W. Hunstead, C. De Breuck, and B. M. Gaensler,

Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 395, 1099 (2009).

Выражаем благодарность О.В. Верходанову и

20.

C. G. Bornancini, A. L. O’Mill, S. Gurovitch, and

О.П. Желенковой, Т. Муфахарову за помощь в ра-

D. G. Lambas, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 406,

боте, а также глубокую благодарность рецензенту,

197 (2010).

замечания которого значительно улучшили статью.

21.

В. Н. Курильчик, Т. Г. Ситник, Астрон. циркуляр

Работа выполнена при частичной поддержке гран-

No. 636, 1 (1971).

та ОФН-17. Наблюдения на РАТАН-600 прово-

22.

Ю. Н. Парийский, Д. В. Корольков, в сб.: Итоги

дятся при финансовой поддержке Министерства

науки и техники (М.: ВИНИТИ, 1986), с. 73.

образования и науки Российской Федерации (гос-

23.

B. L. Fanaroff and J. M. Riley, Monthly Not. Roy.

контракт 14.518.11.7054).

Astron. Soc. 167, 31P (1974).

24.

Ю. Н. Парийский, А. И. Копылов. А. В. Темирова,

Н. С. Соболева, О. П. Желенкова, О. В. Верхо-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

данов, В. М. Госс, Т. А. Фатхуллин, Астрон. журн.

G. R. Whitfield, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 117,

87(8), 739 (2010).

680 (1957).

25.

А. И. Копылов, В. М. Госс, Ю. Н. Парийский,

Р. Д. Дагкесаманский, Астрофизика 5, 297 (1969).

Н. С. Соболева, О. В. Верходанов, А. В. Темирова,

О. П. Желенкова, Письма в Астрон. журн. 32(7),

R. D. Dagkesamanskii, Nature 226, 432 (1970).

483 (2006).

G. Blumenthal and G. Miley, Astron. and Astrophys.

26.

Yu. Parijskij, P. Thomasson, O. P. Zhelenkova,

80, 13 (1979).

A. Kopylov, et al., Proc. of 11th Asian-Pacific

A. G. G. M. Tielens, G. K. Miley, and A. G. Willis,

Regional IAU Meeting, 2012, NARIT Conf. Ser.

Astrophys. J. Suppl. 35, 153 (1979).

(NCS), 1, 10 (2012).

K. C. Chambers and G. K. Miley, in The Evolution of

27.

Yu. Parijskij, O. P. Zhelenkova, P. Thomasson,

the Universe of Galaxies, Proc. of the Edwin Hubble

T. W. B. Muxlow, et al., Proc. of Science, 10th

Centennial Symposium, Berkeley, CA, June 21-23,

European VLBI Network Symposium and EVN

1989, edited by R. G. Gron, Astron. Soc. Pacific, p.

Users Meeting “VLBI and the new generation of radio

373 (1990).

arrays”, September 20-24, 2010, Manchester UK,

S. Rawlings, S. Eales, and S. Warren, Monthly Not.

p. 1 (2010).

Roy. Astron. Soc. 243, 14 (1990).

28.

Yu. Parijskij, O. P. Zhelenkova, P. Thomasson,

P. McCarthy, V. K. Kapahi, W. van Breugel, and

A. I. Kopylov, A. V. Temirova, I. V Sokolov,

C. Subrahmanya, Astron. J. 100, 1014 (1990).

V. N. Komarova, O. J. A. Bravo Calle, in Gamma-ray

V. K. Kapahi and V. K. Kulkarni, Astron. and

Bursts: 15 Years of GRB Afterglows, Progenitors,

Astrophys. 165, 39 (1986).

Environments and Host Galaxies from the Nearby

10.

Yu. N. Parijskij, A. I. Kopylov, O. P. Zhelenkova,

to the Early Universe, edited by A. J. Castro-Tirado,

M. N. Naugolnaja, N. S. Soboleva, A. V. Temirova,

J. Gorosabel and I. H. Park, EAS Publ. Ser. 61, 439

V. V. Vitkovskii, Turkish Journal of Physics 18, 894

(2013).

(1994).

11.

Yu. N. Panjskij, W. M. Goss, A. I. Kopylov,

29.

Yu. N. Parijskij, P. Thomasson, A. I. Kopylov,

N. S. Soboleva, A. V. Temirova, O. V. Veriiodanov,

O. P. Zhelenkova, et al., Monthly Not. Roy. Astron.

Soc. 439(3), 2314 (2014).

O. P. Zhelenkova, and M. N. Naugolnaya, Bull. SAO

40, 5 (1996).

30.

Ю. Н. Парийский, О. П. Желенкова, А. И. Копы-

12.

H. J. A. Roettgering, M. Lacy, G. K. Miley,

лов, А. В. Темирова, О. В. Верходанов, В. Н. Кома-

K. C. Chambers and R. Saunders, Astron. and

рова, Астрофиз. бюлл. 72(2), 103 (2017).

Astrophys. Suppl. Ser. 108, 79 (1994).

31.

Н. Н. Бурсов, Ю. Н. Парийский, Е. К. Майорова,

13.

А. И. Копылов, В. М. Госс, Ю. Н. Парийский,

М. Г. Мингалиев, А. Б. Берлин, Н. А. Нижельский,

Н. С. Соболева, и др., Астрон. журн. 72(5), 613

И. А. Глушкова, Т. А. Семенова, Астрон. журн.

(1995).

84(3), 227 (2007).

14.

О. В. Верходанов, Ю. Н. Парийский, Радиогалак-

32.

Т. А. Семенова, Н. Н. Бурсов, Ю. Н. Парийский,

тики и космология (М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009).

Астрон.журн. 84(4), 291 (2007).

15.

W. van Breugel, C. de Breuck, S. A. Stanford,

33.

I. Waddington, R. A. Windhorst, S. H. Cohen,

D. Stern, H. R ¨ottgering, and G. Milley, Astrophys. J.

R. B. Partridge, H. Spinrad and D. Stern, Astrophys.

518, 61 (1999).

J. 526, L77 (1999).

16.

G. Miley and C. De Breuck, Astron. and Astrophys.

34.

M. J. Jarvis, H. Teimourian, C. Simpson,

Rev. 15, 67 (2008).

D. I. B. Rawlings, and S. B. Bonfield, Monthly

17.

I. J. Klamer, R. De Ekers, J. J. Bryant,

Not. Roy. Astron. Soc. 398, L83 (2009).

R. W. Hunstead, E. M. Sadler, and C. De Breuck,

35.

H. Falcke, E. K ¨ording, and N. M. Nagar, New Astron.

Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 371, 852 (2006).

Rev. 48, 1157 (2004).

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019

240

ПАРИЙСКИЙ и др.

36.

R. Coppejans, D. Cseh, W. L. Williams, S. van Velsen,

52.

R. Ekers and I. Feain, MWA/GLEAM PowerPoint

and H. Falcke, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 450,

Presentation, MWA GLEAM Workshop, Perth,

1477 (2015).

20 Oct. 2014.

37.

R. Coppejans, S. van Velzen, H. T. Intema, C. Muller,

53.

C. G. Bornancini, C. De Breuck, W. de Vries, S. Croft,

et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 467, 2039

W. van Breugel, H. R ¨ottgering, and D. Minniti,

(2017).

Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 378, 551 (2007).

38.

L. Morabito, A. Deller, J. Mold ´on, R. Oonk,

54.

L. M. Ker, B. P. N. Best, E. E. Rigby,

G. G. K. Milley, and H. J. A. R ¨ottgering,

H. J. A. R ¨ottgering, and M. A. Gendre, Monthly

Leiden Observatory, LOFAR Community Science

Not. Roy. Astron. Soc. 420, 2644 (2012).

Workshop, 3 June (2015).

55.

http://www.sdss.org/dr12/.

39.

L. Morabito, thesis of Leiden University,

56.

M. Fioc and B. Rocca-Volmerange, Astron. and

September (2016); http//hdl.handle.net/1887/

Astrophys. 326, 950 (1997).

43072.

40.

O. V. Verkhodanov, S. A. Trushkin, H. Andernach,

57.

O. V. Verkhodanov, A. I. Kopylov, O. P. Zhelenkova,

and V. N. Chernenkov, in Astronomical Data

V. Verkhodanova, V. N. Chernenkov, Yu. N. Parijskij,

Analysis Software and Systems, edited by G. Hunt

N. S. Soboleva, and A. V. Temirova, Astron.

and H. E. Payne, ASP Conf. Ser. 125, 322 (1997);

Astrophys. Trans. 19, 662 (2000).

http://cats.sao.tu.

58.

R. M. C. Simpson, S. Rawlings, R. Ivison,

41.

O. V. Verkhodanov, S. A. Trushkin, H. Andernach,

A. Masayuki, et al., Monthly Not. Roy. Astron.

and V. N. Chernenkov, Bull. SAO 58, 118 (2005).

Soc. 421, 3060 (2012).

42.

http://sundog.stsci.edu/cgi-bin/

59.

J. E. Baldwin and P. F. Scott, Monthly Not. Roy.

searchfirst.

Astron. Soc. 165, 259 (1973).

43.

M. H. Wieringa and P. Katgert, Astron. and

60.

O. B. Slee, C. B. Siegman, I. R. G. Wilson, Australian

Astrophys. 93, 399 (1992).

J. Physics 36, 101 (1983).

44.

K. M. Blundell, S. Rawlings, S. A. Eales, G. B. Taylor,

and A. D. Bradley, Monthly Not. Roy. Astron. Soc.

61.

S. S. Komissarov and A. G. Gubanov, Astron. and

295, 263 (1998).

Astrophys. 285, 27 (1994).

45.

M. J. Crus, M. J Jarvis, M. K. Blundell, S. Rawlings,

62.

N. S. Soboleva, E. K. Majorova, O. P. Zhelenkova,

et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 373, 1531

A. V. Temirova, and N. N. Bursov, Astropys. Bull. 65,

(2006).

42 (2010).

46.

J. W. Broderick, J. J. Bryant, R. W. Hundstead,

63.

O. P. Zhelenkova, N. S. Soboleva, E. K. Majorova,

E. M. Sadler, and T. Murply, Monthly Not. Roy.

A. V. Temirova, Astrophys. Bull. 68, 26 (2013).

Astron. Soc. 381, 341 (2007).

64.

L. Jiang, X. Fan, Z. Ivezic, G. T. Richards,

47.

C. De Breuck, R. W. Hunstead, E. M. Sadler,

D. P. Schneider, M. A. Strauss, and B. C. Kelly,

B. Rocca-Volmerange, and I. Klamer, Monthly Not.

Astrophys. J. 656, 680 (2007).

Roy. Astron. Soc. 347, 837 (2004).

65.

A. Sajina, L. Yan, D. Lutz, A. Steffen, et al.,

48.

V. Singh, A. Beelen, Y. Wadadekar, S. Sirothia, et al.,

Astrophys. J. 683, 659 (2008).

Astron. and Astrophys. 569, id. A52 (2014).

49.

W. M. Lane, W. D. Cotton, S. van Velzen, T. E. Clarke,

66.

S. Tinti and G. De Zotti, Astron. and Astrophys. 445,

N. E. Kassim, J. F. Helmboldt, T. J. W. Lazio, and

889 (2006).

A. S. Cohen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 440,

67.

C. Fanti, Astron. Nachricht. 330, 120 (2009).

327 (2014).

68.

A. E. Kimball and Z. Ivezi ´c, Astron. J. 136, 684

50.

H. T. Intema, P. Jagannathan, K. P. Mooley, and

(2008).

D. A. Frail, Astron. and Astrophys. 598, id. A78

69.

Т. А. Семенова, Кандидатская диссертация (КЧР,

(2017).

пос. Нижний Архыз, Специальная астрофизиче-

51.

I. J. Klamer, D. Hunstead, E. M. Sadler, J. J. Bryant,

ская обсерватория РАН, 2009).

H. Johnston, J. Broderick, C. De Breuck, and

70.

I. Strateva, Z. Ivezi ´c, G. R. Knapp, V. K. Narayanan,

R. D. Ekers, http://kusastro.kyato-u.ac.jp

(2013).

et al., Astron. J. 122, 4 (2001).

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№3

2019