ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2020, том 46, № 10, с. 689-701

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

ВЫБОРКИ ДАЛЕКИХ КВАЗАРОВ ОБСЕРВАТОРИИ СРГ

ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НА РТТ-150. I

Р. И. Гумеров^1,2, А. С. Склянов^1,2, М. В. Глушков^1,2, В. Д. Борисов^3,4, Р. А. Буренин³,

И. А. Зазнобин³, Р. А. Кривонос³, А. Р. Ляпин³, П. С. Медведев³, А. В. Мещеряков^3,1,

С. Ю. Сазонов³, Р. А. Сюняев^3,5, Г. А. Хорунжев³, М. Р. Гильфанов^3,5

¹Казанский (Приволжский) Федеральный Университет, ул. Кремлевская, 18, Казань 420008, Россия

²Академия Наук РТ, ул. Баумана, 20, Казань 420111, Россия

³Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная, 84/32, Москва 117997, Россия

⁴Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

⁵Институт астрофизики общества им. Макса Планка, Гархинг, Германия

Поступила в редакцию 04.08.2020 г.

После доработки 05.09.2020 г.; принята к публикации 22.09.2020 г.

Приведены результаты первых спектроскопических наблюдений на 1.5-м Российско-Турецком те-

лескопе рентгеновских источников, открытых телескопом еРОЗИТА космической обсерватории

СРГ и идентифицированых системой машинного обучения SRGz в качестве кандидатов в далекие

рентгеновские квазары. Семь объектов подтверждены как квазары на красных смещениях z =

= 2.7-4.2, a два источника, которые были включены в программу оптических наблюдений с целью

тестирования и настройки SRGz и имели значительную неопределенность фотометрического красного

смещения, оказались сейфертовскими галактиками на z ≈ 0.6.

Ключевые слова: квазары, активные ядра галактик, спектроскопия, СРГ, еРОЗИТА, РТТ-150.

DOI: 10.31857/S0320010820100046

ВВЕДЕНИЕ

В период с 8 декабря 2019 г. по 10 июня 2020 г.

было проведено первое сканирование всего неба,

Рентгеновская обсерватория СРГ (Сюняев и

в результате которого телескоп СРГ/еРОЗИТА

др., 2020), запущенная 13 июля 2019 г., успешно

работает на орбите вокруг точки Лагранжа L2

(Предель и др.,

2020) зарегистрировал более

системы Солнце-Земля. Основная цель обсерва-

миллиона рентгеновских источников, большинство

тории — обзор всего неба в широком диапазоне

из которых, предположительно, является АЯГ

энергий 0.3-30 кэВ продолжительностью 4 года. В

и квазарами. Среди интереснейших объектов,

состав обсерватории входят два рентгеновских те-

впервые зарегистрированных в рентгеновских

лучах телескопом еРОЗИТА, оказался квазар

лескопа с оптикой косого падения: СРГ/еРОЗИТА

CFHQS J142952+544717 на z = 6.18. Это самый

(диапазон 0.3-10 кэВ) и СРГ/АРТ-ХС (диапазон

светимый в рентгеновском диапазоне квазар на

5-30 кэВ). Ожидается, что в ходе обзора телескоп

z > 6 (Медведев и др., 2020).

СРГ/еРОЗИТА обнаружит около трех миллионов

активных ядер галактик (АЯГ) и квазаров на крас-

Для реализации научного потенциала обзора

ных смещениях вплоть до z ∼ 6-7 (Колодзиг и др.,

всего неба СРГ одной из важнейших являет-

2013a), что позволит детально исследовать рост

ся задача массовой оптической идентификации и

сверхмассивных черных дыр во Вселенной и их

классификации обнаруженных рентгеновских ис-

совместную эволюцию с родительскими галакти-

точников. В значительной степени она решается

ками и крупномасштабной структурой Вселенной

(см., например, Хорунжев и др. 2016) благодаря

(Колодзиг и др., 2013b).

имеющимся архивам обширных фотометрических

и спектроскопических обзоров неба, таких как

^*Электронный адрес: ibikmaev@yandex.ru

SDSS (Парис и др., 2018), PanSTARRS (Чамберс

689

690

БИКМАЕВ и др.

и др., 2016), BASS (Зоу и др., 2019), LAMOST

консорциумом СРГ/еРОЗИТА, и программного

(Яо и др., 2019). Для идентификации, классифи-

обеспечения, разработанного российским консор-

кации и фотометрической оценки красных смеще-

циумом СРГ/еРОЗИТА. При обработке данных

ний объектов на основе этих данных в рабочей

использовались результаты наземных предполет-

группе по поиску рентгеновских источников, их

ных калибровок, а также летных калибровоч-

отождествлению и составлению каталога по дан-

ных наблюдений, выполненных в октябре-ноябре

ным телескопа еРОЗИТА российского консорци-

2019 г.

ума СРГ/еРОЗИТА создана система машинного

Каталоги рентгеновских источников, зареги-

обучения SRGz (Мещеряков и др., 2020). Пер-

стрированных в поле Дыры Локмана и в ходе

выми результатами применения SRGz к данным

сканирования неба, кросс-коррелировались с

еРОЗИТы стали списки кандидатов в далекие

набором фотометрических и спектроскопических

рентгеновские квазары (z ≳ 3-4), составленные по

каталогов и затем подавались на вход системы

итогам проверочных наблюдений области Дыры

SRGz для отождествления, классификации и

Локмана и первого обзора неба обсерватории СРГ.

определения фотометрических красных смещений,

Для подтверждения природы, уточнения крас-

как описывается ниже.

ных смещений и детального исследования (в част-

ности, измерения масс сверхмассивных черных

ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ

дыр) кандидатов в далекие квазары, отобранных

КОМПАНЬОНОВ РЕНТГЕНОВСКИХ

системой SRGz, требуются спектроскопические

ИСТОЧНИКОВ И ИЗМЕРЕНИЕ

наблюдения. Такие наблюдения необходимы также

ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ КРАСНЫХ

для настройки используемых алгоритмов машин-

СМЕЩЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ SRGz

ного обучения и проверки функционирования си-

стемы SRGz в целом. В результате первых спек-

Для всех точечных рентгеновских источников

троскопических наблюдений рентгеновских канди-

СРГ/еРОЗИТА из первого обзора неба была про-

датов в далекие квазары еРОЗИТы были открыты

ведена кросс-корреляция в радиусе 30^′′ c опти-

новые источники: далекие рентгеновские квазары

ческими источниками из каталогов Слоановского

на z ∼ 4 и более близкие квазары на z ∼ 1-3,

обзора SDSS DR16 (Ахумада и др., 2019), DESI

обнаруженные в поле Дыры Локмана. Спектры

Legacy Imaging Survey DR8 (DESI LIS, Дей и др.

этих источников были получены на 1.6-м телескопе

(2019)), Pan-STARRS1 DR2 (Чамберс и др., 2016).

АЗТ-33ИК Саянской обсерватории (Хорунжев и

Кроме того, были использованы данные принуди-

др., 2020) и 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ

тельной фотометрии инфракрасного обзора WISE

(Додин и др., 2020).

для объектов обзора DESI LIS (Лэнг и др., 2016;

В данной работе приводятся результаты оптиче-

Дей и др., 2019) и объектов Pan-STARRS1 (Буре-

ской спектроскопии на 1.5-м Российско-Турецком

нин и др., 2020).

телескопе РТТ-150 девяти объектов из списков

Полученный таким образом список оптиче-

кандидатов в далекие квазары, полученных си-

ских кандидатов для рентгеновских источников

стемой машинного обучения SRGz по результа-

еРОЗИТА поступал на вход системы SRGz,

там наблюдений области Дыры Локмана в ноябре

которая представляет собой набор программных

2019 г. и по каталогу источников обзора 1/6 неба

компонент, последовательно решающих задачи

СРГ/еРОЗИТА, полученному в феврале 2020 г.

автоматического поиска (кросс-отождествления)

Наблюдения проводились в квоте времени Казан-

наиболее вероятного оптического компаньона

ского федерального университета.

рентгеновского источника СРГ/еРОЗИТА, его

фотометрической классификации (по схеме звез-

да/квазар/галактика) и измерения фотометри-

РЕНТГЕНОВСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

ческого красного смещения (photo-z). Система

ТЕЛЕСКОПА eРОЗИТА

SRGz построена на использовании алгоритмов

Рентгеновские данные, представленные в дан-

интеллектуального анализа данных — ансамбле-

ной статье, были получены телескопом

вых древовидных алгоритмов машинного обучения

СРГ/еРОЗИТА в ходе наблюдений поля Дыры

(градиентный бустинг и случайный лес деревьев

Локмана на стадии проверочных наблюдений в

решений, см. Мещеряков и др. 2018), которые

ноябре

2019

г. и в начале обзора всего неба

обучаются на выборках квазаров, галактик и

в декабре 2019 г. — феврале 2020 г. Калибров-

звезд из спектроскопического каталога SDSS, а

ка данных телескопа еРОЗИТА, создание карт

также выборки оптических источников SDSS в

неба, детектирование и характеризация источ-

окрестности рентгеновских объектов из XMM-

ников производились при помощи программного

Newton Serendipitous Source Catalogue (3XMM

обеспечения eSASS, разработанного германским

DR8). Подробнее принципы работы SRGz и

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

691

Таблица 1. Рентгеновские свойства источников

F_x

δF_x

δC

Название

10-14, эрг/с/см²

10-14, эрг/с/см² отсчеты отсчеты угл. сек угл. сек

SRGe J162803.4+564442

1.57

0.49

13.8

4.3

4.0

SRGe J145520.2+242030

3.85

1.43

11.7

4.0

16.1

12.1

SRGe J160333.5+565843

2.84

0.72

19.6

5.0

3.4

2.0

SRGe J162319.0+583240

1.93

0.55

16.2

4.6

3.7

3.8

SRGe J154228.1+612334

4.63

1.18

18.8

4.8

4.3

6.1

SRGe J110206.7+585844

1.01

0.17

47.7

8.0

2.1

SRGe J151025.1+312803

4.12

1.35

12.8

4.2

3.9

1.1

SRGe J134621.4+392445

3.88

1.49

8.6

3.3

4.9

0.6

SRGe J151252.1+032834

5.97

1.74

13.7

4.0

3.5

4.7

Примечание. Fx и δFx — поток в диапазоне 0.3-2 кэВ и погрешность; C и δC — отсчеты от источника (за вычетом уровня фона)

в диапазоне 0.3-2 кэВ и погрешность; σ — среднеквадратичная сумма 1σ погрешностей в положении источника по прямому

восхождению и склонению; R — расстояние до оптического компаньона.

Таблица 2. Результаты SRGz для всех задетектированных оптических объектов в области локализации рентгенов-

ских источников

SRGz

Архив.

№ Источник еРОЗИТА

SDSS objID¹

z_ph

zConf P_qso P_gal P_match z_sp

π, mas

SRGe J162803.4+564442 1237668504365826834 4.00+0.25-0.20-0.20-0.20

0.82

0.98

0.01

0.65

SRGe J145520.2+242030 1237665442064171149 3.40+0.07-0.30-0.30-0.30

0.74

0.95

0.03

0.91

SRGe J160333.5+565843 1237665570363343025 3.35+0.09-0.10-0.10-0.10

0.96

0.99

0.00

0.76

1237665570363343026 0.33+2.20-0.15

0.16

0.47

0.39

0.03

SRGe J162319.0+583240 1237668504901910661 3.08+0.11-0.25-0.25-0.25

0.74

0.99

0.00

0.96

SRGe J154228.1+612334 1237671769611698315 2.79+0.13-0.09-0.09-0.09

0.94

0.99

0.00

0.98

SRGe J110206.7+585844 1237655108910514193 2.79+0.09-0.09-0.09-0.09

0.97

0.99

0.00

0.99

2.77¹

SRGe J151025.1+312803 1237662224619798597 2.88+0.08-0.19-0.19-0.19

0.81

0.99

0.00

0.99

2.75²

1237662224619798596

0.0026 0.0018

0.29

0.53 ± 0.03³

SRGe J134621.4+392445 1237662193459986587 0.10+1.43-0.10

0.22

0.37

0.13

0.59

0.56 ± 0.18³

–

0.49+0.56-0.10-0.10-0.10

0.24

SRGe J151252.1+032834 1237654880205930906 0.57+2.53-0.15-0.15-0.15

0.15

0.99

0.00

0.97

Примечание. Фотометрические измерения SRGz: P_match — вероятность ассоциации рентгеновского объекта с выбранным опти-

ческим компаньоном (вычисленная на основе только фотометрических данных об объекте, см. текст); Pqso и Pgal — вероятности

того, что объект является квазаром и галактикой соответственно (на основе 3-классовой фотометрической классификации

квазар/галактика/звезда); z_phot — фотометрическая оценка красного смещения и соответствующая 1σ погрешность, zConf —

достоверностьphoto-z, характеризующая вероятность найти спектральное красное смещение в интервале z_ph ± 0.06 × (1 + z_ph).

Архивные спектроскопические данные:¹ — SDSS DR16 (Ахумада и др., 2019),² — LAMOST DR5 (Яо и др., 2019). Измерение

годичного параллакса:³ — GAIA DR2. Наиболее вероятный оптический партнер рентгеновского источника определялся SRGz

по величине P_match. Жирным шрифтом отмечено фотометрическое красное смещение для настоящих оптических компаньонов

выбранных рентгеновских источников.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

692

БИКМАЕВ и др.

SRGe J162803.4+564442

56.76°

56.75°

56.74°

56.73°

56.72°

247.04°

247.02°

247.00°

246.98°

pos.eq.ra

Рис. 1. Слева показано изображение источника SRGe J162803.4+564442 в рентгеновском диапазоне 0.3-2.0 кэВ,

справа — изображение его оптического компаньона в фильтре r из обзора Pan-STARRS. На левой панели маленьким

кружком указано положение рентгеновского источника, красный крест показывает положение его оптического компа-

ньона. На правой панели крестом указано положение рентгеновского источника, а стрелка указывает на положение

его оптического компаньона. На обеих панелях центр окружности совпадает с положением рентгеновского источника,

а ее радиус соответствует размеру области 95% ошибки на локализацию источника. Размер рентгеновскогоизображения

составляет 3 × 3 угл. мин, оптического — 1 × 1 угл. мин.

реализованные в ней алгоритмы будут описаны в

чина достоверности прогноза красного смещения,

отдельной статье (Мещеряков и др., 2020).

определяемая как вероятность найти спектральное

красное смещение в окрестности ±0.06(1 + z_ph) от

Для каждого оптического кандидата SRGz

наилучшей фотометрической оценки z_ph.

определяет вероятность P_match его ассоциации с

рентгеновским источником, в поле которого он

С помощью системы SRGz для данной работы

находится (в данной работе величина P_match рас-

были отобраны девять рентгеновских источников

считывалась моделью классификации, принимая

еРОЗИТА, их рентгеновские свойства описаны в

во внимание исключительно фотометрическую

табл. 1. Далее мы более подробно рассмотрим от-

информацию об объекте). При выборе оптического

бор объектов для оптических наблюдений на РТТ-

компаньона рассматривались только оптические

150.

кандидаты в области 95% пространственной лока-

лизации рентгеновского объекта, выбирался наи-

Фотометрический отбор далеких квазаров

более вероятный оптический объект по величине

P_match. Фотометрический классификатор SRGz

Первые семь рентгеновских источников в

позволяет для выбранного оптического компа-

табл. 1 были отобраны с помощью SRGz как

ньона рентгеновского источника также измерить

кандидаты в далекие квазары. Их наиболее

вероятность того, что он является квазаром P_qso

вероятные оптические партнеры имеют фото-

метрическую классификацию “квазар” и фото-

или галактикой P_gal (или звездой, P_star = 1 - P_qso -

метрическое красное смещение z_ph > 2.7, из-

- P_gal). Фотометрическая оценка красного смеще-

меренное с высокой достоверностью zConf >

ния объекта доступна в SRGz как в виде полного

> 0.7

(табл. 2). За исключением двух объек-

прогноза условного вероятностного распределе-

тов, № 3 и № 7 (SRGe J160333.5+565843 и

ния p(z|X_ph) для наблюдаемых фотометрических

SRGe J151025.1+312803 соответственно), все

признаков объекта (X_ph), так и в виде точечного

остальные объекты из данной группы имеют

прогноза z_ph и его доверительного интервала CI_α

единственного оптического партнера в области

с выбранным уровнем значимости α. Также путем

95% ошибки на локализацию рентгеновского

интегрирования функции p(z|X_ph) для каждого ис-

источника (рис. 1-7). Для оптических компаньонов

точника определяется zConf — стандартная вели-

источников № 6 и № 7 существуют архивные

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

693

SRGe J145520.2+242030

24.36°

24.35°

24.34°

24.33°

24.32°

223.85° 223.84° 223.83° 223.82° 223.81°

pos.eq.ra

Рис. 2. То же, что на рис. 1, но для для источника SRGe J145520.2+242030.

57.00°_{SRGe J160333.5+565843}

56.99°

56.98°

56.97°

56.96°

240.92°

240.90°

240.88°

240.86°

pos.eq.ra

Рис. 3. То же, что на рис. 1, но для для источника SRGe J160333.5+565843.

спектроскопические данные SDSS и LAMOST

компаньона и второго оптического объекта в

соответственно. Эти источники были включены

области локализации рентгеновского источника

в программу наблюдений РТТ-150 для кросс-

составляют 0.76/0.03 (SRGe J160333.5+565843)

калибровки.

и 0.99/0.29 (SRGe J151025.1+312803) (табл. 2).

Для SRGe J160333.5+565843 и SRGe

У источника SRGe J151025.1+312803 второй

J151025.1+312803 в области локализации рент-

оптический объект является звездой Галактики

геновского источника присутствует второй оп-

(с надежным измерением параллакса по данным

тический кандидат, который имеет значительно

спутника Gaia) более яркой, чем оптический

более низкую вероятность кросс-отождествления

компаньон (рис. 7).

с рентгеновским источником: отношения вероятно-

стей P_match для наиболее вероятного оптического

Целью спектроскопических измерений, прове-

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

694

БИКМАЕВ и др.

SRGe J162319.0+583240

58.56°

58.55°

58.54°

58.53°

58.52°

245.86°

245.84°

245.82°

245.80°

pos.eq.ra

Рис. 4. То же, что на рис. 1, но для для источника SRGe J162319.0+583240.

SRGe J154228.1+612334

61.41°

61.40°

61.39°

61.38°

61.37°

235.66° 235.64° 235.62° 235.60° 235.58°

pos.eq.ra

Рис. 5. То же, что на рис. 1, но для для источника SRGe J154228.1+612334.

денных на РТТ-150 для описанной выше группы

Примеры объектов с высокой неопределенностью

измерений SRGz

объектов, было точное определение их красных

смещений. Как будет показано далее, сделанные с

Любая модель, основанная только на фото-

помощью SRGz фотометрические оценки красных

метрических данных, может содержать ошибки в

силу своей вероятностной природы и недостаточ-

смещений хорошо согласуются с полученными на

ной информативности фотометрических признаков.

РТТ-150 спектральными измерениями. Это под-

Таких ошибочных оценок фотометрических крас-

тверждает высокую точность и надежность прогно-

ных смещений мы ожидаем около 10% от обще-

зов системы SRGz при отборе далеких квазаров

го числа прогнозов для точечных рентгеновских

среди рентгеновских источников еРОЗИТА.

источников на внегалактическом небе. Источники

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

695

59.00°

SRGe J110206.7+585844

58.99°

58.98°

58.97°

58.96°

165.56°

165.54°

165.52°

165.50°

165.48°

pos.eq.ra

Рис. 6. То же, что на рис. 1, но для источника SRGe J110206.7+585844.

31.49°

SRGe J151025.1+312803

31.48°

31.47°

31.46°

31.45°

227.63° 227.62° 227.61° 227.60° 227.59° 227.58°

pos.eq.ra

Рис. 7. То же, что на рис. 1, но для источника SRGe J151025.1+312803.

№ 8 и № 9 в табл. 1 (SRGe J134621.4+392445

с целью исследования механизма возникновения

и SRGe J151252.1+032834) являются примерами

подобных ошибок.

таких ошибочных прогнозов. Как подробно обсуж-

У объекта № 8 в области локализации рент-

дается ниже, для источника № 8 SRGz неверно

геновского источника находятся

оптических

указала оптический компаньон, для объекта № 9

объекта — объект 18.5 зв. величины (r-фильтр)

измерение фотометрического красного смещения

из каталога SDSS, который SRGz определила

содержит большую неопределенность. Это лишь

как наиболее верояный компаньон, и близкий (в

два примера такого рода среди всей массы вне-

2′′) к нему более слабый оптический источник,

галактических источников еРОЗИТА. Они были

найденный только в каталоге DESI LIS (табл. 2

включены в программу спектральных наблюдений

и описание результатов спектроскопических на-

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

696

БИКМАЕВ и др.

SRGe J134621.4+392445

39.43°

39.42°

39.41°

39.40°

39.39°

206.60°

206.58°

206.56°

pos.eq.ra

Рис. 8. То же, что на рис. 1, но для источника SRGe J134621.4+392445.

SRGe J151252.1+032834

3.49°

3.48°

3.47°

3.46°

3.45°

228.24°

228.23°

228.22°

228.21°

228.20°

pos.eq.ra

Рис. 9. То же, что на рис. 1, но для источника SRGe J151252.1+032834.

блюдений кандидатов в оптический компаньон

дений на РТТ-150 всех объектов, попадающих

SRGe J134621.4+392445 далее).

в область локализации рентгеновских источни-

У объекта SRGe J151252.1+032834 (№ 9) в об-

ков SRGe J134621.4+392445 и SRGe J151252.1+

ласти локализации рентгеновского источника на-

+032834 (рис. 8 и 9), была прояснена их физиче-

ходится единственный оптический кандидат, де-

ская природа, определены их оптические партне-

тектируемый во всех рассматриваемых фотометри-

ры и измерены их красные смещения. Детальные

ческих каталогах SDSS/PanSTARRS/DESI LIS,

спектроскопические исследования таких объектов

но имеющий высокую неопределенность в оценке

позволят повысить качество моделей SRGz для

фотометрического красного смещения (68% дове-

оптической идентификации рентгеновских источ-

рительный интервал имеет ширину |CI_68%| > 1.5).

ников и точность оценок фотометрических красных

С помощью оптических спектральных наблю- смещений.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

2020

№ 10

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

697

Таблица 3. Журнал наблюдений и полученные спектроскопические красные смещения. Объекты расположены в

порядке уменьшения z

Название

R.A.

Dec

Дата

t_exp, сек

r, mag

z_sp

Тип

SRGe J162803.4+564442

16 28 03.47

+56 44 43.6

26.04.20

3 × 1800

20.27

4.23

QSO

SRGe J145520.2+242030

14 55 19.46

+24 20 34.9

26.04.20

2 × 1800

19.41

3.47

QSO

SRGe J160333.5+565843

16 03 33.23

+56 58 38.7

14.05.20

3 × 1800

18.56

3.42

QSO

SRGe J162319.0+583240

16 23 18.76

+58 32 33.8

11.05.20

3 × 1800

18.49

3.24

QSO

SRGe J154228.1+612334

15 42 27.09

+61 23 29.5

26.04.20

2 × 1800

18.35

3.02

QSO

SRGe J110206.7+585844

11 02 06.85

+58 58 43.8

13.01.20

4 × 1800

18.00

2.77

QSO

SRGe J151025.1+312803

15 10 25.03

+31 28 01.4

21.04.20

3 × 1800

17.94

2.74

QSO

SRGe J134621.4+392445

13 46 21.33

+39 24 39.7

17.04.20

3 × 1800

20.3*

0.65

Sy2

18.04.20

3 × 1800

SRGe J151252.1+032834

15 12 51.74

+03 28 33.1

16.04.20

3 × 1800

19.18

0.61

Sy1

Примечание. R.A., Dec — оптические координаты источника из каталога GAIA DR2 (Gaia Collaboration, 2018); texp —

количество и длительность экспозиций; r — звездная величина объекта в полосе r из архива SDSS DR14 (Аболфати и др.,

2018); ∗ — оценка звездной величины источника SRGe J134621.4+392445, выполненная по снимкам РТТ-150 без фильтра

при спектроскопических наблюдениях; zsp — красное смещение, определенное по спектрам РТТ-150; Тип — класссификация

объекта (квазар, сейфертовская галактика типа 1 и 2).

СПЕКТРОСКОПИЯ АКТИВНЫХ ЯДЕР

(2.4 угл. сек), позволяющяя регистрировать спектр

ГАЛАКТИК ИЗ ОБЗОРОВ СРГ/eРОЗИТА

в диапазоне λ3800-8880

A со спектральным раз-

НА ТЕЛЕСКОПЕ РТТ-150

решением 15

A. Для каждого объекта получалось

по 2-3 спектра с экспозициями по

1800

сек

Спектральные наблюдения

каждый. В ряде сложных случаев (фон Луны,

Спектроскопические наблюдения кандидатов в

близкий оптический компаньон на луче зрения)

далекие рентгеновские квазары, зарегистрирован-

получалось по четыре спектра с экспозицией по

ных телескопом СРГ/еРОЗИТА и выявленных

1800 сек для каждого объекта. Детали наблюдений

с помощью системы SRGz, были выполнены на

приведены в табл. 3.

1.5-м Российско-Турецком телескопе в квоте вре-

Спектроскопическая обработка была выпол-

мени Казанского федерального университета в пе-

нена с помощью пакета программ IRAF. Были

риоды, близкие к фазам новолуния в апреле-мае

проведены все необходимые процедуры обработ-

2020 г. Дополнительные наблюдения в области

ки — вычитание тока смещения (байес), чистка

Дыры Локмана выполнялись в январе 2020 г. в

спектральных изображений от следов космических

период фазы полнолуния.

частиц (использовался алгоритм LAcosmic (ван

Доккум, 2001), построение дисперсионной кри-

В наблюдениях использовался прибор ТФОСК,

вой с использованием спектра лампы полого ка-

оснащенный в

2019

г. новой высокочувстви-

тода FeAr, экстрагирование одномерного спектра

тельной матрицей фирмы ANDOR с чипом

с параллельным вычитанием спектра фона неба.

DZ936_BR,DD¹ формата 2048 × 2048 пикселей

Отдельные спектры суммировались. Для увели-

размером 13.5 мкм, с охлаждением -80^◦С. Ис-

чения отношения сигнал/шум суммарные спектры

пользовалась гризма 15 с входной щелью 0.134 мм

сглаживались скользящим средним по семи точ-

кам. Итоговое спектральное разрешение состав-

¹ https://andor.oxinst.com/products/

ikon-xl-and-ikon-large-ccd-series/ikon-l-936

ляет 19

A. Для получения потоков в энергети-

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

698

БИКМАЕВ и др.

Rest

, Å

Rest

, Å

800

1000

1200

1400

1600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

SRGe J162803.4+564442

1.5

z = 4.23

SRGe J145520.2+242030

z = 3.47

1.0

N V

C IV

Si IV

N V

O I

C IV

O VI

O I

0.5

Si IV

C III

4000

5000

6000

7000

8000

9000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Observed

, Å

Observed

, Å

Рис. 11. Спектр квазара SRGe J145520.2+242030.

Рис. 10. Спектр квазара SRGe J162803.4+564442.

π = 0.559 ± 0.176 mas, т.е. расположена на рас-

ческих единицах каждую ясную фотометрическую

стоянии около 1.8 кпк. Спектроскопические на-

ночь получались спектры спектрофотометрическо-

блюдения на РТТ-150 (рис. 18) и предварительное

го стандарта — звезды солнечного типа с большим

моделирование спектра показали, что звезда имеет

дефицитом металлов HD 84937. Выбор в каче-

дефицит металлов ([Fe/H] = -1) с параметрами

стве спектрофотометрического стандарта холодной

атмосферы T_eff = 5200 K, logg = 4.5, т.е. это

звезды обусловлен тем, что гризма 15 в комплек-

карликовая звезда старой подсистемы Галактики

те приборов серии ФОСК имеет второй порядок

раннего спектрального класса К. Используя цвет

дифракции, который искажает спектр в красной

B - V ≈ 0.7, ожидаемый для звезды с такими

области (>7000˚A), если наблюдать горячие звезды

параметрами (Уорти & Ли, 2011), и калибровочные

из списка белых карликов Оука. Холодная звез-

соотношения для фильтров SDSS (Джестер и др.,

да HD 84937 не имеет значительного потока в

2005), мы оценили звездную величину объекта в

ультрафиолетовой части спектра, поэтому не воз-

фильтре V ≈ 18.7 и отношение F_X /F_V , согласно

никает искажений регистрируемого спектрального

формуле (Маккакаро и др., 1988):

распределения в красной и ближней инфракрасной

log(F_X /F_V ) = log(F_X ) + 0.4V + 5.37.

(1)

областях спектра.

Полученное значение log(F_X /F_V ) ≈ -0.56 замет-

но превышает более чем на 2σ верхнюю границу

Результаты спектроскопических наблюдений на

значений log(F_X /F_V ) наблюдаемых у звезд спек-

РТТ-150

трального класса К (log(F_X /F_V ) ≲ -1.57) (Агу-

В табл. 3 приведены результаты спектроскопи-

эрос и др., 2009), поэтому ассоциация рентгенов-

ческих определений красных смещений по данным

РТТ-150 и классификация источников. Для того,

Rest

, Å

чтобы наши измерения z были в одной системе с

800

1000 1200 1400 1600 1800 2000

каталогами квазаров в проектах SDSS (Парис и

др., 2018) и LAMOST (Яо и др., 2019), красные

N V

смещения определялись по линии C IV 1549˚A для

SRGe J160333.5+565843

z = 3.42

квазаров (z = 2.7-4.2) и по линии Mg II 2800˚A —

для сейфертовских галактик (z = 0.6-0.7).

O VI

Si IV

C IV

На рис. 10-19 приведены спектры РТТ-150 в

энергетических единицах.

C III

SRGe J134621.4+392445

Рентгеновский источник SRGe J134621.4+

+392445 система SRGz отождествила с более

4000

5000

6000

7000

8000

9000

ярким оптическим объектом — звездой, имеющей

Observed

, Å

звездную величину r = 18.5 mag. По данным

Рис. 12. Спектр квазара SRGe J160333.5+565843.

спутника Gaia (DR2), эта звезда имеет параллакс

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

699

Rest

, Å

Rest

, Å

1000 1200 1400 1600 1800 2000

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

SRGe J110206.7+585844 z = 2.77

2.5

SRGe J162319.0+583240

z = 3.24

N V

O IV

2.0

C IV

Ar I

O IV

1.5

Si IV

C IV

Si IV

C III

1.0

0.5

4000

5000

6000

7000

8000

9000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Observed

, Å

Observed

, Å

Рис. 15. Спектр квазара SRGe J110206.7+585844.

Рис. 13. Спектр квазара SRGe J162319.0+583240.

Rest

, Å

Rest

, Å

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

2.0

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

O IV

SRGe J151025.1+312803 z = 2.74

Ar I

1.5

Si IV

C IV

SRGe J154228.1+612334

z = 3.02

N V

C III

O IV

1.0

C IV

Si IV

C III

0.5

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Observed

, Å

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Рис. 16. Спектр квазара SRGe J151025.1+312803.

Observed

, Å

Рис. 14. Спектр квазара SRGe J154228.1+612334.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе выполнена спектроскопия де-

вяти оптических компаньонов рентгеновских ис-

ского источника со звездой достаточно маловеро-

точников из обзора неба СРГ/еРОЗИТА: семь

ятна.

кандидатов в далекие квазары (z > 2.75), выделен-

ных системой SRGz среди многочисленных слабых

С другой стороны, на расстоянии в ≈2 угл. сек

рентгеновских источников, и два источника, харак-

от этой звезды и ≈0.6 угл. сек от рентгеновского

теризующиеся большой погрешностью фотометри-

источника находится более слабый оптический

ческой оценки красного смещения.

объект яркостью 20.3 звездной величины. Система

Семь источников, имеющих высокую досто-

SRGz оценила его фотометрическое красное

верность определения фотометрического красного

смещение как z_ph = 0.49+0.56-0.10 (табл. 2). Оптический

смещения (zConf > 0.7), спектроскопически под-

спектр этого источника, полученный на РТТ-150

тверждены как квазары на z = 2.7-4.2. Фотомет-

(рис. 17), является характерным для поглощенных

рические оценки красных смещений в пределах

сейфертовских галактик второго типа. Таким обра-

ошибок хорошо согласуются со спектральными

зом, мы полагаем, что оптическим двойником рент-

измерениями, что подтверждает высокую точность

геновского источника SRGe J134621.4+392445

и надежность прогнозов SRGz при отборе далеких

является более слабый оптический объект ярко-

квазаров. Более подробное сравнение спектроско-

стью r = 20.3 mag, а сам рентгеновский источник

пических и фотометрических красных смещений и

SRGe J134621.4+392445 является поглощенной

количественная характеризация точности послед-

сейфертовской галактикой, расположенной на z =

них будут произведены на основании более широ-

= 0.65.

кой выборки во второй статье этой серии.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

700

БИКМАЕВ и др.

Rest

, Å

Были получены спектры двух оптических ком-

2500 3000 3500 4000 4500 5000

паньонов рентгеновских источников, для которых

0.7

SRGe J134621.4+392445 AGN

z = 0.65

O III

фотометрические оценки красных смещений ха-

0.6

O II

рактеризуются большой неопределенностью. Дан-

ные объекты оказались сейфертовскими галакти-

Mg II

0.5

ками на z ≈ 0.61 и z ≈ 0.65. Полученные спектро-

Fe II

скопические данные позволят в будущем улучшить

0.4

качество оптической идентификации и точность

измерения photo-z для подобных объектов.

0.3

Полученные результаты демонстрируют, что со-

0.2

зданная в ИКИ РАН в рабочей группе по составле-

нию каталога источников СРГ/еРОЗИТА система

0.1

SRGz обеспечивает высокую точность при поиске

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Observed

, Å

далеких рентгеновских квазаров среди источников

СРГ/еРОЗИТА и может в дальнейшем приме-

Рис. 17. Спектр сейфертовской галактики 2-го типа

няться при отборе кандидатов для последующей

SRGe J134621.4+392445.

оптической спектроскопии.

На 1.5-м Российско-Турецком телескопе (РТТ-

150) возможно выполнение программы оптических

Star 2 arcsec nearby to SRGe J134621.4+392445

отождествлений и спектроскопии далеких рентге-

1.5

новских квазаров (открываемых космической об-

серваторией СРГ), имеющих оптический блеск до

20-й звездной величины в полосе i, и красное

NaD

смещение до z = 4.5.

1.0

Работа выполнена за счет средств субсидии

MgB

(проект № 0671-2020-0052), выделенной Казан-

G-band

скому федеральному университету, для выполнения

государственного задания в сфере научной дея-

0.5

тельности. Авторы благодарны ТЮБИТАК, ИКИ,

КФУ и АН РТ за частичную поддержку в ис-

HK CaII

пользовании РТТ-150 (Российско-Турецкий 1.5-м

4000

5000

6000

7000

8000

9000

телескоп в Анталии). Расчет измерений принуди-

Observed

, Å

тельной фотометрии по данным обзора WISE для

объектов из обзора Pan-STARRS и подготовка

Рис. 18. Спектр звезды вблизи сейфертовской галак-

этих данных для использования в алгоритме SRGz

тики 2-го типа SRGe J134621.4+392445.

были выполнены при поддержке гранта РНФ 18-

12-00520.

Это исследование основано на наблюдениях

Rest

, Å

телескопа еРОЗИТА на борту обсерватории СРГ.

2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500

Обсерватория СРГ изготовлена Роскосмосом

Fe II

Mg II

в интересах Российской академии наук в лице

1.5

SRGe J151252.1+032834 z = 0.61

Института космических исследований (ИКИ) в

рамках Российской федеральной научной про-

O III

граммы с участием Германского центра авиации

1.0

O II

и космонавтики (DLR). Рентгеновский телескоп

СРГ/еРОЗИТА изготовлен консорциумом гер-

манских институтов во главе с Институтом вне-

0.5

земной астрофизики Общества им. Макса Планка

(MPE) при поддержке DLR. Космический аппа-

рат СРГ спроектирован, изготовлен, запущен и

управляется НПО им. Лавочкина и его субподряд-

4000

5000

6000

7000

8000

9000

чиками. Прием научных данных осуществляется

Observed

, Å

комплексом антенн дальней космической связи

Рис. 19. Спектр сейфертовской галактики 1-го типа

в Медвежьих озерах, Уссурийске и Байконуре и

SRGe J151252.1+032834.

финансируется Роскосмосом. Использованные в

настоящей работе данные телескопа еРОЗИТА

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНЫХ СМЕЩЕНИЙ

701

обработаны с помощью программного обеспечения

10.

Зоу и др. (H. Zou, X. Zhou, X. Fan, T. Zhang,

eSASS, разработанного германским консорциумом

Z. Zhou, X. Peng, J. Nie, L. Jiang, et al.), Astrophys.

еРОЗИТА и программного обеспечения, разра-

J. Suppl. Ser. 245, 4 (2019).

ботанного российским консорциумом телескопа

11.

Колодзиг и др. (A. Kolodzig, M. Gilfanov,

R. Sunyaev, S. Sazonov, and M. Brusa), Astron.

СРГ/еРОЗИТА. Система SRGz создана в рабочей

Astrophys. 558, A89 (2013a).

группе по поиску рентгеновских источников, их

12.

Колодзиг и др. (A. Kolodzig, M. Gilfanov, G. H ¨utsi,

отождествлению и составлению каталога по дан-

R. Sunyaev), Astron. Astrophys. 558, A90 (2013b).

ным телескопа еРОЗИТА в отделе астрофизики

13.

Лэнг и др. (D. Lang, D. Hogg, and D. Schlegel),

высоких энергий ИКИ РАН.

Astron. J. 151, 36 (2016).

Оптические координаты исследованных ис-

14.

Маккакаро и др. (T. Maccacaro, I.M. Gioia,

точников из каталога GAIA DR2 миссии GAIA

A. Wolter, G. Zamorani, and J. T. Stocke), Astrophys.

Европейского космического агентства (https://

J. 326, 680 (1988).

www.cosmos.esa.int/gaia), получены с использо-

15.

Медведев и др. (P. Medvedev, S. Sazonov,

ванием системы Aladin Sky Atlas, разработанной

M. Gilfanov, R. Burenin, G. Khorunzhev,

в Страсбургском Центре данных, Стасбургская

A. Meshcheryakov, R. Sunyaev, I. Bikmaev, and

обсерватория, Франция.

E. Irtuganov), MNRAS 497, 1842 (2020).

16.

Мещеряков и др. (А. Мещеряков, В. Глазкова,

С. Герасимов, И. Машечкин), Письма в Аст-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

рон. журн. 44, 801 (2018).

[A. Mescheryakov,

Аболфати и др. (B. Abolfathi, D.S. Aguado,

A.V. Glazkova, S.V. Gersimov, I.V. Mashechkin,

G. Aguilar, P. Allende, A. Almeida, T.T. Ananna,

Astron. Lett. 44, 735 (2018)].

F. Anders, S.F. Anderson, et al.), Astrophys. J. Suppl.

17.

Мещеряков (А. Мещеряков), готовится к печати

Ser. 235, 42 (2018).

(2020).

Агуэрос и др. (М.А. Ag ¨ueros, S.F. Anderson,

18.

Парис и др. (I. Paris, P. Petitjean, E. Aubourg,

K.R. Covey, S.L. Hawley, B. Margon, E.R. Newsom,

A.D. Myers, A. Streblyanska, B.W. Luke,

B. Posselt, N.M. Silvestri, et al.), Astrophys. J. Suppl.

S.F. Anderson, E. Armengaud, et al.), Astron.

Ser. 181, 444 (2009).

Astrophys. 613, 51 (2018).

Ахумада и др. (R. Ahumada, P. Allende, A. Almeida,

19.

Предель и др. (P. Predehl et al.), готовится к печати

F. Anders, S.F. Anderson, B.H. Andrews,

(2020).

B. Anguiano, R. Arcodia, et al.), принята в печать

20.

Сюняев и др. (R. Sunyaev et al.), готовится к печати

ApJS

(2019). arXiv e-prints arXiv:1912.02905,

(2019).

(2020).

Буренин (Р.А. Буренин и др.), готовится к печати

21.

Хорунжев и др. (Г.А. Хорунжев, Р.А. Буренин,

(2020).

А.В. Мещеряков, С.Ю. Сазонов), Письма в Аст-

ван Доккум (P.G. van Dokkum), PASP 113, 1420

рон. журн. 42, 313 (2016).

[G.A. Khorunzhev,

(2001).

R.A. Burenin, A.V. Meshcheryakov, S.Yu. Sazonov,

Gaia Collaboration (A.G.A. Brown, A. Vallenari,

Astron. Lett. 42, 277 (2016)].

T. Prusti, J.H.J. de Bruijne, C. Babusiaux,

22.

Хорунжев и др. (Г.А. Хорунжев, А.В. Мещеря-

C.A.L. Bailer-Jones, M. Biermann, D.W. Evans,

ков, Р.А. Буренин, А.Р. Ляпин, П.С. Медведев,

et al.), Astron. Astrophys. 616, 1 (2018).

С.Ю. Сазонов, М.В. Еселевич, Р.А. Сюняев и

Дей и др. (A. Dey, D.J. Schlegel, D. Lang, R. Blum,

др.), Письма в Астрон. журн. 46,

155

(2020)

K. Burleigh, X. Fan, J.R. Findlay, D. Finkbeiner, et

[G.A. Khorunzhev et al., Astron. Lett. 46, 149 (2020)].

al.), Astron. J. 157, 168 (2019).

23.

Чамберс и др. (K.C. Chambers, E.A. Magnier,

Джестер и др. (S. Jester, D.P. Schneider,

N. Metcalfe, H.A. Flewellng, M.E. Huber,

G.T. Richards, R.F. Green, M. Schmidt, P.B. Hall,

C.Z. Waters, L. Denneau, P.W. Draper, и др.),

M.A. Strauss, D.E. Vanden Berk, et al.), Astron. J.

arXiv e-prints arXiv:1612.05560, (2016).

130, 873 (2005).

24.

Уорти, Ли (G. Worthey and H. Lee), Astrophys.

Додин и др. (А.В. Додин, С.А. Потанин, Н.И. Шат-

J. Suppl. Ser. 193, 1 (2011).

ский, А.А. Белинский, К.Е. Атапин, М.А. Бурлак,

25.

Яо и др. (S. Yao, X-B. Wu, Y. L. Ai, J. Yang, Q. Yang,

О.В. Егоров, А.М. Татарников и др.), Письма в

X. Dong, R. Joshi, F. Wang, и др.), Astrophys.

Астрон. журн. 46, 459 (2020) [A.V. Dodin et al.,

J. Suppl. Ser. 240, 6 (2019).

Astron. Lett. 46, 429 (2020)].

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 46

№ 10

2020