Нестаціонарне випромінювання позагалактичних джерел за спостереженнями у мікрохвильовому діапазоні

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ГОЛОВНА АСТРОНОМІЧНА ОБСЕРВАТОРІЯ

01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія

УДК 524.7

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук

НЕСТАЦІОНАРНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

ПОЗАГАЛАКТИЧНИХ ДЖЕРЕЛ ЗА СПОСТЕРЕЖЕННЯМИ

У МІКРОХВИЛЬОВОМУ ДІАПАЗОНІ

Вольвач

Олександр Євгенович

Київ

2010



ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана в лабораторії радіоастрономії НДІ "Кримська астрофізична обсерваторія" Міністерства освіти і науки України.

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, академік НАН України

ІЗОТОВ Юрій Іванович, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, завідувач відділу фізики зір та галактик; доктор фізико-математичних наук, професор

ЖДАНОВ Валерій Іванович, Астрономічна обсерваторія Київського

національного університету імені Тараса Шевченка, завідувач відділу астрофізики; доктор фізико-математичних наук

ДАГКЕСАМАНСЬКИЙ Рустам Давуд огли,

Пущинська радіоастрономічна обсерваторія

Астрокосмічного центру фізичного інституту

ім. П.М. Лєбєдєва РАН, Росія

директор.

Захист відбудеться 15" квітня 2010 р. на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії НАН України за адресою: ГАО НАН України, вул. Академіка Заболотного, 27, м. Київ, 03680.

Початок засідань о 10-й годині.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ГАО НАН України за адресою: ГАО НАН України, вул. Академіка Заболотного, 27, м. Київ, 03680.

Автореферат розісланий " 10 " березня 2010 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради

кандидат фіз.-мат. наук І.Е. ВАСИЛЬЄВА



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. З часу відкриття змінності позагалактичних джерел пройшло близько 50 років, однак, фізичний механізм зміни їхнього потоку дотепер остаточно не з'ясований. Недостатньо вивчено будову навколо ядерних областей та джерел енерговиділення, незрозуміла природа варіацій інтенсивності центрального джерела, яке може знаходитися як у відносно спокійному стані, так і в стані спалаху. Не встановлено взаємозв'язок між механізмом випромінювання в різних діапазонах довжин хвиль. Частково причина полягає в складності проведення тривалих експериментів. Розмаїтість спектральних характеристик спалахів в активних ядрах галактик (АЯГ) також перешкоджає встановленню фізичної картини процесів у цих джерелах. Інформація, одержувана при спостереженнях та їх інтерпретації, важлива для розуміння фізики явищ, що відбуваються в АЯГ.

Експериментальні та теоретичні дослідження АЯГ дозволили встановити, що енерговиділення та його зміни відбуваються в компактних центральних областях позагалактичних джерел. Однак ступінь їх компактності не визначена. Це пояснюється, в першу чергу, недостатньою роздільною здатністю не тільки великих наземних телескопів, але і глобальної радіоінтерферометричної мережі. При кутовій роздільній здатності в десятки мікросекунд дуги центральні області віддалених космічних джерел, потік яких швидко змінюється, в ряді випадків видні як точкові об'єкти. Для встановлення структури таких джерел необхідні бази інтерферометрів, які на порядок перевищують земні. Актуальність розглянутої астрофізичної задачі визначає і масштаби експериментів з картографування нероздільних областей компактних АЯГ. Для її вирішення потрібні не глобальні, а космічні дослідження з великими базами радіоінтерферометрів.

Для забезпечення необхідної кутової роздільної здатності готується запуск в космос радіотелескопа з діаметром дзеркала 10 м (проект "Радіоастрон") - наземно-космічний інтерферометр, який дасть можливість одержати зображення АЯГ, внутрішніх частин орбіт подвійних надмасивних чорних дір (ПНЧД) і самих джерел викидів - "джетів".

Тривалий моніторинг нестаціонарних явищ в АЯГ у широкому діапазоні частот дозволить одержати як спектральні характеристики змін потоків, так і динамічні параметри системи із надмасивних чорних дір.

Актуальним залишається розгляд питання енерговиділення в активних ядрах галактик у зв'язку з встановленням динамічних характеристик подвійної системи із надмасивних чорних дір та втратою моменту в ній як про можливе, додаткове до енерговиділення за рахунок акреції, джерело енергії в АЯГ.

Передбачається, що акреція на центральні надмасивні чорні діри та їх акреційні диски в центральних областях АЯГ є єдиним первинним джерелом енерговиділення. У випадку тісних ПНЧД, крім механізму акреції, може виявитися істотним механізм динамічного тертя компаньйона центральної подвійної надмасивної чорної діри при його надзвуковому русі орбітою навколо центрального тіла. Не можна виключити того, що найбільш яскраві активні ядра галактик є тісними подвійними системами.

Важливою задачею є створення каталогу об'єктів з надкомпактною, нероздільною наземними інтерферометрами структурою.

Для рішення цих та інших проблем необхідні якісні, надійні багаточастотні спостереження АЯГ, а також нові та більш вдосконалені методи отримання даних спостережень.

Зв'язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами, темами.

1. Дисертація виконана відповідно до наукового плану НДІ "Кримська астрофізична обсерваторія". Дослідження проводилися в рамках наукових тем лабораторії радіоастрономії НДІ "Кримська астрофізична обсерваторія":

- "Спостереження методом радіоінтерферометрії з наддовгими базами компактних радіоджерел та областей зіркоутворення" (2002-2004 рр., номер держреєстрації 0101U002233, керівник);

- "Спостереження активних ядер галактик та областей зіркоутворення за даними міліметрового випромінювання" (2002-2004 рр., номер держреєстрації 0101U002233, керівник);

- "Радіоінтерферометрія з наддовгими базами і міжзоряною спектроскопією" (2005-2007 рр., номер держреєстрації 0105U002197, керівник);

- "Нестаціонарні процеси в галактичних та позагалактичних джерелах у мм і см діапазонах хвиль" (2005-2007 рр., номер держреєстрації 0105U002198, керівник);

- "Радіоінтерферометрія, радіоспектроскопія і моніторинг джерел космічного випромінювання" (2008-2010 рр., номер держреєстрації 0107U011584, керівник).

2. Робота підтримувалася Державною програмою розвитку техніки і технологій надвисоких частот на 2005-2009 рр. (Постанова КМУ від 15.10.2004 р. №1372) і НДДКР Держспоживстандарту України (2008 р., Договір з ГАО НАНУ). Частина представлених в дисертації результатів отримана в період виконання: міжнародного проекту WEBT разом з ІNAF Туринської обсерваторії Італії; з НАСА (США) в області космічної геодезії; з Астрокосмічним центром фізичного інституту ім. П.М. Лєбєдєва РАН у проведенні програми "Радіоастрон" та в області РНДБ; з Інститутом Радіоастрономії ім. Макса Планка (Німеччина) в проведенні РНДБ-досліджень; з Хайстекською обсерваторією Масачусетського технологічного інституту (США) в проведенні загальних наукових радіоастрономічних, астрофізичних і геодинамічних досліджень; з радіоастрономічними обсерваторіями мережі "Квазар-КВО" в області гео- динаміки і РНДБ - створення загальної україно-російської мережі РНДБ-станцій; в рамках Міжгалузевого Центра колективного користування радіотелескопом РТ-22, створеного Міністерством освіти і науки України та НАН України.

Мета та задачі досліджень. Головна мета роботи - встановлення природи фізичних процесів, які відбуваються в ядерних областях активних галактик та приводять до могутнього енерговиділення, що спостерігається з космологічних відстаней, визначення фізичних характеристик та параметрів середовища в центральних областях АЯГ, дослідження мікроструктури та її зв'язку з варіаціями інтегральних потоків компактних позагалактичних радіоджерел.

Експериментальні дані отримані з використанням радіотелескопа НДІ "Кримська астрофізична обсерваторія" (РТ-22) як в режимі одиночної антени, так і в складі міжнародної радіоінтерферометричної мережі радіотелескопів.

Задачі дослідження:

1. Одержання багаточастотних даних спостережень в мікрохвильовому діапазоні довжин хвиль з використанням РТ-22 у кооперації з обсерваторіями Мічиганського університету, Гельсінського технологічного інституту, Туринської астрономічної обсерваторії, Спеціальної астрономічної обсерваторії Російської академії наук, а також радіотелескопів міжнародної РНДБ-мережі.

2. Проведення аналізу даних спостережень з метою дослідження фізичних характеристик центральних областей АЯГ: визначення параметрів орбіт подвійних систем з надмасивних чорних дір, тривалості життя подвійної надмасивної чорної діри до злиття, знаходження маси, щільності та температури середовища, об'ємної світності, темпу акреції речовини на чорну діру.

3. Визначення характеристик джетових складових активних ядер галактик: залежності часових затримок між спалаховими явищами на різних частотах; встановлення зв'язку між деталями парсекових РНДБ-структур АЯГ та даними багаточастотного моніторингу в радіодіапазоні.

4. Проведення статистичних досліджень джерел з каталогів см і мм діапазонів довжин хвиль з метою отримання залежностей: logN-logS, "спектральний індекс б - потік S", "розподіл б" та "відносна частка об'єктів з інвертованими спектрами від потоку S" у мм діапазоні довжин хвиль.

5. Складання каталогу АЯГ, що мають надлишки спектральної щільності потоку в короткохвильовій частині см і в мм діапазонах довжин хвиль.

6. Порівняння радіо і оптичних властивостей джерел каталогу "Радіоастрон".

7. Визначення змінності та спалахової активності деяких АЯГ.

8. Визначення кореляції швидкої змінності АЯГ в радіо- та оптичному діапазонах довжин хвиль.

9. Проведення організаційних і технічних заходів для модернізації станції "Сімеїз", що істотно розширить можливості досліджень як в області астрофізики, так і в прикладних напрямках в складі глобальної та космічної РНДБ-мереж та застосування сучасних методів спостережень.

Об'єкт дослідження: позагалактичні радіоджерела, АЯГ.

Предмет дослідження: фізичні і кінематичні параметри, структура об'єктів в широкому діапазоні довжин хвиль.

Методи дослідження: одиночний телескоп, РНДБ-мережа, е-РНДБ (РНДБ квазіреального часу) - модуляційний і повнопотужностний прийом випромінювання, системи реєстрації Марк-5А, Марк-5В+; кореляційний, статистичний та гармонійний аналіз даних, чисельний аналіз нерівномірних часових рядів, спостереження в режимі "Fіeld System" та обробка даних в режимі "on-lіne".

Наукова новизна отриманих результатів. Прогрес в розумінні фізичних процесів, що відбуваються в активних ядрах галактик, досягнуто завдяки використанню великої кількості багаточастотних даних про нестаціонарні явища в АЯГ, отриманих, в тому числі і з використанням РТ-22. Розроблено методи аналізу результатів спостережень. Такий підхід разом з використанням інтерферометричних даних про мікроструктуру джерел дозволив одержати високоякісні результати визначення фізичних характеристик центральних областей АЯГ та оцінити динамічні параметри систем із надмасивних чорних дір в центральних областях АЯГ. За декілька десятиліть досліджень АЯГ на РТ-22 зібрані оригінальні дані спостережень на частотах 22.2 і 36.8 ГГц, результати яких винесені на захист. Всі основні наукові результати є новими. Зокрема:

1. За отриманими експериментальними даними довгострокового моніторингу потоків АЯГ визначено клас об'єктів, що складаються з двох тісних надмасивних чорних дір і центрального акреційного диска. Час життя подвійних надмасивних чорних дір до злиття, який оцінено, вказує на те, що системи знаходяться на фазі еволюції, близькій до злиття. З метою пошуку періодичних складових змін потоків випромінювання виконано гармонійний аналіз спостережних рядів даних. Вперше отримані параметри орбіт компаньйонів подвійних систем, періоди прецесії центральних тіл та час життя до злиття АЯГ 0716+714, 3С454.3, 3С120, 1308+326, OJ287, BLLac. Показано, що в розглянутій моделі існує обмежений діапазон допустимих значень радіусів орбіт компаньйонів від 3·10¹⁶ до 10¹⁸ см.

2. Вперше комплексно розглянуто питання про джерела первинного енерговиділення в АЯГ з використанням кінематичних та динамічних характеристик ПНЧД. Запропоновано нову концепцію первинного енерговиділення, що базується на перетворенні кінетичної енергії руху компаньйонів ПНЧД в ударні хвилі, що поширюються в акрецюючому газовому середовищі. Для джерела 3С454.3 вперше отримані параметри середовища в границях орбіти руху компаньйона: температура, щільність, об'ємна світність. В розглянутій моделі передбачається існування всенаправленого випромінювання, яке виходить із середовища з магнітним полем. Енергія, передана в спрямовані джети, може складати всього кілька відсотків від загальної енергії, виділеної компаньйоном за рахунок втрати його орбітального моменту.

3. За даними спостережень в радіо - та оптичному діапазонах довжин хвиль розглянута динаміка могутнього спалаху випромінювання в об'єкті 3С454.3 2005-2006 рр. За допомогою кореляційного аналізу отримано часи затримок розвитку спалаху. Виявлено ідентичність часового профілю випромінювання в обох діапазонах. Вперше отримано детальну кореляцію тривалості та часового профілю спалаху на часових масштабах від декількох днів до року, що дозволило зробити важливий висновок про єдиний механізм випромінювання в джерелі під час спалаху у всьому діапазоні частот - від радіо до оптики. Відзначено, що спектральні характеристики спалахів можуть відрізнятися, якщо ми спостерігаємо той самий спалах, або як оптично товсте джерело (у джерел джету), або як випромінювання оптично тонкого шару газу (після розширення).

4. На основі тривалого моніторингу АЯГ на одиночних антенах та методом РНДБ, проведено аналіз відповідності виникнення могутніх спалахів інтегрального випромінювання з епохами народження яскравих РНДБ- компонентів, що з'являються на зображеннях РНДБ через кілька місяців після спалаху. Аналіз еволюції потоків та структури 32 компактних позагалактичних радіоджерел дозволив виділити спалахи, пов'язані з виникненням первинного збурювання в ядрі. У більшості об'єктів варто очікувати появу нових компонентів в ядрах, виявити які можна за допомогою РНДБ-спостережень. Для АЯГ 3С120, OJ287, 1308+326, BLLac отримано нові дані зіставлення моментів народження компонентів РНДБ зі спалахами, зареєстрованими за даними багаточастотного моніторингу на одиночних радіотелескопах.

5. Для АЯГ 0133+476, 1633+382, 2134+004, 2145+067, 2251+158 отримано нові синхронні дані в радіо- та оптичному діапазонах, виконано їх аналіз. Виявлено достовірні зміни швидкої змінності щільності потоків джерел. Відсутність помітної кореляції змін щільності потоку в різних діапазонах довжин хвиль може вказувати на те, що ми спостерігаємо явище змінності після того, як сформуються умови гострої спрямованості випромінювання в колімованому пучку викиду з полярної області системи "центральна чорна діра - внутрішні області акреційного диска".

6. За даними спостережень за допомогою РТ-22 на частотах 22.2 і 36.8 ГГц складений каталог 392 радіоджерел з надлишком потоків випромінювання в міліметровому діапазоні довжин хвиль, який представляє самостійну наукову цінність і може бути використаний при проведенні спостережень на наземних телескопах в різних діапазонах довжин хвиль. При виконанні наукової програми наземно-космічного експерименту "Радіоастрон" даний каталог складе основу досліджень позагалактичних джерел.

7. На основі аналізу оглядів радіоджерел на коротких довжинах хвиль, проведених на наземних радіотелескопах та космічному телескопі WMAP (Wіlkіnson Mіcrowave Anіsotropy Probe), отримані нові статистичні дані про характеристики джерел в міліметровому діапазоні довжин хвиль. З використанням РТ-22 на частотах 22.2 і 36.8 ГГц проведені спостереження радіоджерел каталогу WMAP у діапазоні позитивних схилень. Отримано каталог, який містить інформацію про потоки джерел та спектральні індекси 167 об'єктів північного неба. У деяких з них зафіксовані спалахи, що привели до різкої зміни їх потоків та спектральних індексів.

8. За даними оглядів неба, проведених на частотах нижче 15 ГГц, підраховано число N джерел, що мають щільність потоку S на частоті 22 ГГц (logN-logS). З використанням залежності "відносна частка джерел - потік" визначена кількість об'єктів з інвертованими спектрами в каталозі "Радіоастрон", що складається з 1250 об'єктів. Проведено порівняльні дослідження оптичних характеристик радіоджерел каталогу "Радіоастрон" та об'єктів з огляду GB87. Отримана екстрапольована залежність logN-logS та статистика ототожнень вказують на те, що значну частину об'єктів на високих частотах складають АЯГ.

9. Проведено модернізацію апаратури та відпрацьовано сучасні методи спостережень, необхідні для роботи РТ-22 в глобальній РНДБ-мережі. Радіотелескоп оснащений апаратурою, необхідною для РНДБ-досліджень космічних об'єктів в міліметровій області спектра: спеціалізованими високошвидкісними пристроями реєстрації даних Марк-5А, Марк-5В+, терміналом реєстрації в режимі квазіреального часу, водневим стандартом частоти та часу зі стабільністю 10^-15. Ці нововведення дали можливість продовжити дослідження надтонкої структури джерел космічного радіовипромінювання в діапазоні від міліметрових до метрових довжин хвиль, проводити спостереження астероїдів, планет земної групи та моніторинг космічного сміття за допомогою об'єднання методів РНДБ та класичної радіолокації.

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновано концепцію, в якій проблема енерговиділення в АЯГ розглядається комплексно з динамічними характеристиками ПНЧД. Створено модель, у якій втрата моменту в подвійній системі надмасивних чорних дір розглядається як важливе джерело енерговиділення в АЯГ, додатково до енергії, що виділяється при акреції на диск центрального тіла. В радіо- та оптичному діапазонах довжин хвиль встановлено кореляційний зв'язок дрібномасштабних деталей змінності випромінювання при розвитку спалахових явищ в АЯГ. Сформована найбільш повна база даних щільностей потоків АЯГ. Отримані результати розширюють наше уявлення про процеси, що відбуваються в активних ядрах галактик і можуть бути використані в подальших теоретичних та експериментальних дослідженнях в області позагалактичної астрономії.

Достовірність та обґрунтованість результатів досліджень підтверджується їх повторюваністю під час різноманітних сеансів спостережень, несуперечливим характером заново отриманих результатів в різних діапазонах довжин хвиль, використанням для спостережень унікальної РНДБ-мережі, апробацією результатів досліджень в провідних вітчизняних та закордонних журналах, а також доповідями на наукових семінарах та конференціях.

Особистий внесок здобувача. Основні результати роботи представлені в публікаціях за темою дисертації.

Чотири роботи [22, 23, 30, 31] опубліковані без співавторів.

У роботах [1, 8, 26] здобувачу належить постановка задачі, проведення спостережень в радіодіапазоні, їх обробка, кореляційний аналіз змін щільності потоку в різних діапазонах довжин хвиль, інтерпретація результатів, написання статей.

У роботах [2, 5, 10-14, 16, 19, 21, 25, 28, 38] автор брав участь в постановці задачі, організації та проведенні спостережень в радіодіапазоні, обробці даних, аналізі й інтерпретації результатів.

У роботах [3, 9, 27] автору належить проведення спостережень за допомогою РТ-22, постановка задачі, обробка моніторингових даних 32 позагалактичних джерел та участь в інтерпретації результатів, написанні статей.

У роботах [4, 7, 17, 24, 29] здобувачу належить постановка задачі, проведення та обробка спостережень на РТ-22, гармонійний аналіз рядів нерівноточних даних, інтерпретація результатів з побудовою фізичної картини подвійних надмасивних чорних дір, концепція первинного енерговиділення, пошук періодичних складових змін потоків випромінювання, визначення параметрів орбіт компаньйонів подвійних систем, періодів прецесії центральних тіл та час життя до злиття, оцінка параметрів середовища в границях орбіти руху компаньйона, проведення кореляційного аналізу і виявлення ідентичності часового профілю випромінювання в радіо- та оптичному діапазонах, написання статей.

У роботах [6, 15] здобувачу належить постановка задачі, проведення спостережень, їх обробка, інтерпретація результатів, складання каталогу РТ-22 радіоджерел з надлишком потоків випромінювання в міліметровому діапазоні довжин хвиль та аналіз їх характеристик, дослідження радіоджерел каталогу WMAP та отримання каталогу про потоки джерел та спектральні індекси 167 об'єктів, проведення аналізу між розподілом спектральних індексів каталогу космічного апарата WMAP та вибірки РТ-22, побудова залежності logN-logS, написання статей.

У роботах [8, 20, 39] автору належить введення в дію систем реєстрації Марк-5А, Марк-5В+, водневого стандарту частоти та часу, проведення тестових спостережень в міжнародній РНДБ-мережі, написання статей.

У роботах [32, 33] здобувачу належить організація, проведення й обробка даних спостережень на частотах 22.2 і 36.8 ГГц. Участь в постановці задачі, аналізі й інтерпретації результатів, написанні статей.

У роботах [34-37] автору належить введення в дію термінала квазіреального часу та апробація методу РНДБ-локації на РТ-22, проведення спостережень, участь в інтерпретації результатів і написанні статей.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися на семінарах лабораторії радіоастрономії НДІ "КрАО" та семінарах в ГАО НАН України; конференції "Навколоземна астрономія - 2003" (Терскол, 2003 р.); 3th International VLBI Service Conference (Канада, 2004 р.); "Астрономия в Украине - прошлое, настоящее, будущее" (Київ, 2004 р.); Гамовській конференції (Одеса, 2004 р.); 4-й Українській конференції з перспективних космічних досліджень (Євпаторія, 2004 р.); 14-й Міжнародній конференції "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (Севастополь, 2004 р.); 3-й Всеросійській астрономічній конференції "Всесвіт і ми" (Росія, ДАІШ, 2004 р.); 7-му Європейському симпозіумі з РНДБ (Іспанія, 2004 р.); 4-й Європейській конференції з космічного сміття (Німеччина, 2005 р.); 5-й Українській конференції з перспективних космічних досліджень (Євпаторія, 2005 р.); 15-й Міжнародній конференції "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (Севастополь, 2005 р.); 4th International VLBI Service Conference (Чилі, 2006 р.); 6-му американо-російському семінарі "Контроль космічного простору" (Пулково, 2005 р.); 6-й Гамовській астрономічній школі "Астрономія на перехресті наук: астрофізика, радіоастрономія, космологія й астробіологія (Одеса, 2006 р.); Всеросійській конференції "РНДБ 2012 для астрометрії, геодинаміки й астрофізики" (Санкт-Петербург, 2006 р.); 5-му Міжнародному аерокосмічному конгресі (Москва, 2006 р.), 9-му російсько-фінському симпозіумі з радіоастрономії (Нижній Архиз, 2006 р.); 16-й Міжнародній конференції "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (Севастополь, 2006 р.); Всеросійській астрономічній конференції ВАК-2007 (Казань, 2007 р.); 7-й Гамовській астрономічній школі "Астрономія на перехресті наук: астрофізика, радіоастрономія, космологія й астробіологія" (Одеса, 2007 р.); 7-й Українській конференції з перспективних космічних досліджень (Євпаторія, 2007 р.); 17-й Міжнародній конференції "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (Севастополь, 2007 р.); 5-й Генеральній асамблеї міжнародної РНДБ служби з геодезії й астрометрії (Санкт-Петербург, 2008 р.); 18-й Міжнародній конференції "НВЧ-техніка і телекомунікаційні технології" (Севастополь, 2008 р.); 8-й Гамовській астрономічній школі "Астрономія на перехресті наук: астрофізика, радіоастрономія, космологія й астробіологія" (Одеса, 2008 р.).

Здобувач є лауреатом Премії НАН України за "Кращу роботу про сучасні досягнення в області фізичних наук" у Міжнародний рік фізики та 100-річчя великих відкриттів Альберта Ейнштейна, удостоєний Нагрудних знаків "За наукові досягнення", "Почесний працівник космічної галузі України".

Публікації. Результати, представлені в дисертаційній роботі, опубліковані протягом 2004-2009 рр. у 88 роботах: 39 статей [1-39] - у реферованих журналах, 49 статей [40-88] - у матеріалах і тезах конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається із вступу, переліку умовних позначень, шести розділів, висновків, списку використаної літератури, що містить 241 найменування та 2 додатків. В додатках приведені значення потоків і спектральні індекси 392 джерел та багаточастотні криві блиску, РНДБ-карти і амплітуди функції видності на частоті 8.6 ГГц 32 джерел. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 319 сторінок, включаючи 61 рисунок, 23 таблиці.



ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У вступі розглянуті основні сучасні уявлення про природу АЯГ, обґрунтовані важливість та перспективність досліджень компактних позагалактичних об'єктів сучасними методами, коротко викладені проблеми і задачі, які автор розглядає в роботі. Сформульовано мету, методи та задачі дослідження, охарактеризовані наукова новизна і практична цінність отриманих результатів, зв'язок роботи з науковими бюджетними темами, зазначений особистий внесок автора. Перераховано семінари, конференції симпозіуми, на яких доповідалися результати досліджень здобувача, зазначено число публікацій автора за темою дисертаційної роботи.

Розділ 1 присвячений огляду літератури за темою дисертації та вибору напрямків досліджень. У підрозділі 1.1 розглянуті процеси, що відбуваються в АЯГ. В даний час загальноприйнятою вважається модель АЯГ на основі надмасивної чорної діри, в якій навколо центральної чорної діри існує акреційний диск, процеси в якому визначають динаміку, структурні зміни і змінність потоку активних ядер [91]. Дані спостережень в оптичному, гамма- і радіодіапазонах вказують на двоїсту структуру джерел. Епохи викидів в АЯГ і зміна їх РНДБ-структури можуть визначатися рухом компаньйона центральної чорної діри по орбіті, коли компонент перетинає акреційний диск центрального тіла [92]. Загальноприйнято, що механізм випромінювання АЯГ від радіо до рентгенівського діапазону однаковий - синхротронне випромінювання, що йде з плазменного джету, де існує квазірегулярне магнітне поле та електрон-протонна плазма [93]. Найбільш виразні представники АЯГ можуть бути тісними системами з ПНЧД, що знаходяться на стадії еволюції, досить близькій до їх злиття [17]. Час життя таких об'єктів до злиття оцінюється на рівні 10⁴ років. Програмою найближчого наземно-космічного експерименту "Радіоастрон" планується одержати кутову роздільну здатність в одиниці мікросекунд дуги, що для нестаціонарних позагалактичних джерел, які знаходяться на космологічних відстанях (~1000 Мпк) відповідає лінійним розмірам близько 10¹⁵-10¹⁶ см [6]. Спостереження змінності потоку випромінювання АЯГ на одиночних антенах в широкому діапазоні довжин хвиль поставляє важливу та незалежну від інтерферометричних спостережень інформацію про структуру джерел і динаміку процесів, що відбуваються в них. У підрозділі 1.2 розглянуто основні пошукові огляди неба й отримані в результаті їхнього проведення статистичні характеристики радіоджерел. Огляди неба привели до відкриттів, що стали фундаментом сучасних уявлень про фізичну картину Всесвіту [92-94]. Відкриття змінності в радіодіапазоні [95] значно підвищило інформативність астрофізичних досліджень і стимулювало подальше проведення пошукових оглядів неба на більш високих частотах. Активність об'єктів на коротких довжинах хвиль пов'язана з їхніми центральними областями, де відбуваються основні процеси виділення енергії. Питання вивчення фізичних процесів енерговиділення і змінності потоку випромінювання АЯГ складають фундаментальну наукову задачу і в теперішній час. За допомогою РТ-22 проведено перший в світі пошуковий огляд неба на довжині хвилі 3.5 см у 1968 р. Виявлено ряд нових радіоджерел, серед яких блазар 0528+134 (Nіmfa) [96], що є одним із наймогутніших випромінювачів у Всесвіті і використовується як калібратор для інтерферометричних спостережень. Радіотелескоп РТ-22 залишається провідним інструментом міліметрового діапазону довжин хвиль для проведення фундаментальних досліджень змінності потоку АЯГ та дослідження механізмів генерації енергії, що приводить до виникнення могутніх маяків у Всесвіті - блазарів, у центральних областях яких розташовані надмасивні чорні діри і пов'язані з ними "центральні енергетичні машини". У підрозділі 1.3 розглянуто швидку змінність потоку АЯГ на масштабах часу від долі години до тижнів, що супроводжується зміною поляризаційних характеристик джерел та видимими надсвітовими рухами в джетових складових [97]. Порівняння спостережних даних в різних діапазонах спектра вимагає проведення спільних досліджень та одержання даних з високою роздільною здатністю протягом тривалого часу. Питання кореляції спалахових явищ в АЯГ є одним з головних, тому що містить ключ до розуміння фізики явищ, що відбуваються в процесі гігантського енерговиділення в центральних областях АЯГ. У підрозділі 1.4 приведено порівняння структур АЯГ, отриманих за допомогою РНДБ- спостережень, з результатами спостережень інтегральних потоків, отриманих на одиночних радіотелескопах. Динаміка РНДБ-компонентів джерел дозволяє визначити час виникнення компонентів та поставити їм у відповідність дані тривалих багаточастотних моніторингів інтегральних потоків, а також встановити зв'язок між компонентами РНДБ-структур джерела і деталями змін інтегральних потоків при виникненні спалахових явищ в АЯГ [9]. У підрозділі 1.5 представлено висновки до розділу.

В розділі 2 описано апаратуру та методику спостережень за допомогою РТ-22. В підрозділі 2.1 розглянуто питання поліпшення характеристик приймальної апаратури для спостережень як на одиночному телескопі (в першу чергу чутливість), так і при роботі в РНДБ-мережі [39], де крім чутливості необхідно забезпечити і високу фазову стабільність [20]. У підрозділі 2.2 представлені характеристики радіотелескопа РТ-22 - міжнародної станції "Сімеїз" [8]. Відзначається необхідність оснащення РТ-22 сучасною системою реєстрації для проведення досліджень в складі міжнародної РНДБ-мережі. Приведено параметри антени РТ-22. Знання одного з головних параметрів (ефективної площі) є необхідною умовою для проведення експериментальних робіт. Каркас дзеркала забезпечує збереження ефективної площі антени з високою точністю, що дозволяє проводити спостереження до довжини хвилі 2 мм. Отримані результати підтверджують високі якості РТ-22 на міліметрових довжинах хвиль. В підрозділі 2.3 приведено параметри приймальної апаратури РТ-22, а в підрозділі 2.4 - модернізацію системи реєстрації даних та приведення її до міжнародних норм при роботі в РНДБ-мережі. РТ-22 оснащений апаратурою реєстрації Марк-5А, Марк-5В+ [22], водневим стандартом частоти і часу зі стабільністю 10^-15, призначеним для використання як джерело високо стабільних сигналів для часово-частотних вимірів у радіоастрономії. В підрозділі 2.5 представлено методику проведення та обробки даних спостережень, особливості використання міжнародної геодезичної РНДБ-мережі для астрофізичних спостережень [31]. Розглянуто роботи в області е-РНДБ. Введено в дію спеціалізований РНДБ-термінал реєстрації в режимі квазіреального часу, що дало можливість розпочати проведення спостережень астероїдів, планет земної групи та моніторинг космічного сміття за допомогою об'єднання методів РНДБ і класичної радіолокації [34-37].

Розділ 3 присвячено вивченню швидкої (ІDV) змінності потоку випромінювання в радіо- та оптичному діапазонах довжин хвиль. У підрозділі 3.1 розглянуто приналежність ІDV варіацій потоку випромінювання внутрішній структурі АЯГ. Дослідження ІDV змінності потоку в міліметровому діапазоні довжин хвиль є кращими з погляду спотворення впливів середовища нашої Галактики і середовища самого досліджуваного джерела. Розглянуто питання граничних яскравісних температур, що спостерігаються в ІDV джерелах, і їхню інтерпретацію. В підрозділі 3.2 описано методику спостережень ІDV процесів в АЯГ у радіодіапазоні. Відзначено необхідність підвищення точності вимірів, що пов'язано з невеликою відносною амплітудою очікуваних варіацій щільностей потоків випромінювання та малому куті діаграми спрямованості РТ-22 на частотах 22.2 і 36.8 ГГц. Представлено результати дослідження швидких варіацій потоку джерела 1633+382 в радіодіапазоні [1]. Аналіз характеру змін потоків каліброваних джерел показує, що відносні середньоквадратичні відхилення їхніх потоків у 6 разів менше, ніж у досліджуваного об'єкта. Виявлені коливання потоку об'єкта 1633+382 відбувалися в масштабі часу кілька десятків хвилин, що відповідає розмірам надмасивних чорних дір (10¹⁴ см). В підрозділі 3.3 приведено результати та аналіз синхронних ІDV спостережень змінності потоку випромінювання АЯГ 1633+382, 4C38.41, 2134+004, 2145+067, 3C454.3 в радіо- та оптичному діапазонах [26]. Обрані джерела мають потоки перевищуючі 1 Ян у радіодіапазоні, а в оптичному менші 19 зоряної величини, що забезпечує достатнє відношення сигнал/шум при проведенні досліджень. У всіх об'єктах виявлено достовірні ІDV зміни потоків випромінювання в радіо- і оптичному діапазонах [18]. Для кожного джерела проведено аналіз зміни потоків. Висновки представлено в підрозділі 3.4. В результаті проведених досліджень значимої кореляції між швидкими змінами потоку в радіо- і оптичному діапазонах не виявлено. Це може вказувати на те, що ми спостерігаємо явища змінності потоку випромінювання після того, як сформуються умови гострої спрямованості випромінювання в колімованому пучку викиду з полярної області системи "центральна чорна діра - внутрішні області акреційного диска".

Розділ 4 присвячений дослідженню спалахової активності в АЯГ. У підрозділі 4.1 показано, що довгостроковий моніторинг є ефективним інструментом досліджень структури внутрішніх областей нестаціонарних джерел та динаміки в них спалахових явищ, а також встановлення зв'язку між структурою джерела, отриманою з інтерферометричних спостережень, і змінністю його інтегрального потоку. В підрозділі 4.2 представлено методику одержання спостережних даних на радіотелескопах РТ-22 НДІ "КрАО", РТ-26 обсерваторії Мічиганського університету і Туринської астрономічної обсерваторії Національного Інституту астрофізики [4]. Розглянуто довгострокову змінність потоку випромінювання одного з найяскравіших представників АЯГ радіоджерела 3С454.3 на основі аналізу його змінності на 5 частотах радіодіапазону (рис.1) [7].

Відзначено характерні риси в змінах щільності потоку на різних частотах. Присутні явно виражені зміни потоку з періодом близько 12 років. При розгляді згладжених довгострокових варіацій потоку об'єкта можна виділити 6-літній цикл його активності, що має частотний спектр із падінням амплітуди в бік високих частот. Дані вказують на складний характер випромінювання нестаціонарної складової потоку випромінювання об'єкта. Відзначимо, що більш згладжені зміни потоку на низьких частотах можуть вказувати на те, що випромінювання надходить до нас з менш компактних областей у порівнянні з випромінюванням на високих частотах. В підрозділі 4.3 представлено гармонійні складові змінності випромінювання джерел 3С120, OJ287, 1308+326, BLLac, 3С454.3. Виявлено періодичні складові змінності випромінювання джерела 3С454.3 (табл.1).

Таблиця 1 Періодичні складові змінності випромінювання 3С454.3

Частота, ГГц	Період Т, роки	Період Т, роки	Період Т, роки	Період Т, роки	Період Т, роки
4.8	12.0	6.3		3.8
8.0	14.2	6.7	4.5	3.4
14.5	13.9	6.6	4.2
22.2	14.8	6.5		3.6	1.5
36.8	12.9	6.4	4.3		1.6
Т (середній)	13.5±1.0	6.5±0.15	4.33±0.11	3.6±0.14	1.55±0.05

Наявність ряду періодичних компонентів вказує на складний характер кінематичних ефектів і фізичних явищ, що присутні в розглянутому об'єкті. Прецесія чорної діри з центральними областями може відбуватися за рахунок збурювання компаньйона, що рухається по орбіті з орбітальним періодом Т_обр:

m+M = (4²r³)/(GT_орб²) ,

де m - маса компаньйона, М - маса центральної чорної діри, r - радіус орбіти компаньйона, G - гравітаційна постійна.

Кутова швидкість прецесії центрального тіла _пр визначається із співвідношення:

_пр = (3Gm сos)/(4r³),

де - половинний кут конуса прецесії, - кутова швидкість обертання центрального тіла.

Зв'язок між періодом, що спостерігається, Р_спос та періодом в системі відліку джерела Р визначається виразом

P (Р_спос²)/(1+z),

де z - червоне зміщення, - Лоренц- фактор.

Спостережуваний період в 13.5 років варто віднести до прецесійних рухів центральної масивної чорної діри і пов'язаних з нею центральних областей акреційного диска. Найкоротший період у 1.55 року можна співвіднести періодам обертання центрального тіла і компаньйона по орбіті. Використовуючи отримані співвідношення для періодів, мас компаньйона і центрального тіла для заданих значень радіусів орбіти компаньйона, визначені значення мас компаньйона і центрального тіла (табл. 2).

Слід зазначити, що з одного боку, значення маси центральної чорної діри обмежено величиною М 10¹⁰ М_О, а з іншого, при орбіті з радіусом меншим 310¹⁶ см втрати енергії за рахунок гравітаційного випромінювання і динамічного тертя починають позначатися на часі життя подвійної системи.

Таблиця 2

Періоди орбіти, маси компаньйона та центрального тіла

Радіус орбіти компаньйона	Маса компаньйона	Маса центрального об'єкта
1.31017 см	1.9109 МО	1.11010 МО
6.51016 см	2.4108 МО	1.3109 МО
4.31016 см	0.7108 МО	3.9109 МО

Приведені дані показують, що подвійна система надмасивних чорних дір може знаходитися в тій фазі розвитку, яка досить близька до фінальної стадії злиття. Час до злиття компонентів _сл = 6.710³ років. Розглянута модель є типовою для нечисленних прикладів яскравих АЯГ [17].

Криві змінності потоку джерел 3С120, OJ287, 1308+326 і BLLac на частотах 4.8, 8, 14.5, 22.2 і 36.8 ГГц приведені на рис.2. Спалахи потоку виявляють запізнювання максимуму на низьких частотах, що може бути пояснено високою оптичною товщиною збуреної області, у якій виникає спалах, та її зміною в ході еволюції [23].

Дані моніторингу стали основою для знаходження періодичних компонентів в системах з подвійних надмасивних чорних дір, віднесених до орбітального руху компаньйона, періоду прецесії центрального тіла і періоду обертання (методика аналогічна приведеній для джерела 3С454.3). Отримані кінематичні параметри систем дозволили визначити значення мас компаньйона і центральних надмасивних чорних дір. Проведені оцінки часу до злиття ПНЧД показали, що найбільш яскраві представники АЯГ, до яких належать зазначені об'єкти, перебувають на стадії еволюції, близькій до злиття.

У табл.3 представлено параметри ПНЧД у системі відліку джерела, отримані на основі гармонійного аналізу довгострокових багаточастотних моніторингів АЯГ. З таблиці видно, що швидкості руху компаньйонів ПНЧД по орбіті порівнянні зі швидкостями руху речовини при вибухах наднових. Запаси кінетичної енергії також значні.

За отриманими даними можна зробити висновок, що орбіти подвійних систем знаходяться в межах практично одного порядку величини, а швидкості руху компаньйонів по орбітах близькі у всіх подвійних системах. Це непрямим чином може свідчити на користь того, що найбільш яскраві представники АЯГ мають схожі фізичні умови. Оцінки часу життя до злиття компонентів для 3С120 [29] приводять до значення Т_сл=240 млн років, а для 1308+326 близько до космологічного часу життя Всесвіту - Т_сл=8.3 млрд років. В підрозділі 4.4 представлено загальну картину розвитку спалахової змінності в АЯГ. Передбачається, що спалахова активність прямо пов'язана з компаньйоном надмасивної чорної діри, що рухається з надзвуковою швидкістю в середовищі акреційного диска центральної чорної діри. Розглянуто механізми "джетової" активності АЯГ та затримки спалахових явищ в радіо- та оптичному діапазонах на прикладі могутнього спалаху в джерелі 3С454.3.

Таблиця 3

Параметри ПНЧД в системі відліку джерела

Джерело	Tпр, роки	Tорб, роки	M, Mо	m, Mо	r, cм	v, км/с	Ek,, ерг
3C120	325	58.6	7.7·107	1.7·107	8.7·1016	3100	1.2·1057
OJ287	6410	236	0.9·109	3.4·107	4.6·1017	4100	4.0·1057
1308+326	8930	779	2.7·109	2.6·108	1.5·1018	4000	3.3·1058
BL Lac	1900	378	4.4·108	1.1·108	5.3·1017	2900	6.4·1057

Розглянуто деталі розвитку спалахового явища в джерелі 3С454.3 в 2005-2006 рр. (рис.3). Отримано значення затримок явищ для 5 частот радіодіапазону щодо оптичного.

Проаналізовано частотні спектри спалахів. Відзначено, що спектральні характеристики окремих спалахових явищ відрізняються один від одного. Розглянуто кореляцію розвитку спалаху в радіо- та оптичному діапазоні довжин хвиль. При дослідженні розвитку спалаху в джерелі 3С454.3 відзначений ідентичний характер зміни потоку випромінювання із зсувом за часом, що залежить від частоти спостережень. Спостерігається не тільки однакова форма кривої протягом всієї тривалості спалаху, але співпадають і дрібномасштабні деталі змін потоку до часових інтервалів 5-10 днів. Така детальна кореляція розвитку спалахових явищ в оптиці та радіодіапазоні встановлена вперше. Підрозділ 4.5 присвячено енергетичним особливостям системи 3С454.3. Запропоновано концепцію первісного енерговиділення, основану на перетворенні кінетичної енергії руху компаньйона ПНЧД в ударні хвилі в акреційному газовому середовищі.

Використовуючи дану модель у підрозділі 4.6 для системи ПНЧД отримано її об'ємну і повну світність, значення температури і щільності навколишнього газу. В підрозділі 4.7 розглянуто розвиток спалахового явища. Випромінювання так званої "підкладки" може виникати за рахунок динамічного тертя компаньйона, що рухається крізь середовище з надзвуковою швидкістю. У цьому випадку емісія повинна мати менший ступінь поляризації, ніж випромінювання, прийняте від джетової складової. Показано, що частка енергії, передана в спрямовані джети, незначна і може складати 1-2% від загальної кількості енергії, виділеної компаньйоном за рахунок втрати його орбітального моменту. Підрозділ 4.8 відведено вивченню джерела 0716+714 - одного із гостро направлених випромінювачів з усіх відомих АЯГ [13]. Виконано гармонійний аналіз даних довгострокової змінності АЯГ 0716+714 в діапазоні 5-37 ГГц, який виявив наявність періодичної складової зміни потоку випромінювання 3.6 року. Тривалості спалахових явищ в радіо- та оптичному діапазоні близькі і складають 100-150 діб. Затримка розвитку явища спалаху в радіодіапазоні при зміні частот від 37 до 5 ГГц за даними спостережень складає 3.5 доби. Лоренц-фактор для досліджуваного об'єкта може бути майже на порядок більший, ніж у джерела 3С454.3, і складати величину близько 45-50. Дані затримок спалахів в різних діапазонах, отримано на одиночних телескопах, узгоджуються з інтерферометричними спостереженнями, де зареєстровані значні видимі надсвітові рухи компонентів.

В підрозділі 4.9 отримано оцінки параметрів орбіти подвійної системи із надмасивних чорних дір у АЯГ 0716+714 та час життя до злиття за рахунок втрати енергії на гравітаційне випромінювання. Центральне джерело 0716+714 не розділюється глобальними інтерферометричними системами і є досить близьким об'єктом, що робить його одним з основних кандидатів планованої наземно-космічної програми "Радіоастрон". Отримані дані спостережень на РТ-22 і РТ-14 добре узгоджуються між собою та доповнюють одне одного протягом періоду моніторингу об'єкта (рис.4). В підрозділі 4.10 представлено висновки.

Розділ 5 присвячено дослідженню зв'язку РНДБ структури та змінності інтегрального потоку джерел. В підрозділі 5.1 приведено характеристики одного з найближчих представників АЯГ - 3С120 [3]. Відзначено, що об'єкт спостерігали багато десятиліть (виявлено 23 РНДБ-компоненти), простежена довгострокова змінність потоку випромінювання в радіо- і оптичному діапазонах довжин хвиль. Проведено дослідження варіацій інтегральних потоків і структури радіоджерела 3С120 [17]. Зміни потоків на різних радіочастотах виявляють запізнювання максимуму. Спільний аналіз варіацій інтегральних потоків і структур на мілісекундних масштабах дозволив не тільки виявити в джерелі періодичність у варіаціях радіовипромінювання, але також виділити з загальної картини змінності спалахи, що супроводжуються народженням нового надсвітового компонента. Підрозділ 5.2 присвячено результатам РНДБ спостережень 32 АЯГ в поєднанні з довготривалим багаточастотним моніторингом на одиночних антенах. Представлено параметри радіокарт та функції видності, одержувані в різні епохи спостережень для кожного АЯГ. Підрозділ 5.3 відведено аналізу еволюції потоків і структури компактних позагалактичних радіоджерел за результатами моніторингу на частотах 4.8-36.8 ГГц та картографування за геодезичними РНДБ-спостереженнями. Спільний аналіз еволюції потоків і структури 32 компактних позагалактичних радіоджерел дозволив виділити спалахи, пов'язані з виникненням первинного збурення в ядрі. В більшості об'єктів слід, очевидно, очікувати появи нових компонентів в ядрах, що можуть бути виявлені за допомогою РНДБ-спостережень. Для джерел J0433+0521, J0854+2006, J1310+3220 і J2202+4216 зміни щільності потоків на різних радіочастотах відбуваються практично одночасно, і спалах в міліметровому діапазоні довжин хвиль супроводжується викидом нового РНДБ-компонента з ядра. Визначено дати народження РНДБ-компонентів, а також видиму кутову і лінійну швидкості викидів (табл.4). Для частини об'єктів спалах на високих радіочастотах не супроводжується появою нового РНДБ-компонента.

Таблиця 4

Дати утворення РНДБ-компонентів

Джерело	µ, мсек/рік	вapр *, с	T0,год
			РНДБ	Моніторинг
J0433+0531	1.362 ± 0.165	3.03 ± 0.37	1998.61 ± 0.47	1998.29 ± 0.04
J0854+0531	0.569 ± 0.016	10.95 ± 0.31	2000.58 ± 0.13	2000.14 ± 0.47
J1310+3220	0.447 ± 0.045	23.30 ± 2.35	1998.92 ± 0.27	1998.74 ± 0.36
J2202+4216	1.188 ± 0.227	5.43 ± 1.04	2000.59 ± 0.40	2000.13 ± 0.08

На рис. 5 представлені РНДБ-карти цих джерел, на різні епохи, а також їх різниця, що відображає еволюцію структури. Для кожного об'єкта вказано стаціонарний компонент РНДБ-ядра (C) і найяскравіший компонент, що рухається (J1). У підрозділі 5.4 представлено висновки.

Розділ 6 присвячено дослідженню об'єктів з інвертованими спектрами, які складуть основу польотної програми наземно-космічного експерименту "Радіоастрон". Каталог джерел складався на основі проведення спостережних програм на РТ-22 в міліметровому діапазоні довжин хвиль. В підрозділі 6.1 представлено результати дослідження АЯГ до моменту початку роботи за цією темою, перераховані задачі, які необхідно вирішити і невирішені питання, що стосуються фізичних процесів. Підрозділ 6.2 присвячено формуванню попереднього каталогу, що через відсутність каталогів радіоджерел на міліметрових хвилях, був складений на основі даних низькочастотних каталогів за допомогою екстраполювання спектральних характеристик джерел з низьких частот 0.3-15 ГГц до частоти 22 ГГц (основна частота спостережень для експерименту). Результатом досліджень став попередній каталог "Радіоастрон", що містить 1250 джерел, які імовірно мають надлишки спектральної щільності потоку на частоті 22 ГГц. Розглянуто питання побудови статистичних залежностей logN-logS та "відносна частка джерел з інвертованими спектр - потік", які необхідні для кількісної оцінки повноти вихідного списку джерел, що задовольняють заданим спектральним характеристикам. Залучені останні результати багаточастотного пошукового огляду неба, проведеного за допомогою космічної місії WMAP. Приведено порівняння радіо- і оптичних властивостей джерел каталогу "Радіоастрон" для підтвердження коректності обраної методики побудови каталогу. Для цієї мети вибрано список радіоджерел огляду GB87, який має загальну зону перекриття на небесній сфері з каталогом "Радіоастрон". Отримано важливу експериментальну залежність між середніми радіо- і оптичними властивостями галактик і зіркоподібних об'єктів. Дані, отримані при формуванні польотного списку радіоджерел, мають самостійний науковий інтерес і можуть бути використані для наукових досліджень теоретичного і експериментального плану. Викладено результати вимірювань потоків вибірки 110 радіоджерел каталогу на частотах 22.2 і 36.8 ГГц, проведених на РТ-22.

Виконаний аналіз даних дозволив одержати розподіл спектральних індексів джерел і провести його порівняння з вибірками джерел з пошукових оглядів неба. Підтверджено, що значна частка об'єктів у списку відноситься до категорії АЯГ. В підрозділі 6.3 приведено параметри каталогу 167 джерел. Відзначено особливості спектральних характеристик деяких джерел з яскравими ознаками змінності потоку випромінювання у вигляді спалахових явищ, зафіксовані спалахи в ряді об'єктів. Досліджено розподіл спектральних індексів радіоджерел WMAP. Збіг середніх спектральних характеристик, отриманих у різний час різними методами, свідчить, що вони зберігаються в часі, незважаючи на те, що більшість об'єктів вибірки є змінними джерелами, що відносяться до класу АЯГ. Отримано нові оригінальні дані, які дозволили побудувати залежність logN-logS на частоті 22 ГГц для вибірки джерел, що доповнена даними першого пілотного огляду АТ20, виконаного на близькій частоті 20 ГГц на обмеженій ділянці небесної сфери. Вперше на цих частотах отримано дані про наявність космологічного завалу статистики джерел в області потоків менше 1 Ян. Проаналізовано оптичні характеристики вибірки джерел WMAP. На рівні 22 зоряної величини ототожнено 98% об'єктів, що свідчить про те, що на частоті 22 ГГц значну частку джерел складають АЯГ. Розглянуто змінність та спалахову активність повної вибірки джерел. Відзначено, що значну частку змінності складають кінематичні ефекти, коли змінність потоку може бути безпосередньо пов'язана зі структурою і динамікою ПНЧД у ядерних областях АЯГ. В підрозділі 6.4 підведений підсумок 5-річної спостережної програми по складанню попереднього каталогу "Радіоастрон" з 1250 об'єктів. Виміряні потоки близько 400 радіоджерел. Середнє значення спектрального індексу між частотами 22.2 ГГц і 36.8 ГГц склало _ср^РА = -0.16. Отриманий каталог для польотної програми "Радіоастрон" і спектральні характеристики джерел дають можливість використовувати його при проведенні не тільки наземно-космічних експериментів, але і при проведенні спостережень на наземних телескопах як у радіо-, так і в інших діапазонах довжин хвиль. У підрозділі 6.5 представлено висновки до розділу.

...