Релятивистские струи в активных ядрах галактик

На правах рукописи

Ковалев Юрий Юрьевич Релятивистские струи в активных ядрах галактик Специальность 01.03.02 астрофизика и звездная астрономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2011

Работа выполнена в Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева Российской Академии наук.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Бескин Василий Семенович (Отделение теоретической физики им. И.Е. Тамма Физического института им.

П.Н. Лебедева РАН), доктор физико-математических наук, профессор Гнедин Юрий Николаевич (Главная Астрономическая Обсерватория РАН), доктор физико-математических наук, профессор Матвеенко Леонид Иванович (Институт Космических Исследований РАН)

Ведущая организация:

Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова (ГАИШ МГУ)

Защита состоится 14 ноября 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д002.023.01 Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) в конференц-зале Института космических исследований РАН (ИКИ РАН) по адресу: г. Москва, улица Профсоюзная, дом 84/32, ИКИ РАН, подъезд 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, дом 53.

Отзывы направлять по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, дом 53, ФИАН (АКЦ), Диссертационный совет Д002.023.01.

Автореферат разослан “ ” октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н. Ю.А. Ковалев

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Изучение галактик позволило выявить следующие основные процессы их активности: активность в ядре, обусловленная наличием сверхмассивной черной дыры, вспышка звездообразования в галактике, взаи модействие галактик. Работа связана с изучением первого процесса.

Современные представления об активных ядрах галактик предполагают на личие сверхмассивной черной дыры массой миллиарды солнечных масс, кото рая подпитывается веществом и энергией из аккреционного диска (Rees 1984).

Часть материи из диска преобразуется в коллимированные релятивистские вы бросы, излучающие синхротронным механизмом в длинноволновой области элек тромагнитного спектра, высокоэнергичные фотоны генерируются механизмом обратного Комптон-эффекта.

Радиоастрономические исследования структуры ядер активных галактик и их переменности начались около 45-ти лет назад, но только в последние годы стало возможным получение полноценных, подробных и высококачественных радиоспектров и радиоизображений с высоким угловым разрешением для со тен внегалактических источников. Это произошло, в основном, по двум причи нам: из-за улучшения чувствительности и углового разрешения новых радио телескопов и создания многоантенных систем апертурного синтеза, включая VLBA NRAO (Very Long Baseline Array, США) и EVN (European VLBI Network, Европейская РСДБ сеть). Роль радиоастрономии в исследовании компактных объектов невозможно переоценить, так как именно методика радиоинтерферо метрии со сверхдлинными базами (РСДБ, Матвеенко, Кардашев, Шоломицкий 1965) позволяет достигать предельное угловое разрешение на Земле до до лей миллисекунды дуги, а разработка и запуск космических радиотелескопов (VSOP/Halca, Радиоастрон/Спектр-Р) делает следующий качественный скачок в угловом разрешении.

Характеристики нетеплового спектра компактных ядер активных галактик, их переменность и наблюдаемые сверхсветовые движения в релятивистских струях успешно объясняются синхротронным механизмом излучения реляти вистских частиц, ускоряемых в магнитном поле в окрестностях сверхмассив ной черной дыры. Под релятивистской струей понимается узкий поток реляти вистской плазмы, физические параметры которой, в общем случае, меняются во времени и пространстве. Представляет интерес выбор между конкретны ми физическими моделями возникновения и излучения релятивистских струй, исследование феномена быстрой переменности в радиодиапазоне, массово за регистрированного в последние годы (см., например, Lovell et al. 2003). Ком плексные многочастотные исследования структуры и спектров, использующие наблюдения на РСДБ сетях и на одиночных антеннах, позволяют сделать ко личественные и качественные выводы о физике процессов в этих компактных объектах. Сейчас становится возможным проводить полноценный, значимый статистический анализ характеристик большого количества внегалактических объектов, наблюдаемых на одиночных антеннах и интерферометрах, спек тров, компактной и протяженной радиоструктуры, их переменности и поляри зации. Таким образом, астрономы получают возможность пользоваться мощ ным методом при комплексном изучении внегалактических объектов разных типов статистически исследовать ранее недоступные большие выборки объ ектов на многих частотах и с высоким угловым разрешением.

Качественный скачок в исследовании природы релятивистских струй в ак тивных ядрах галактик обязан осуществлению многодиапазонного подхода изучению электромагнитного спектра синхро-комптоновского излучения струй в диапазоне от радио- до. Это происходит благодаря появлению телескопов нового поколения, обладающих необходимой чувствительностью в малоизучен ных диапазонах ультрафиолетовом, рентгеновском, гамма, ТэВ. Многие из этих новых инструментов космические.

В настоящее время открываются новые увлекательные возможности для изучения феномена активных ядер галактик. С одной стороны, опубликованы массовые результаты космического телескопа -диапазона Fermi по наблюде ниям активных ядер галактик. В диссертации представлены результаты ана лиза этих уникальных данных. С другой стороны, 18 июля 2011 г. произо шел успешный запуск космического радиотелескопа Спектр-Р проекта наземно космического радиоинтерферометра Радиоастрон (Kardashev 1997). Этот про ект даст возможность исследовать тонкую структуру ядер активных галактик с небывалым угловым разрешением до десяти микросекунд дуги. Большой на блюдательный материал и анализ наземных РСДБ исследований, суммирован ный в настоящей диссертации, будут использоваться для эффективного плани рования миссии. Заметим также, что результаты диссертации будут полезны и для будущих новых миссий космических радиоинтерферометров.

Целью работы является комплексное многоволновое исследование реля тивистских струй в ядрах активных галактик. Основу исследований образуют новые данные наблюдений, полученные с участием автора на радиотелескопе РАТАН-600, РСДБ системе апертурного синтеза VLBA, глобальной РСДБ се ти, а также результаты наблюдений других авторов в различных диапазонах электромагнитного спектра. Наблюдаемые свойства исследуются с помощью статистического анализа и сравнения с численными и аналитическими пред сказаниями известных моделей релятивистских струй.

Научная новизна. Новизна работы определяется тем, что все основные результаты, вынесенные на защиту, получены либо впервые вообще, либо впер вые по столь большому количеству объектов в изученных выборках. В частно сти, получен долговременный ряд измерений суб-миллисекундной структуры более 200 внегалактических объектов на 15 ГГц с помощью системы VLBA.

Более 1300 внегалактических объектов были впервые успешно продетектирова ны методами РСДБ. Была измерена их миллисекундная структура и коррели рованный поток излучения. На одиночном радиотелескопе РАТАН-600 прове дены измерения мгновенных широкополосных спектров в диапазоне 1–22 ГГц на шести частотах для более 500 компактных внегалактических радиоисточни ков. Каждый спектр на всех частотах измерен практически одновременно в течение нескольких минут. На данный момент это наиболее короткий вре менной интервал шести-частотных измерений, использованный для наиболее полного массового обзора широкополосных спектров компактных внегалакти ческих объектов. Систематически для полной выборки струй измерены на ГГц яркостная температура, кинематика и ускорение видимого движения. Ме тод оценки величины излучения РСДБ компактных областей по результатам анализа интегрального потока на одиночных антеннах предложен и апробиро ван в настоящей работе. Используя этот метод и измерения мгновенных спек тров на РАТАН-600, в результате проведенного РСДБ обзора на 2 и 8 ГГц плот ность покрытия неба фазовыми калибраторами достигла величины, позволяю щей проводить массовые эксперименты с применением относительной РСДБ астрометрии. Предложен метод идентификации -ярких объектов с использо ванием РСДБ каталогов. Найдена прямая статистически значимая корреляция фотонного -потока активных ядер галактик с плотностью радиопотока из лучения их компактных струй. Статистически значимо локализована область генерации вспышек в -диапазоне. Продетектирована рекордная (40%) ампли туда быстрой переменности потока излучения компактного внегалактического объекта на 15 ГГц. Найдена прямая связь между свойствами быстрой перемен ности и РСДБ компактностью. Измерен эффект видимого сдвига РСДБ ядра с частотой для выборки 29 внегалактический объектов и показана важность его приложения для астрофизических и астрометрических РСДБ исследова ний. Уверенно продетектирован “контр-джет” в галактике Дева A (M87) и до стигнут рекордный динамический диапазон РСДБ изображения на 15 ГГц 15000:1. Получены массовые квазиодновременные спектры излучения активных ядер галактик от радио до -диапазонов.

Научная и практическая ценность. Полученные результаты наблюде ний и анализа ядер активных галактик могут быть использованы в дальней ших теоретических и экспериментальных исследованиях в области внегалакти ческой астрофизики. Полученный список источников, для которых обнаружена незначительная разница между интегральным потоком излучения с площадки диаметром в миллисекунды дуги по данным VLBA и потоком, регистрируе мым одиночными антеннами по данным РАТАН-600, рекомендуется к исполь зованию для амплитудной калибровки и/или её проверки в рамках обработки РСДБ наблюдений. Обнаруженные РСДБ-компактных внегалактических объ екты уже использованы для построения новой более точной инерциальной си стемы отсчета (ICRF2, см. IERS Technical Note 351 ), а также как опорные ис точники при геодезических РСДБ сеансах и фазовые калибраторы РСДБ на блюдений. Те из них, которые оказываются достаточно яркими в оптическом диапазоне, будут использоваться для привязки и независимой оценки ошибок радио (РСДБ – ICRF2) и будущей высокоточной оптической (по результатам астрометрического спутника GAIA) систем отсчета. Этот же список активно ис пользуется для идентификации Fermi объектов. Увеличение видимой плотности на небе открытых РСДБ-компактных объектов привело к увеличению точности РСДБ экспериментов относительной астрометрии. Измеренная величина види мого сдвига РСДБ ядра с частотой, а также метод по её учету, будут полезны для многочастотного РСДБ анализа релятивистских струй и для увеличения точности сравнения инерциальных систем отсчета, построенных на разных ча стотах в радиодиапазоне, а также при сличении радио (РСДБ) и оптических (космический проект GAIA) систем отсчета. Таблица с параметрами компакт ных источников на многих частотах на парсековых и суб-парсековых масшта бах используется при подготовке списков внегалактических объектов для на блюдений и калибровки РСДБ экспериментов, в частности, в рамках проекта космического интерферометра Радиоастрон как для подготовки тестов, так и научной программы миссии. Данные наблюдений широкодиапазонных спектров на РАТАН-600 используются для проверки и/или калибровки наблюдений на одиночных антеннах, для отбора кандидатов в предельно компактные объекты с целью дальнейших измерений их в РСДБ-обзорах и для совместного анализа с данными, полученными на РСДБ-сетях и многоволновых экспериментах от радио- до ТэВ-диапазона.

Личный вклад автора в совместные работы. Все работы из приведенного Списка публикаций по теме диссертации представляют результаты эксперимен тов и их анализа. Все, кроме работ [7,32,37], выполнены в соавторстве, в период с 1999 по 2011 год. В основном, это РСДБ и широкодиапазонные спектральные радиоизмерения, в которых автор принимал активное непосредственное уча стие на всех или ключевых этапах эксперимента: РСДБ-измерения с помощью международных многоантенных систем апертурного синтеза в США и Евро пе, и многочастотные спектральные наблюдения на радиотелескопе РАТАН- САО РАН (ст. Зеленчукская, КЧР, Россия). На защиту выносятся те результа ты, в которых вклад автора диссертации был определяющим или сравнимым со вкладом соавторов. Конкретизация вклада:

Вклад диссертанта в РСДБ исследования состоял в определяющем или рав ном участии в постановке задачи, планировании эксперимента, калибровке дан ных для получения астрофизической информации, включая картографирова ние, анализе РСДБ результатов в области пространственных частот, статисти http://www.iers.org/IERS/EN/Publications/TechnicalNotes/tn35.html ческом анализе результатов, интерпретации и выводах, написании статей.

Во всех работах на РАТАН-600 автор: готовил и представлял в Комитет по тематике больших телескопов научные заявки на наблюдательное время;

составлял круглосуточные расписания наблюдений и электронные задания на установки радиотелескопа;

участвовал в наблюдениях;

обрабатывал измерения всех источников, кроме калибровочных;

строил мгновенные спектры по резуль татам обработки и калибровки измерений;

участвовал с соавторами в анализе и интерпретации результатов и в написании статей.

Участие в работах по совместным многодиапазонным исследованиям (в том числе с орбитальной -обсерваторией Fermi, WEBT и другими телескопами во всем диапазоне электромагнитных волн от радио до ТэВ): представле ние новых результатов наблюдений и анализа по избранным исследуемым ис точникам, выполненных на РСДБ-сетках и на РАТАН-600, обсуждение много диапазонного анализа всех данных и его результатов, участие в написании ста тей. Определяющее или равное участие на всех этапах работ по радио- анализу больших выборок радио громких активных ядер галактик (более 100 объектов).

Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти Глав и Заключения. Общий объем составляет 260 страниц, включая рисунки, таблицы и библиографию.

Апробация результатов. Результаты, изложенные в диссертации, обсуж дались автором на семинарах Астрокосмического центра ФИАН (Россия), От деления теоретической физики им. И.Е. Тамма ФИАН (Россия), Специальной Астрофизической Обсерватории РАН (Россия), Главной Пулковской Астроно мической Обсерватории (Россия), Национальной Радиоастрономической Обсер ватории (Грин Бэнк и Шарлоттесвиль, США), Национального Аэрокосмиче ского Агентства (NASA, Годдард, США), Физического факультета универси тета Purdue (США), ASTRON (Нидерланды), института Макса Планка по ра диоастрономии (Германия), университета Тюбингена (Германия), Националь ной Астрономической Обсерватории Японии (Япония), Космического Агент ства Японии (JAXA, Япония), университета Ямагучи (Япония), университета Кагошима (Япония), университета Валенсии (Испания), на более 20 научных конференциях в СНГ и России, а также на более 40 международных науч ных конференциях, включая шесть конференций с приглашенными обзорными докладами. В частности, результаты диссертации обсуждались на следующих конференциях:

1. Всероссийские астрономические конференции, Санкт-Петербург (2001), Москва (2004), Казань (2007), Нижний Архыз (2010).

2. “Актуальные проблемы внегалактической астрономии”, Пущино (2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009).

3. “International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) 2008 General Meeting”, Санкт-Петербург, Россия (2008).

4. EVN Symposium, Бонн, Германия (2002), Болонья, Италия (2008) 5. 202-ая конференция Американского Астрономического Общества, Нэшвиль, США (2003).

6. “Blazar Variability workshop”, Майами, США (2005).

7. “Challenges of Relativistic jets”, Краков, Польша (2006).

8. “Extragalactic Jets: Theory and Observation from Radio to Gamma Ray”, Гирвуд, Аляска (2007).

9. IAU Symposium 248, “A Giant Step: from Milli- to Micro-arcsecond Astrometry”, Шанхай, Китай (2007).

10. “Reaching Micro-Arcsecond Resolution with VSOP-2: Astrophysics and Technology”, Токио, Япония (2007).

11. “The Fourth Workshop on Compact Steep Spectrum and GHz-Peaked Spectrum”, Ричионе, Италия (2008).

12. “Радиовселенная с экстремальным угловым разрешением”, Москва, Россия (2008).

13. “The Central Kiloparsec: Active Galactic Nuclei and Their Hosts”, Иэрапетра, Крит, Греция (2008).

14. “Accretion and ejection in AGN: a global view”, Комо, Италия (2009).

15. Fermi symposium II (2009: Вашингтон, США) и III (2011: Рим, Италия).

16. “Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра”, Москва (2010).

17. Региональная конференция МАС Азиатско-Тихоокеанского региона, Чан Май, Таиланд (2011).

Опубликованные статьи, содержащие основные результаты диссертации, при знаны, подтверждены независимыми исследованиями, часто цитируются в мире (более 1600 цитирований). Индекс Хирша (Hirsch 2005) на июль 2011 г. равен 26. Эта статистика приведена по данным базы астрофизических публикаций NASA ADS (Kurtz et al. 2000).

Основные результаты, выносимые на защиту Данная научно-квалификационная работа суммирует результаты по изуче нию природы релятивистских струй в активных ядрах галактик, полученные при качественном изменении подхода от исследований отдельных объектов особого интереса к глубокому изучению больших статистически полных выбо рок компактных внегалактических объектов на многих частотах с линейным разрешением вплоть до суб-парсеков.

1. Проведены многолетние РСДБ-наблюдения, калибровка, картографиро вание и анализ угловой структуры более 250 ярких внегалактических объектов на 10-антенной системе апертурного синтеза VLBA на частоте 15 ГГц. Показа но, что полученная РСДБ структура практически всех исследованных объек тов представляет собой изображение высоко коллимированной релятивистской струи на масштабах парсеков. Сформирована статистически полная выборка самых ярких из них 135 объектов со склонениями 20 и коррелирован ной плотностью потока на 15 ГГц более 1.5 Ян. Измерены видимые скорости движения деталей в струях, с величинами в интервале от 0 до 50 скоростей света c, с медианным значением около 10c. Определена яркостная температу ра РСДБ ядер струй, которая превысила комптоновский предел в 1012 K для многих объектов выборки. Показано, что стандартная модель синхротронно излучающих релятивистских электронов может объяснить полученные значе ния при доплеровском усилении направленного излучения, согласующимся с измеренной кинематикой. Моделирование результатов методом Монте-Карло приводит к ограничению сверху в 50 на Лоренц-фактор релятивистских струй. Найдено, что видимые обратные движения являются крайне редким яв лением;

этот результат является сильным ограничением на модели, которые их предсказывают. Для примерно одной трети выделенных деталей структу ры продетектировано изменение скорости движения. В результате найдено, что положительное продольное ускорение превалирует в областях, близких к осно ванию струи. Сделан вывод, что процесс формирования струй все еще виден на масштабах парсеков.

2. Впервые на богатой статистике совместных VLBA и РАТАН-600 измере ний экспериментально установлена надежная взаимосвязь РСДБ структуры и широкодиапазонных спектров излучения внегалактических объектов. Обнару жено заметное, часто доминирующее, присутствие компоненты излучения мик роструктуры в полном спектре излучения активных ядер галактик, измерен ном одиночным радиотелескопом. По этим результатам предложен, апробиро ван, подтвержден и успешно внедрен метод поиска РСДБ-компактных реля тивистских струй с предсказываемым по широкодиапазонным спектрам кор релированным потоком их радиоизлучения. Метод позволил существенно уве личить эффективность поисковых РСДБ обзоров примерно до 90%. Ис пользуя этот метод и данные РАТАН-600, проведен поисковый РСДБ обзор активных ядер галактик на системе апертурного синтеза VLBA на 2 и 8 ГГц Севернее склонения = 45. Продетектировано на масштабах парсеков бо лее 1300 новых объектов, проведено их картографирование на обеих частотах.

Построен каталог радиоизображений и величин коррелированного потока. По давляющее большинство найденных объектов имеют детали, излучающие на суб-миллисекундных угловых масштабах. Полное количество объектов с про детектированным коррелированным РСДБ потоком, превышающим 60 мЯн, составило более 4000. Найдены практически все объекты с коррелированной плотностью потока на 8 ГГц более 200 мЯн и 30.

3. Проведен совместный анализ наблюдательных данных РАТАН-600, VLBA, глобальной РСДБ сети, Fermi в радио- и -диапазонах. Обнаружено, что боль шинство известных -ярких объектов на небе являются ультра-компактными релятивистскими струями в ядрах активных галактик. Предложен и апробиро ван новый способ идентификации -ярких объектов на основе данных РСДБ об зоров активных ядер галактик, особенно эффективный в плоскости Галактики.

Найденная положительная корреляция свойств струй в радио- и -диапазонах говорит в пользу сильного доплеровского усиления излучения в обоих диапа зонах и тесной связи синхротронного и комптоновского механизмов генерации этого излучения. Выявлена квазиодновременность вспышек в радио- (15 ГГц) и -диапазонах с типичной задержкой около или менее нескольких месяцев.

Это позволило локализовать источник яркого -излучения далеких галактик в окрестностях их центральных сверхмассивных черных дыр.

4. Измерено видимое смещение положения РСДБ ядра с частотой в выборке 29 ярких компактных внегалактических радиоисточников по наблюдениям на глобальной РСДБ сети (до 18 антенн) на частотах 2 и 8 ГГц. Получены величи ны смещений от 0 до 1.4 миллисекунды дуги (медианное значение 0.4 миллисе кунды дуги). Показано, что эффект вызван синхротронным самопоглощением радиоизлучения у основания струй. Получены оценки физических параметров в окрестностях “центральной машины”. Продемонстрирована необходимость и предложены методы учета и применения этого эффекта для многочастотных астрофизических (исследование физических условий в ядрах галактик) и аст рометрических (построение и сличение инерциальных систем отсчета) задач.

5. Впервые на основе РСДБ измерений обнаружена рекордная амплитуда быстрой переменности (до 40% за 3 часа на 15 ГГц) у квазара 1156+295. Этот результат является нетипичным для квазара с высокой галактической широ той. Он объясняется нами в рамках модели межзвездных мерцаний на близком турбулентном экране, параметры которого модельно оценены. Впервые пока зано, что быстропеременные объекты с бльшим потоком от самых компакт о ных РСДБ деталей имеют тенденцию демонстрировать и бльшую амплитуду о быстрой переменности. Это напрямую связывает “быстропеременную” состав ляющую излучения с детектируемыми РСДБ наиболее компактными (десятки микросекунд дуги) деталями ядер.

6. Получены новые детальные изображения струи в радиогалактике Дева A (M87) с рекордным динамическим диапазоном по яркости 15000:1 на частоте 15 ГГц на системе апертурного синтеза VLBA+Y1. Линейное разрешение кар ты меньше 0.1 парсека (около трех световых месяцев). Уверенно продетектиро ван короткий “контр-джет” размером три миллисекунды дуги. Струя разреше на поперек, зарегистрировано увеличение её яркости по краям. Модель струи с сильным поперечным градиентом скорости течения релятивистской плазмы предлагается для объяснения как этого явления, так и недавно обнаруженного излучения M87 в диапазоне ТэВ. Исходя из большого отношения потоков излу чения джета и контр-джета и отсутствия высоких скоростей разлета, делается вывод, что центральная часть струи M87 внутренне не симметрична или малая измеренная скорость деталей не характеризует течение вещества в струе.

7. Проведены наблюдения мгновенных широкополосных спектров излуче ния более 500 активных ядер галактик и их долговременной переменности на 6 частотах от 1 до 22 ГГц с помощью радиотелескопа РАТАН-600 САО РАН.

Выполнен статистический и модельный анализ спектральных измерений и срав нение их с данными РСДБ. Показано, что полученные на РАТАН-600 спектры в общем случае состоят из двух компонент, одна из которых является спектром излучения релятивистской струи с потоками, близкими к интегральным пото кам РСДБ карт. Результаты РАТАН-600 использованы для многодиапазонно го анализа, построения квазиодновременных спектров распределений энергии (SED) во всем диапазоне электромагнитного спектра от радио до /ТэВ, полу чения основных параметров этих распределений и тестирования моделей излу чения. Синхротронно-комптоновские модели для всех наблюдаемых диапазонов спектра подтверждены на основе массового анализа квазиодновременных SED спектров. На примере PKS 0858279 показано, что природа GPS квазаров не отличается от природы “обычных” радио-ярких квазаров с плоским радиоспек тром. Получены оценки физических параметров струи этого квазара.

Экспериментальные результаты диссертации доступны в электронном ви де как ASCII таблицы и несколько тысяч FITS файлов с изображениями и данными функции видности в международные отрытые базы данных Virtual Observatory, NASA Extragalactic Database, SIMBAD, CDS, NRAO, astrogeo.org, а также доступны на сайтах научных реферируемых журналов.

Содержание работы Диссертация состоит из Введения, пяти Глав и Заключения.

Во Введении кратко рассмотрены основные представления о природе актив ных ядер галактик, их переменности, показана важность и перспективность ис следований компактных внегалактических объектов современными методами, дана общая характеристика диссертации.

Глава 1 посвящена описанию долговременного исследования миллисекунд ной структуры активных ядер галактик на 15 ГГц. Переход от индивидуальных к массовым измерениям позволил использовать статистические методы анали за для изучения характеристик релятивистских выбросов в активных ядрах галактик на масштабах суб-парсеков.

Обзор более 250 ярких компактных внегалактических объектов был прове ден на 10-антенной РСДБ системе апертурного синтеза NRAO VLBA (Napier 1994) на частоте 15 ГГц. Получены и представлены результаты слежения за этими объектами на протяжении многих лет в виде полностью калиброванных карт распределения яркости и данных функции видности в полном и линейно поляризованном излучении2.

Исследована кинематика движения плазмы в струйных выбросах активных ядер галактик на масштабах парсеков и суб-парсеков. Для этого использованы данные мониторинга, проводимого с 1994 года, всего более 2000 независимых изображений. Качество данных и временне покрытие (в среднем, по 15 эпох о измерений на объект) значительно выше по сравнению с более ранними ис следованиями. Во всех, кроме пяти объектов выборки радио-ярких активных галактик, джет представляется односторонним, скорее всего, в результате До плеровского усиления. Обычно движения наблюдаются вдоль средней линии струи, в направлении от ее начала оптически толстого видимого “ядра” (см.

Главу 4, в которой подробно обсуждаются свойства видимого ядра). Хотя на блюдается определенный разброс скоростей деталей у одной и той же струи, но он в три раза меньше, чем дисперсия скоростей струйных деталей по всей выборке. Это подтверждает гипотезу о том, что каждая струя характеризуется определенной видимой скоростью, связанной со скоростью течения в ней реля тивистской плазмы. Распределение максимальных скоростей для исследован ной выборки джетов имеет пик на величине около 10c с хвостом распределения, простирающимся примерно до 50c. Исследована зависимость между наблюдае мой проекцией скорости и видимой радиосветимостью. Около половины полной выборки релятивистски усиленных струй имеет Лоренц-фактор, примерно рав ный наблюдаемой проекции скорости в единицах c. Уверенно подтверждается представление о струях как о направленных выбросах релятивистского веще ства. Наблюдаемое распределение видимой скорости может быть получено в модели, в которой задано, что родительская популяция активных галактик с релятивистскими выбросами имеет Лоренц-фактор около или меньше = 50.

Значимое изменение скорости или направления движения было нами про детектировано у примерно 1/3 компонент струй. Таким образом, отклонение видимого движения релятивистской плазмы от баллистического в виде про дольного и/или поперечного ускорения/замедления носит типичный характер.

Продольные ускорения обычно оказываются больше, чем поперечные. Послед ние отражают изменения направления движения. Наблюдаемые зависимости свидетельствуют о том, что значительная часть этих изменений связана именно с переменной истинной скоростью движения деталей, а не с изменением угла наблюдения выброса. Обнаружено, что положительное ускорение продольно го движения детектируется преимущественно вблизи начала релятивистской струи, то есть нам удается наблюдать процесс ускорения плазмы в основании джета.

На основе прямых измерений функции видности был проведен анализ мил Открытая коллекция FITS файлов с результатами картографирования http://www.

physics.purdue.edu/astro/MOJAVE/ лисекундной структуры компактных выбросов. Обнаружено, что у 171 источ ника более половины полного VLBA потока остается неразрешенным на самых длинных базах. Для 163 источников получено, что поток на максимальных ба зах составляет более 0.5 Ян. Эти источники наиболее перспективны для ис следований с наземно-космическим интерферометром. Ядра 60 % источников оказались неразрешенными (т.е. их протяженность меньше 0.05 миллисекун ды дуги) как минимум по одному направлению по крайней мере для одной эпохи наблюдения. Для ближайшего объекта выборки Дева A это соответству ет линейному размеру в 1016 см. Наземно-космические РСДБ базы необходимы для разрешения наиболее компактных областей в таких активных ядрах. По казано, что быстропеременные объекты с бльшим потоком от самых компакт о ных РСДБ деталей имеют тенденцию демонстрировать бльшую амплитуду о быстрой переменности. Это напрямую связывает “быстропеременную” состав ляющую излучения с детектируемыми РСДБ наиболее компактными (десятки микросекунд) деталями структуры ядер.

Видимая яркостная температура для многих объектов выборки превосходит известный Комптоновский предел 1012 K. Наибольшие сверхсветовые скорости наблюдаются в струях с наибольшей яркостной температурой, что ожидается для релятивистского усиления направленного излучения. Мы провели оценки истинной, не искаженной усилением, яркостной температуры ядер струй в “спо койной” и “вспышечной” стадиях. Для этого использовалась простая модель компактной струи с релятивистским уярчением. В результате мы оценили ве личину внутренней, не искаженной релятивистским усилением, яркостной тем пературы в основании релятивистских струй и сравнили ее с предсказаниями модели равнораспределения энергии между магнитным полем и излучающи ми релятивистскими частицами (Readhead 1994). Оказалось, что источники в нашей выборке в их спокойной стадии имеют характерную истинную внутрен нюю яркостную температуру на уровне Tint 3 · 1010 K, что близко к яркостной температуре, получаемой в предположении равнораспределения. При этом на вспышечной стадии истинная температура может достигать величины более 2 · 1011 K значительно выше предсказаний для состояния равновесия. В этом случае наши оценки показывают, что плотность энергии релятивистских частиц в 100 000 раз превышает плотность энергии магнитного поля.

Проведены высокочувствительные исследования центральной части струи близкой радиогалактики M87. Временне разрешение наблюдений, проведен о ных на частоте 15 ГГц с системой апертурного синтеза NRAO VLBA, составило всего три световых месяца. Нами зарегистрированы уярчения по бокам струи.

Также уверенно продетектирован короткий контр-джет размером три миллисе кунды дуги. Наблюдаемая структура согласуется с моделью струи с сильным поперечным градиентом скорости. Эта модель также успешно объясняет недав но обнаруженное сильное излучение M87 в диапазоне TeV. Измерены типичные скорости движения деталей струи;

они оказались очень малы – всего несколько процентов от скорости света, что не согласуется с предсказанием традицион ной модели несимметричной релятивистской струи. В методике апертурного синтеза РСДБ и гибридного картографирования контр-джет может оказать ся артефактом обработки с замыканием фазы (см., например, Jennison 1958, Readhead & Wilkinson 1978) в рамках заданного распределения точек на uv плоскости, особенно для источника со склонением близким к 0. Мы провели специальное моделирование данных для реального реализованного покрытия uv-плоскости и доказали с большой степенью достоверности, что продетекти рованное излучение к Востоку от видимого яркого ядра реальна. Исходя из большого отношения потоков излучения джета и контр-джета и отсутствия вы соких скоростей разлета, делается следующий вывод: либо центральная часть струи M87 внутренне не симметрична, либо измеренная скорость деталей не характеризует течение вещества в струе.

В заключении данной Главы мы рассказываем о неожиданном открытии в рамках 2 см VLBA обзора экстремальной 40 %-амплитуды переменности (ин декс модуляции 13 %) с характерными временем короче трех часов от компакт ного квазара 1156+295. Источники с быстрой (часовой) переменностью важ ны для исследований мелкомасштабных пространственных флуктуации меж звездной среды и структуры самих источников на масштабах микросекунд.

К сожалению, количество экстремальных быстропеременных источников ма ло. Подчеркнем, наше открытие необычно и в том отношении, что оно бы ло сделано в результате РСДБ эксперимента. Мы приводим доводы в поль зу мерцаний как механизма, объясняющего эту переменность. В случае же внутренней переменности, оценка яркостной температуры дает величину око ло или более 2 1019 K, что неминуемо приводит к Комптоновской катастрофе (Kellermann & Pauliny-Toth 1969).

В Главе 2 описан поисковый обзор компактных внегалактических объектов на 2 и 8 ГГц.

Каталог РСДБ-компактных внегалактических радиоисточников, включаю щий в себя как их высокоточные координаты, так и основные наблюдательные характеристики их структуры, важен для большого количества приложений астрофизики, астрометрии и геофизики. В качестве примеров таких прило жений перечислим исследование статистических свойств полных выборок ак тивных ядер галактик с релятивистскими струями, картографирование слабых объектов при помощи компактных калибраторов фазы, относительная и абсо лютная РСДБ астрометрия, построение высокоточной инерциальной системы отсчета, мониторинг параметров вращения Земли, космическая геодезия, кос мическая навигация.

Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами позволяет опреде лять положения источников с нанорадианной точностью (1 nrad 0.2 mas).

Первый каталог координат объектов, определенных с помощью РСДБ, содер жал 35 источников (Cohen & Shaer 1971). Для решения задач, описанных вы ше, представляется крайне желательным иметь намного бльшее количество о источников. В 1998 году был опубликован первый ICRF каталог с 667 источни ками (Ma et al. 1998), сформированный в рамках геодезической РСДБ програм мы. Через шесть лет было опубликовано его расширение ICRF-Ext2 (Fey et al.

2004), содержавшее еще 109 источников. Однако покрытие неба этим катало гом было все еще недостаточно для некоторых приложений. Например, фазовая калибровка РСДБ эксперимента возможна при условии нахождения фазового калибратора на расстоянии около или меньше 4 от исследуемого объекта. Ве роятность найти такой калибратор в ICRF-Ext2 со склонением 45 состав ляет всего около 50 %.

Для того, чтобы увеличить плотность известных компактных фазовых ка либраторов на небесной сфере был начат так называемый VLBA Calibrator Search (VCS). Двенадцать 24-часовых наблюдательных сессий были проведены на системе апертурного синтеза NRAO VLBA в рамках первой (Beasley et al.

2002) и второй (Fomalont et al. 2003) частей обзора. Это привело к серьезному увеличению количества известных компактных источников, увеличив их общее число на 1611 штук. Примерно 80 % из открытых компактных объектов явля ются удовлетворительными калибраторами. Комбинация ICRF-Ext2, VCS1 и VCS2 дала 1986 объектов, продетектированных на парсековых масштабах на склонениях 45. Однако и этого количества калибраторов недостаточно для проведения РСДБ экспериментов с калибровкой фазы. Кроме того, под черкнем, что до исследований, описываемых в данной Главе, имевшаяся вы борка продетектированных объектов РСДБ обзора S/X была самой большой из опубликованных, но свойства ее статистической полноты были неудовлетвори тельны и плохо изучены.

Мы организовали и провели дополнительные одиннадцать 24-часовых сес сий РСДБ наблюдений на системе апертурного синтеза VLBA для решения следующих задач:

1. Проверить новый метод предсказания излучения струй на масштабах пар секов по результатам модельного анализа их широкодиапазонных радио спектров, предложенный нами в Главе 5. Увеличить с его помощью эф фективность поискового РСДБ обзора.

2. Найти практически все компактные внегалактические объекты на небе ярче 100-200 мЯн с целью их использования в качестве фазовых калибра торов.

3. Построить статистически полную по коррелированному потоку выборку компактных внегалактических объектов, пригодную для последующего астрофизического анализа.

4. Перенаблюдать некоторые объекты обзоров VCS1 и VCS2 для улучшения точности измерения их коррелированной плотности потока, РСДБ струк туры и координат.

В дополнение к вышеперечисленному, мы провели независимую обработку сы рых РСДБ данных обзоров VCS1 и VCS2 с целью получения величин коррели рованной плотности потока, данные по потокам которой отсутствуют в публи кациях Beasley et al. (2002), Fomalont et al. (2003).

Все перечисленные задачи были решены в результате проведенных наблю дений в рамках обзора VCS3-6. Применение нового метода предсказания кор релированного потока, основанного на идее выделения спектра излучения ком пактной детали из интегрального, позволило увеличить эффективность поиско вого РСДБ обзора до около 90 %. Плотность покрытия неба фазовыми калибра торами севернее склонения 45 достигла величины, позволяющей проводить массовые эксперименты с применением относительной РСДБ астрометрии. Но вейшая инерциальная система отсчета ICRF2 в значительной мере основана на новых компактных внегалактических объектах, описанных в Главе 2. Постро ены карты распределения радиояркости на 2.3 и 8.6 ГГц, а также получены калиброванные данные функции видности для всех этих объектов3. В ката логе также приведены интегральная (по карте) и неразрешенная составляю щая спектральной плотности потока. Как результат, создана самая большая и статистически полная выборка компактных внегалактических радиоисточни ков до глубины интегрального РСДБ потока в 200 мЯн для объектов севернее склонения 30. Очевидно, что подобная статистически полная выборка ком пактных внегалактических объектов, вкупе с информацией о точных положе ниях объектов и их свойствах на парсековых масштабах, будет крайне ценной для многочисленных астрофизических приложений. Например, её применение описано в Главе 3. Данный каталог стал основой при отборе внегалактических объектов для предполетных РСДБ тестов и подготовки программы наблюдений наземно-космического интерферометра Радиоастрон в диапазонах L (1.6 ГГц) и C (5 ГГц).

Глава 3 посвящена совместному анализу данных наблюдений в радио- (РСДБ и одиночные антенны) и - (Fermi ) диапазонах.

Первые массовые исследования внегалактических объектов в -диапазоне с помощью телескопа EGRET на борту космической обсерватории Compton (см., например, Hartman et al. 1999, Casandjian & Grenier 2008) позволили уверенно обнаружить фотоны высоких энергий от некоторых блазаров. Однако слабая чувствительность и малое поле зрения EGRET серьезно ограничили возмож ность проведения полноценного глубокого исследования галактик в этом диа Открытая коллекция FITS файлов с результатами картографирования: http:// astrogeo.org/vcs/ пазоне электромагнитного спектра. Ситуация драматически изменилась после успешного запуска в космос в июне 2008 года -обсерватории Fermi. Основной телескоп на борту – камера громадного поля зрения LAT (LAT, Atwood et al.

2009), работающая в диапазоне энергий от 20 МэВ до 300 ГэВ. За шесть часов наблюдений эта камера обозревает все небо. Соответственно, стало возможным практически непрерывное слежение за всеми -яркими объектами на небесной сфере.

Однако даже современный -телескоп LAT на борту Fermi имеет ограни ченное угловое разрешение: типичная точность локализации составляет 3 – (Abdo et al. 2010). Это рождает очевидные сложности при отождествлении источников. Большое количество -объектов, продетектированных телескопом EGRET (Hartman et al. 1999), было идентифицировано с блазарами (см., напри мер, Mattox et al. 2001, Sowards-Emmerd et al. 2003, 2004), хотя многие из этих отождествлений были позднее не подтверждены (Casandjian & Grenier 2008).

Не смотря на очевидные проблемы, факт успешной ассоциации некоторых EGRET объектов с блазарами критически помогает задаче идентифицирования Fermi LAT источников. Группа Fermi собрала вместе несколько больших выборок бла заров (Healey et al. 2007, 2008, Massaro et al. 2009). Они содержат многие ты сячи объектов и были использованы вместе с некоторыми другими каталогами для идентификации первого LAT-каталога 0FGL (Abdo et al. 2009), построен ного по первым трем месяцам наблюдений Fermi. РСДБ каталоги в процессе идентификации использованы не были (Abdo et al. 2009). Однако использова ние РСДБ каталогов дает важную дополнительную информацию и существенно увеличивает вероятность корректной идентификации, так как РСДБ “отфиль тровывает” объекты без компактных ядер на парсековых масштабах.

Компактные ядра являются типичной характеристикой радио-яркого бла зара. Критически важно использование информации РСДБ для источников в области плоскости Галактики, где покрытие обычными каталогами крайне бед но из-за Галактического поглощения. За последние несколько десятилетий были проведены около десяти больших РСДБ обзоров. Самый большой по количе ству источников РСДБ обзор на 2 и 8 ГГц, результаты которого представле ны в Главе 2. В Главе 3 мы используем этот обзор для проведения независимой идентификации источников раннего каталога Fermi, оцениваем вероятность ложного (случайного) отождествления, она оказывается равна нескольким процентам, и подтверждаем наше предположение о высокой эффективности применения РСДБ данных в этом процессе. Найдено, что большинство объектов LAT ассоциируются с блазарами, обладающими яркими струями на масштабах парсеков. Заметим, что, следуя нашему предложению (номер 37 в списке ос новных публикаций по теме диссертации), группа Fermi LAT успешно включи ла РСДБ каталоги в последующие процедуры отождествления для каталогов 1FGL (Abdo et al. 2010) и 2FGL (Abdo et al. 2011, послано в печать в ApJS)4.

Благодаря очень большому полю зрения Fermi LAT дает возможность изме рения излучения от большого количества объектов, регистрации практически всех вспышек в -диапазоне, предоставляя богатую статистику для значимого анализа. В Главе 3 мы проводим совместный анализ радио- и -свойств внега лактических объектов на основе данных наблюдений Fermi LAT за первые три месяца, VLBA и РАТАН-600. Этот анализ показал тесную связь между харак теристиками активных ядер галактик в -диапазоне и многими свойствами их релятивистских струй в радио. В частности, найдена положительная корреля ция между фотонным -потоком и спектральной плотностью радиопотока из лучения компактных струй, измеренных квази-одновременно. Струи в -ярких блазарах оказались более яркими, более компактными, с бльшими видимыми о сверхсветовыми скоростями движения вещества, чем в -слабых блазарах. У них также наблюдаются преимущественно бльшие углы раскрыва. Это указы о вает на преимущественно меньшие углы наблюдения струй и бльшее Допле о ровское релятивистское усиление, которое должно играть значительную роль как в усилении синхротронного излучения (радио диапазон), так и Комптонов ского (-диапазон). Прямые оценки Доплер-фактора и углов наблюдения струй, проведенные на основе информации по переменности в радиодиапазоне и РСДБ кинематики, подтвердили эти выводы. По данным первых трех месяцев обна ружено, что вспышки в и радиодиапазонах происходят квази-одновременно в районе РСДБ-ядер в окрестности сверхмассивных черных дыр, с задержкой обычно не более нескольких месяцев. Далее, используя данные первого года работы телескопа Fermi LAT (Abdo et al. 2010), нами были измерены задержки между радио и излучением от ядер активных галактик. Всплески радиоизлу чения на частоте 15 ГГц, зарегистрированные от компактных областей, близких к центральной сверхмассивной черной дыре, поступают с задержкой от 1 до месяцев по отношению к вспышкам, обнаруженным в -диапазоне. Совместный анализ радио- и -данных позволил уточнить положение участка, где происхо дит генерация -излучения, и связать его с зоной ускорения частиц в выбросах:

он расположен между черной дырой и областью, от которой зарегистрировано радиоизлучение. Эта область, однако, непрозрачна для радиоволн, и поэтому возмущению, вызвавшему -вспышку и распространяющемуся вдоль выброса, требуется значительное время, чтобы достичь области прозрачности для ра диоволн. Основными причинами широкого диапазона наблюдаемых задержек являются большой разброс космологических расстояний до исследуемых объ ектов, а также различное релятивистское замедление времени в струях.

Заметим, что даже в случае внегалактических объектов неблазарного ти па вспышечное и ТэВ-излучение локализуется в околоядерной области. Это http://fermi.gsfc.nasa.gov/ssc/data/access/lat/2yr_catalog/ было убедительно продемонстрировано Acciari et al. (2009) для M87 (см. также обсуждение природы области HST1 в Главе 1 диссертации) и нами в Главе для 3C 84.

В заключении Главы, на примере двух объектов, 1510089 и J0948+0022, обсуждается связь между вспышками в радио и -диапазонах и переменностью позиционного угла линейной поляризации (EVPA) радиоизлучения видимого начала релятивистской струи. Эти два источника демонстрируют указания на скачкообразное изменение EVPA на 90 близко по времени к мощным вспыш кам -излучения, объясняемое значительным изменением характеристик син хротронного самопоглощения в этой области.

Глава 4 посвящена исследованию эффектов поглощения синхротронного из лучения в ядрах струй активных галактик.

Релятивистские струи в галактиках формируются в непосредственной бли зости от центральной черной дыры, на расстояниях порядка 100 гравитацион ных радиусов, а становятся наблюдаемыми в радио диапазоне на расстояниях приблизительно 1000 гравитационных радиусов (Lobanov & Zensus 2007). Это видимое положение радиоструй называется обычно “ядром”. На радио картах струй галактик ядро располагается в области, характеризующейся оптической толщиной s 1. Это приводит к зависимости абсолютного положения ядра rcore от частоты наблюдения : rcore 1/kr, поскольку профиль оптической толщины вдоль струи меняется с частотой (см, например, модель конической струи Blandford & Knigl 1979).

o Высокоточное сопоставление систем отсчета, построенных на базе радио и оптических наблюдений, требует детального понимания физических факто ров, которые могут привести к сдвигу видимого положения одного и того же объекта, измеренного в разных спектральных диапазонах. Поглощение в стру ях компактных внегалактических объектов (синхротронное самопоглощение и свободно-свободное поглощение) один из ключевых эффектов, приводящих к такому сдвигу. Этот эффект хорошо известен в радиоастрономии. Измерения сдвига ядер проводились до настоящего времени в отношении малого числа объектов (см., например, Marcaide et al. 1994, Lara et al. 1994, Porcas & Rioja 1997, Lobanov 1996, 1998, Paragi et al. 2000, Ros & Lobanov 2001, Bietenholz et al.

2004, Kadler et al. 2004). Мы измерили сдвиг РСДБ ядра в выборке 29 ярких компактных внегалактических радиоисточниках на основе глобальных РСДБ наблюдений на 2 и 8 ГГц. Теоретически оценен ожидаемый сдвиг между радио и оптическим диапазоном для полной выборки внегалактических струй. Его среднее значение оказалось порядка 0.1-0.2 миллисекунды дуги. Эта величина превосходит точности измерений координат РСДБ и оптических космических миссий GAIA и SIM. Мы предлагаем два подхода для аккуратного исследова ния этого эффекта и проведения соответствующей коррекции координат при сравнении радио и оптических положений. Оба подхода предполагают постро ение и использование опорной выборки источников для сопоставления систем отсчета.

Заметим, что результаты измерений сдвига ядра между 2 и 8 ГГц, пред ставленные в Главе 4, были позднее подтверждены независимыми измерениями Sokolovsky et al. (2011).

В заключении Главы, на примере двух квазаров, 1458+718 и 0850+581, мы исследуем сдвиг на многих частотах, определяем физические и геометрические параметры в начале струй в рамках модельных предположений Blandford & Knigl o (1979). В частности, для 3C 309.1, используя измерения на 5, 8 и 15 ГГц, мы оцениваем расстояние от видимого РСДБ ядра на 15 ГГц до центральной сверх массивной черной дыры в 5 ± 2 пк. Величина магнитного поля на расстоянии 1 пк от центрального ядра оценивается как 2.3 ± 0.5 Гс, предполагая плотность электронов Ne = 17, 000 см3 Kus (1993). Эта величина сравнима с величи ной магнитного поля для случая равнораспределения энергии поля и частиц Beq = 1.7 ± 0.8 Гс. Данные оценки соответствуют величине магнитного поля в видимом ядре на 15 ГГц 0.1 ± 0.2 Гс. На сегодняшний день, один из самых больших видимых сдвигов ядер измерен именно для этого объекта и, естествен но, данный квазар требует дополнительного всестороннего изучения. На основе данных наших наблюдений на VLBA на 5-43 ГГц получены следующие оценки параметров. Расстояние от наблюдаемого ядра струи до центральной сверх массивной черной дыры: от 17 пк (на 5 ГГц) до 5 пк (на 24 ГГц). Величина магнитного поля на расстоянии 1 пк от центральной машины: B = 3.1 ± 0.2 Гс (в предположении плотности электронов Ne = 1000 см3 ). Это соответствует величине магнитного поля для ситуации равнораспределения энергии поля и частиц (B = 2.7 ± 0.7 Гс). Напряженность поля в области видимого ядра на 24 ГГц составляет B = 0.2 ± 0.4 Гс.

Глава 5 посвящена исследованию многочастотных спектров радиоизлуче ния, измеренных на РАТАН-600 в интервале от 1 до 22 ГГц, и их применению в многодиапазонном анализе переменного излучения струй в активных ядрах галактик.

В начале Главы представлены результаты обзора спектров 550 внегалакти ческих радиоисточников на шести частотах от 1 до 22 ГГц (длины волн 31, 13, 7.7, 3.9, 2.7 и 1.38 см), выполненного в декабре 1997 года с помощью одного радиотелескопа, РАТАН-600. Плотности потока на всех частотах измерены почти одновременно в течение нескольких минут. Практически синхронные 6-ти частотные измерения были проведены для одного из самых больших обзо ров широкополосных спектров компактных внегалактических объектов. Эти на блюдения являются частью долговременной программы АКЦ ФИАН по мони торингу мгновенных спектров компактных внегалактических объектов (Kovalev 1997), которые имеют яркие миллисекундные компоненты и исследуются РСДБ методом. В рамках данной программы осуществляются наблюдения спектров радиоизлучения объектов для проекта Радиоастрон. Мы сравнили наши резуль таты с опубликованными наблюдательными данными других авторов с целью проверить остаточные систематические ошибки, используя несколько десятков сильных объектов, распределенных по склонениям и имеющим постоянный или мало меняющийся спектр. Найденное согласие представляется достаточно хо рошим и находится в пределах полных ошибок.

Как и для некоторых менее полных выборок, известных ранее, из статисти ческого и численного анализа модели активного ядра для наблюденных спек тров РСДБ-компактных внегалактических объектов в полосе частот 1-22 ГГц мы делаем вывод, что спектры могут быть промоделированы как сумма син хротронного спектра протяженного оптически тонкого компонента (замагни ченной оболочки, ‘спектр 1’), доминирующего на более низких частотах, и син хротронного спектра компактного компонента (релятивистская струя, ‘спектр 2’), доминирующего на более высоких частотах. Спектр 1 обычно имеет кру тую (падающую с частотой) форму и постоянен или слабо меняется во времени.

Спектр 2 может иметь любую степень переменности и практически любую фор му крутую, плоскую, пиковую или растущую в сантиметровом диапазоне излучения. Если рассматривать нестационарные струи, комбинация этих двух спектральных компонентов может объяснить особенности спектров со сложной формой. Переменное излучение струи может вырабатываться нестационарным потоком релятивистских частиц в продольном магнитном поле или распростра нением релятивистских ударных волн.

Мы сравнили интегрированный поток, измеренный в рамках 2 см VLBA об зора (Глава 1), с результатами наблюдений на РАТАН-600. Получено, что обыч но более 70% полного излучения на частотах выше 5 ГГц приходит с масштабов миллисекунд дуги. Этот результат подтверждает наше более раннее объяснение (1) спокойных спектров излучения струи на квази-стационарных стадиях и (2) спектральной переменности на частотах выше 1 ГГц сильно переменным спек тром 2. Было сделано предложение использовать модельный анализ для вы деления спектра 2 из полного спектра и предсказания величины спектральной плотности потока излучения с РСДБ масштабов. Данный метод был успешно опробован и внедрен в Главе 2, подтвердив справедливость модельной интер претации полных широкополосных радиоспектров активных ядер галактик.

По данным РАТАН-600 уточнена истинная полнота выборки объектов, заре гистрированных космическим телескопом WMAP. Показано, что эта выборка является хвостом “родительской” выборки компактных внегалактических объ ектов, для которого свойственны более плоские и переменные радиоспектры.

Еще до запуска Fermi, на основе анализа переменности РАТАН-спектров -ярких объектов, продетектированных EGRET, удалось найти, что последние имеют наибольший индекс переменности на высоких радиочастотах по сравне нию с полной выборкой РСДБ-компактных внегалактических струй, исследу емой нами на РАТАН-600. Это свидетельствовало в пользу моделей, предпо лагающих связь между механизмами излучения в радио и -диапазонах, что и подтвердилось позднее с высокой степенью достоверности на основе Fermi -радио анализа (Глава 3).

По одновременным спектрам РАТАН-600 выявлены объекты, ранее ошибоч но приписанные к классу источников с пиком на гигагерцах (GPS источники) другими авторами в связи с использованием ими неодновременных измерений.

Для подтвержденных GPS источников обнаружена ожидаемая зависимость ча стоты пика спектра синхротронного излучения от РСДБ компактности.

На РАТАН-600 обнаружена сильная переменность от далекого квазара 0858 279 (красное смещение z = 2.1) в диапазоне 1-22 ГГц. Этот квазар характеризу ется пиковой формой радиоспектра. Предварительные РСДБ наблюдения вы явили сильно разрешенную иррегулярную структуру с характерным размером более 1 миллисекунды дуги. Эта величина находится в прямом противоречии с оценкой размеров переменной области, получаемой из характерного време ни переменности величиной несколько месяцев и соображений причинности, порядка 0.1 парсека или 20 микросекунд дуги. Была проведена специальная сессия многочастотных поляризационных измерений этого объекта на системе апертурного синтеза VLBA в диапазоне 2-22 ГГц. В результате а) обнаружена структура типа ядро-струя на высоких частотах;

б) спектральные и поляри зационные свойства доминирующей детали релятивистской струи удалось объ яснить моделью однородного синхротронного источника с самопоглощением, поляризационные свойства которого указывают на однородность магнитного поля;

в) сделан вывод о высокой направленности обнаруженной струи, оценка Доплер-фактора релятивистского усиления дает значение 30, оценка магнит ного поля в доминирующей области струи оказалась порядка 0.1 мГс.

Для примерно 50 блазаров и радиогалактик с использованием одновремен ных РАТАН-600 спектров были построены и изучены высококачественные квази одновременные спектральные распределения энергии (SED) от радио- до ТэВ диапазона. В основном, эти работы были координированы в рамках активностей WEBT (the Whole Earth Blazar Telescope мировой телескоп для наблюде ний блазаров) и многодиапазонных кампаний группы космической обсервато рии Fermi. Обсуждаются возможные модели излучения для объяснения этих результатов для активных галактик как во время вспышек, так в спокойной фазе активности.

В Заключении сформулированы основные результаты работы.

Список публикаций по теме диссертации Результаты автора по теме диссертации опубликованы в научных журналах и в трудах упомянутых выше конференций. Основные результаты диссертации суммированы в следующих 52 статьях. Все приведенные статьи опубликованы в изданиях, находящихся в Перечне ВАК ведущих рецензируемых научных жур налов и изданий, удовлетворяя достаточному условию присутствия в хотя бы одной из систем цитирования библиографических баз Web of Science (база по естественным наукам: Science Citation Index Expanded) и Astrophysics (NASA Astrophysics Data System).

1. Kovalev, Y. Y., Nizhelsky, N. A., Kovalev, Yu. A., Berlin, A. B., Zhekanis, G. V., Mingaliev, M. G., Bogdantsov, A. V., “Survey of Instantaneous 1– GHz Spectra of 550 Compact Extragalactic Objects with Declinations from 30 to +43 ”, 1999, A&A; Suppl., 139, 545-554.

2. Попов, М. В., Ковалев, Ю. Ю., “Статистический анализ радиовыбросов в квазарах”, 1999, Астрон. журн., 76, 643.

3. Kovalev, Yu. A., Kovalev, Y. Y., Nizhelsky, N. A., “Broad Band Spectra Study of 213 VSOP 5-GHz Survey Sources”, 2000, PASJ, 52, 1027-1036.

4. Kovalev, Y. Y., Kovalev, Yu. A., Nizhelsky, N. A., Bogdantsov, A. B., “Broad Band Radio Spectra Variability of 550 AGNs in 1997–2001”, 2002, PASA, 19, 83-87.

5. Kellermann, K. I., Lister, M. L., Homan, D. C., Vermeulen, R. C., Cohen, M. H., Ros, E., Zensus, J. A., Kadler, M., & Kovalev, Y. Y., “Sub-milliarcsecond Imaging of Quasars and Active Galactic Nuclei. III. Kinematics of Parsec Scales Radio Jets”, 2003, ApJ, 609, 539-563.

6. Пушкарев, А. Б., Ковалев, Ю. Ю., Молотов, И. Е., Нечаева, М. Б., Горшен ков, Ю. Н., Туккари, Дж., Стангелини, К., Хонг, Ш., Куик, Дж., Доугхер ти, Ш., Лю, Ш., “Квазиодновременные РСДБ и РАТАН-600 наблюдения активных ядер галактик”, 2004, Астрон. журн., 81, 988-997.

7. Kovalev, Y. Y., “Temporary GPS/HFP radio sources”, 2005, Baltic Atron., 14, 413-416.

8. Bttcher, M., et al. (всего 71 автор, включая Ю. Ю. Ковалева), “Coordinated o Multiwavelength Observations of 3C 66A during the WEBT campaign of 2003 2004”, 2005, ApJ, 631, 169-186.

9. Raiteri, C. M., et al. (всего 67 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The WEBT campaign to observe AO 0235+16 in the 2003-2004 observing season”, 2005, A&A;, 438, 39-53.

10. Kovalev Y. Y., Kovalev, Yu. A., Nizhelsky N. A., “Analysis of WMAP sample of extragalactic sources at 2.3-22 GHz”, 2005, Baltic Atron., 14, 389-391.

11. Petrov, L., Kovalev, Y. Y., Fomalont, E. B., & Gordon, D., “The Third VLBA Calibrator Survey”, 2005, AJ, 129, 1163-1170.

12. Kovalev, Y. Y., Kellermann, K. I., Lister, M. L., Homan, D. C., Vermeulen, R. C., Cohen, M. H., Ros, E., Kadler, M., Lobanov, A. P., Zensus, J. A., Kardashev, N. S., Gurvits, L. I., Aller, M. F., & Aller, H. D., “Sub-milliarcsecond Imaging of Quasars and Active Galactic Nuclei IV. Fine Scale Structure”, 2005, AJ, 130, 2473-2505;

“Erratum: “Sub-Milliarcsecond Imaging of Quasars and Active Galactic Nuclei.

IV. Fine-Scale Structure” (AJ, 130, 2473 [2005])”, 2006, AJ, 131, 2361.

13. Raiteri, C. M., et al. (всего 61 автор, включая Ю. Ю. Ковалева), “Multi frequency variability of the blazar AO 0235+164. The WEBT campaign in 2004-2005 long-term SED analysis”, 2006, A&A;, 459, 731-743.

14. Villata, M., et al. (всего 88 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The unprecedented optical outburst of the quasar 3C 454.3. The WEBT campaign of 2004-2005”, 2006, A&A;, 453, 817-822.

15. Homan, D. C., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Ros, E., Kellermann, K. I., Cohen, M. H., Vermeulen, R. C., Zensus, J. A., & Kadler, M., “Intrinsic Brightness Temperatures of AGN Jets”, 2006, ApJ Lett., 642, L115-L118.

16. Petrov, L., Kovalev, Y. Y., Fomalont, E. B., & Gordon, D., “The Fourth VLBA Calibrator Survey”, 2006, AJ, 131, 1872-1879.

17. Bttcher, M., et al. (всего 80 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The o WEBT Campaign on the Blazar 3C 279 in 2006”, 2007, ApJ, 670, 968-977.

18. Kellermann, K. I., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Homan, D. C., Kadler, M., Cohen, M. H., Ros, E., Zensus, J. A., Vermeulen, R. C., Aller, M. F., Aller.

H. D., “Doppler Boosting, Superluminal Motion, the Kinematics of AGN Jet”, 2007, Astrophys. & Space Sci., 311, 231.

19. Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Homan, D. C., Kellermann, K. I., “The Inner Jet of the Radio Galaxy M87”, 2007, ApJ Lett., 668, L27-L30.

20. Cohen, M. H., Lister, M. L., Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Y. Y., Vermeulen, R. C., “Relativistic Beaming and the Intrinsic Properties of Extragalactic Radio Jets”, 2007, ApJ, 658, 232-244.

21. Raiteri, C. M., et al. (всего 76 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “WEBT and XMM-Newton observations of 3C 454.3 during the post-outburst phase.

Detection of the little and big blue bumps”, 2007, A&A;, 473, 819-827.

22. Villata, M., et al. (всего 49 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The radio delay of the exceptional 3C 454.3 outburst. Follow-up WEBT observations in 2005-2006”, 2007, A&A; Lett., 464, L5-L9.

23. Kovalev, Y. Y., Petrov, L., Fomalont, E. B., Gordon, D., “The Fifth VLBA Calibrator Survey: VCS5”, 2007, AJ, 133, 1236-1242.

24. Larionov, V. M., et al. (всего 71 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Results of WEBT, VLBA and RXTE monitoring of 3C 279 during 2006-2007”, 2008, A&A;, 492, 389-400.

25. Savolainen, T., Kovalev, Y. Y., “Serendipitous VLBI detection of rapid, large amplitude, intraday variability in QSO 1156+295”, 2008, A&A; Lett., 489, L33 L36.

26. Kovalev, Y. Y., Lobanov, A. P., Pushkarev, A. B., Zensus, J. A., “Opacity in compact extragalactic radio sources and its eect on astrophysical and astrometric studies”, 2008, A&A;, 483, 759-768.

27. Kovalev, Y. Y., Lobanov, A. P., Pushkarev, A. B., “Physics of the central region in the quasar 0850+581”, 2008, Memorie della Societa Astronomica Italiana, 79, 1153-1156.

28. Vollmer, B., Krichbaum, T. P., Angelakis, E., & Kovalev, Y. Y., “Quasi simultaneous multi-frequency observations of inverted-spectrum GPS candidate sources”, 2008, A&A;, 489, 49-55.

29. Petrov, L., Kovalev, Y. Y., Fomalont, E. B., & Gordon, D., “The Sixth VLBA Calibrator Survey”, 2008, AJ, 136, 580-585.

30. Kadler, M., Ros, E., Perucho, M., Kovalev, Y. T., Homan, D. C., Agudo, I., Kellermann, K. I., Aller, M. F., Aller, H. D., Lister, M. L., Zensus, J. A., “The Trails of Superluminal Jet Components in 3C 111”, 2008, ApJ, 680, 867-884.

31. Kataoka, J., Madejski, G., Sikora, M., Chester, M., Grupe, D., Tsubuku, Y, Sato, R., Kawai, N., Tosti, G., Impiombato, D., Kovalev, Y. Y., Edwards, P.

G., Wagner, S. J., Stawarz, L., Moderski, R., Takahashi, T., Watanabe, S., “Multiwavelength Observations of the Powerful -ray Quasar PKS 1510–089:

Clues to Particle Content in the Jet”, 2008, ApJ, 672, 787-799.

32. Kovalev, Y. Y., “Parsec-scale Jet in the Distant Gigahertz-Peaked Spectrum Quasar PKS 0858-279”, 2009, Astron. Nachr., 330, 141-144.

33. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 208 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Multiwavelength monitoring of the enigmatic Narrow-Line Seyfert 1 PMN J0948+0022 in March-July 2009”, 2009, ApJ, 707, 727-737.

34. Lister, M. L., Aller, H. D., Aller, M. F., Cohen, M. H., Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Y. Y., Ros, E., Savolainen, T., Zensus, J.

A., Vermeulen, R. C., “MOJAVE: Monitoring of Jets in AGN with VLBA Experiments. V. Multi-epoch VLBA Images”, 2009, AJ, 137, 3718-3729.

35. Lister, M. L., Cohen, M. H., Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Y. Y., Ros, E., Savolainen, T., Zensus, J. A., “MOJAVE: Monitoring of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments. VI. Kinematics Analysis of a Complete Sample of Blazar Jets”, 2009, AJ, 138, 1874-1892.

36. Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Ros, E., Savolainen, T., Zensus, J. A., “MOJAVE: Monitoring of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments. VII. Blazar Jet Acceleration”, 2009, ApJ, 706, 1253-1268.

37. Kovalev, Y. Y., “Identication of the Early Fermi LAT Gamma-Ray Bright Objects with Extragalactic VLBI sources”, 2009, ApJ Lett., 707, L56-L59.

38. Villata, M., et al. (всего 56 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The correlated optical and radio variability of BL Lacertae. WEBT data analysis 1994-2005”, 2009, A&A;, 501, 455-460.

39. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 174 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Fermi Discovery of Gamma-Ray Emission from NGC 1275”, 2009, ApJ, 699, 31-39.

40. Lister, M. L., Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Y.

Y., Ros, E., Savolainen, T., Zensus, J. A., “A Connection Between Apparent VLBA Jet Speeds and Initial AGN Detections Made by the Fermi Gamma-ray Observatory”, 2009, ApJ Lett., 696, L22-L26.

41. Kovalev, Y. Y., Aller, H. D., Aller, M. F., Homan, D. C., Kadler, M., Kellermann, K. I., Kovalev, Yu. A., Lister, M. L., McCormick, M. J., Pushkarev, A. B., Ros, E., Zensus, J. A., “The relation between AGN gamma-ray emission and parsec scale radio jets”, 2009, ApJ Lett., 696, L17-L21.

42. Pushkarev, A. B., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Savolainen, T., “Jet opening angles and gamma-ray brightness of AGN”, 2009, A&A; Lett., 507, L33-L36.

43. Horan, D., et al. (всего 74 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Multi wavelength Observations of Markarian 421 in 2005-2006”, 2009, ApJ, 695, 596 618.

44. Pushkarev, A. B., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., “Radio/Gamma-ray Time Delay in the Parsec-scale Cores of Active Galactic Nuclei”, 2010, ApJ Lett., 722, L7-L11.

45. Chang, C.-S., Ros, E., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., “VLBI detection of the HST-1 feature in the M87 jet at 2 cm”, 2010, A&A;, 515, A38 (9 страниц).

46. Hovatta, T., Lister, M. L., Kovalev, Y. Y., Pushkarev, A. B., Savolainen, T., “The Relation between Radio Polarization and Gamma-ray Emission in AGN Jets”, 2010, International Journal of Modern Physics D, 19, 943-948.

47. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 257 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “The Spectral Energy Distribution of Fermi bright blazars”, 2010, ApJ, 716, 30-70.

48. Savolainen, T., Homan, D. C., Hovatta, T., Kadler, M., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Ros, E., Zensus, J. A., “Relativistic beaming and gamma-ray brightness of blazars”, 2010, A&A;, 512, A24 (6 страниц).

49. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 208 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “PKS 1502+106: A New and Distant Gamma-ray Blazar in Outburst Discovered by the Fermi Large Area Telescope”, 2010, ApJ, 710, 810-827.

50. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 368 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Fermi Large Area Telescope Observations of Markarian 421: The Missing Piece of its Spectral Energy Distribution”, 2011, ApJ, 736, id.131 (22 страницы).

51. Foschini, L., Ghisellini, G., Kovalev, Y. Y., et al., “The rst gamma-ray outburst of a narrow-line Seyfert 1 galaxy: the case of PMN J0948+0022 in 2010 July”, 2011, MNRAS, 413, 1671-1677.

52. Abdo, A. A. (коллаборация Fermi), et al. (всего 454 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), “Insights Into the High-energy gamma-ray Emission of Markarian 501 from Extensive Multifrequency Observations in the Fermi Era”, 2011, ApJ, 727, id.129 (26 страниц).

Список литературы Abdo, A. A., Ackermann, M., Ajello, M., et al. 2009, ApJS, 183, Abdo, A. A., Ackermann, M., Ajello, M., et al. 2010, ApJS, 188, Acciari, V. A., Aliu, E., Arlen, T., et al. 2009, Science, 325, Atwood, W. B., Abdo, A. A., Ackermann, M., et al. 2009, ApJ, 697, Beasley, A. J., Gordon, D., Peck, A. B., Petrov, L., MacMillan, D. S., Fomalont, E. B., & Ma, C. 2002, ApJS, 141, Bietenholz, M. F., Bartel, N., & Rupen, M. P. 2004, ApJ, 615, Blandford, R. D., & Knigl, A. 1979, ApJ, 232, o Casandjian, J.-M., & Grenier, I. A. 2008, A&A;, 489, Cohen, M. H., & Shaer, D. B. 1971, AJ, 76, Fey, A. L., Ma, C., Arias, E. F., Charlot, P., Feissel-Vernier, M., Gontier, A.-M., Jacobs, C. S., Li, J., & MacMillan, D. S. 2004, AJ, 127, Fomalont, E. B., Petrov, L., MacMillan, D. S., Gordon, D., & Ma, C. 2003, AJ, 126, Hartman, R. C., Bertsch, D. L., Bloom, S. D., et al. 1999, ApJS, 123, Healey, S. E., Romani, R. W., Cotter, G., et al., L. C. 2008, ApJS, 175, Healey, S. E., Romani, R. W., Taylor, G. B., Sadler, E. M., Ricci, R., Murphy, T., Ulvestad, J. S., & Winn, J. N. 2007, ApJS, 171, Hirsch, J. E. 2005, PNAS, 102, Jennison, R. C. 1958, MNRAS, 118, Kadler, M., Ros, E., Lobanov, A. P., Falcke, H., & Zensus, J. A. 2004, A&A;, 426, Kardashev, N. S. 1997, Experimental Astronomy, 7, Kellermann, K. I., & Pauliny-Toth, I. I. K. 1969, ApJ, 155, L Kovalev, Y. A. 1997, Bull. Special Astrophys. Obs., 44, Kurtz, M. J., Eichhorn, G., Accomazzi, A., Grant, C. S., Murray, S. S., & Watson, J. M.

2000, A&AS;, 143, Kus, A. J. 1993, in Sub-arcsecond Radio Astronomy, ed. R. J. Davis & R. S. Booth, Lara, L., Alberdi, A., Marcaide, J. M., & Muxlow, T. W. B. 1994, A&A;, 285, Lobanov, A., & Zensus, J. A. 2007, in Exploring the Cosmic Frontier, ESO Astrophysics Symposia, ed. A. P. Lobanov, J. A. Zensus, C. Cesarsky, & P. J. Diamond, 147– Lobanov, A. P. 1996, PhD thesis, New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro, NM, USA (1996). 1998, A&A;, 330, Lovell, J. E. J., Jauncey, D. L., Bignall, H. E., Kedziora-Chudczer, L., Macquart, J.-P., Rickett, B. J., & Tzioumis, A. K. 2003, AJ, 126, Ma, C., Arias, E. F., Eubanks, T. M., Fey, A. L., Gontier, A.-M., Jacobs, C. S., Sovers, O. J., Archinal, B. A., & Charlot, P. 1998, AJ, 116, Marcaide, J. M., Elosegui, P., & Shapiro, I. I. 1994, AJ, 108, Massaro, E., Giommi, P., Leto, C., Marchegiani, P., Maselli, A., Perri, M., Piranomonte, S., & Sclavi, S. 2009, A&A;, 495, Mattox, J. R., Hartman, R. C., & Reimer, O. 2001, ApJS, 135, Napier, P. J. 1994, in IAU Symp. 158: Very High Angular Resolution Imaging, Vol. 158, Paragi, Z., Fejes, I., & Frey, S. 2000, in International VLBI Service for Geodesy and Astrometry: 2000 General Meeting Proceedings, ed. F. Takahashi, Porcas, R. W., & Rioja, M. J. 1997, in Proceedings of the 12th working meeting on European VLBI for Geodesy and Astrometry, ed. B. R. Pettersen, 133– Readhead, A. C. S. 1994, ApJ, 426, Readhead, A. C. S., & Wilkinson, P. N. 1978, ApJ, 223, Rees, M. J. 1984, ARA&A;, 22, Ros, E., & Lobanov, A. P. 2001, in Proceedings of the 15th Workshop Meeting on European VLBI for Geodesy and Astrometry. Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Consejo Superior de Investigaciones Cientcas, Barcelona, Spain, ed. D. Behrend & A. Rius, Sokolovsky, K. V., Kovalev, Y. Y., Pushkarev, A. B., & Lobanov, A. P. 2011, A&A;, 532, A Sowards-Emmerd, D., Romani, R. W., & Michelson, P. F. 2003, ApJ, 590, Sowards-Emmerd, D., Romani, R. W., Michelson, P. F., & Ulvestad, J. S. 2004, ApJ, 609, Матвеенко, Л. И., Кардашев, Н. С., Шоломицкий, Г. Б. 1965, Известия ВУЗов Радио физика, 8,