Т.И.Ларченкова (АКЦ ФИАН)

1. Гравитационные линзы, ультраяркие рентгеновские источники:возможность наблюдения в мм и суб-мм диапазонах Т.И.Ларченкова (АКЦ ФИАН)

2. Объекты исследования: • Гравитационно-линзированные системы. • Компактные релятивистские объекты: • ультра-яркие рентгеновские источники, • гипер-яркие рентгеновские источники,

3. Научные задачи в моде одиночного зеркала (ГЛ): • Наблюдения на больших красных смещениях линзированных галактик с активным звездообразованием изначительным кол-вом пыли (DSFGs) с целью изучения их эволюции. • II. «Проблема спутников» в ΛCDMмодели: • Наблюдения линзированных систем с аномальным отношением потоков изображений. • Спектральные наблюдения высокого разрешения DSFGs на больших красных смещениях. • III. Наблюдения массивных скоплений галактик (например, Cl 0024+17, Abell 2218)

4. Научные задачи в моде интерферометра(ГЛ): IV.Наблюдение кандидатов в гравитационные линзы на больших красных смещениях (до z~5) по данным суб-мм обсерваторий в интерферо-метрической моде с целью подтверждения множественности изображений без картографирования (преимущество ММ).

5. Предсказание: наиболее яркие галактики класса DSFGна красных смещениях z>1 это объекты, подверженные сильномугравитационному линзированию(Blain 1996; Negrello et al. 2007). • Цель: изучение свойств и эволюции галактик класса DSFG • Стратегия исследования: • Измерение красного смещение источника • Измерение красного смещение линзы • Измерение относительное положение линзы и изображений источника • Измерение соотношения потоков изображений • Определение типа галактики-линзы • Модель распределения плотности вещества галактики-линзы • Определение коэффициента усиления • Определение собственной светимости источника. • Построение распределений количества источников и их светимости в зависимости от величины красного смещения.

6. Критерии отбора мишеней для поиска грав. линзированныхгалактик DSFG из обзоров SPT (220 ГГц, 150 ГГц)и Herschel (Vieira et al. 2013): • источники с тепловым спектром, • источники с отрицательными фотометрическими к-поправками, • исключение источников на z ≤ 0.03 (IRAS) и радио-квазаров с плоским спектром. • Стратегия наблюдений: • Спектроскопические наблюдения линии СО как самого общего индикатора молекулярного газа на больших красных смещениях. • Переходы CO J=1-0 (частота в системе покоя 115,27 GHz) • CO J=5-4 (576,3 GHz) • CO J=6-5 (691,5 GHz) • Светимость линии СО • Фотометрические наблюдения. ( Solomon & Vanden Bout 2005)

7. Наблюдения ALMA(Vieira et al. 2013): • - построение изображений 47 источников на 870 мкм, • спектроскопические наблюдения 26 источников • в диапазоне частот 84.2 – 114.9 ГГц, • 2 источника при z=5.7

8. Vieira et al. 2013

9. Vieira et al. 2013 ALMA «не видит» диапазон 1.74 <z< 2.00

10. II. «Проблема спутников» в CDM модели • Предсказание ΛCDM модели: • крупные сгустки ТМ (гало), в которых расположены большие галактики, должны быть окружены сотнями мелких сгустков ТМ (суб-гало), в которых должны "сидеть" карликовые галактики-спутники. • Наблюдения: • вокруг Млечного Пути известных спутников значительно меньше, они распределены в виде протяжённого блина, наклонённого к плоскости МП. • Возможные пути решения: • Наблюдения линзированных систем с аномальным соотношением потоков изображений (Mao & Kochanek 1998). • Спектральные наблюдения DSFGs на больших красных смещениях (Hezaveh et al. 2012).

11. IIа.Гравитационно-линзированные системы с аномальнымсоотношением потоков изображений • MG 0414+0534 l=187.101, b=-31.033 Четыре изображения • Z(источника)= 2.64Z(линзы)=0.96 • MG 2016+112 l=53.655, b=-13.635 Два изображения квазара • Z(источника)=3.27 Z(линзы)=1.01 • -H 1413+117 l=358.732, b=64.773 Четыре изображения • Z(источника)=2.55Z(линзы)= ? MG J0414+0534 MG J2016+112 Ros et al. 2000 Koopmans et al. 2002

12. H1413+117 CASTLES survey Irwin et al. 1998 MacLeod et al. 2009

13. JVAS B1938+666 обнаружен спутник с М=(1.9±0.1)х10^8 Mсолнца (Vegetti et al. 2012) Источник – яркая в ИК-диапазоне галактика Z=2.059 Линза – массивная эллиптическая галактика Z=0.881 Техника пиксельного моделирования для обнаружения суб-гало до масс, составляющих 0.1% от массы линзы внутри радиуса ЭХ.

14. IIb.Спектральные наблюдениялинзированных галактик класса DSFGs на больших красных смещениях. Наблюдение линии CO перехода 6-5: - наиболее яркая линия, - индикатор наличия плотных ядер облаков звездообразования с компактной морфологией. Hezaveh et al. 2012

15. Результаты моделирования (Hezaveh et al. 2012) 55% вероятность обнаружения суб-гало с М>10^8 Mсолнца на 5σ в каждой линзе

16. III. Наблюдение массивных скоплений галактик Скопление Abell 2218 z=0,174 William Herschel Telescope www.ing.iac.es Скопление Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652) z=0,297 www.nasa.gov

17. E.Egami 2010

18. IV. Наблюдение кандидатов в гравитационные линзы на больших красных смещениях из инфракрасных обзоров Negrello et al.2010

19. Negrello 2010 CO J=1-0 (115,27 GHz) CO J=5-4 (576,3 GHz) CO J=6-5 (691,5 GHz) 187-310 GHz z=3.04

20. Gravitational lens model of ID81 andID130 Negrello 2010

21. E.Egami 2010

22. Определение красных смещений в галактиках-линзах Millimeter wave absorption lines towardsPKS 1830-211 at different z (Wiklind & Combes 1998).

23. ULXs LX > 2 x1039 эрг/с N = 470 ULXs (Walton et al. 2011) Feng & Soria 2011 Miller et al. 2004

24. ULXs в М82 VLA 8.4 GHz E.Kording et al. 2005

25. Hαэмиссионные туманности вокруг ULX и NGC 7793 S26(с доминирующим джетом) Feng & Soria 2011

26. HLX -1 ESO 243-49 HST разрешение 0.5” Farrell et al. 2012 N.Webb et al. 2012

27. HLX -1 ESO 243-49 N.Webb et al. 2012

28. Messier 101 (NGC 5457) FIRST, разрешение 5” D.Perez-Ramirez et al 2007

29. Наблюденияультраярких (ULXs) и гиперярких рентгеновских источников (HLXs) в моде одиночного зеркала с целью детектирования излучения в мм и суб-мм диапазоне длин волн и последующие наблюдения этих объектов в интерферометрической моде с высоким пространственным разрешением. Ожидаемые потоки ~ десятки мкЯн. Мишени для наблюдений: наиболее близкие ULXs и HLXs. Вероятные проблемы с наличием фона далеких источников

30. Заключение • Предлагаемые задачи для проекта ММ: • в моде космического телескопа • Наблюдения на больших красных смещениях линзированных галактик с активным звездообразованием изначительным кол-вом пыли (DSFGs) с целью изучения их эволюции (определения красного смещения и светимости) по однородной выборке источников. • Решение «проблемы спутников» в ΛCDM модели путем наблюдения линзированных систем с аномальным отношением потоков изображений и спектральных наблюдений высокого разрешения DSFGs на больших красных смещениях в широкой полосе частот. • Поиск новых событий сильного линзирования источников при больших красных смещениях (мишень – массивные скопления галактик); • в моде космического интерферометра • Наблюдение кандидатов в гравитационные линзы на больших красных смещениях (до z~5)по данным суб-мм обсерваторий в интерферометрической моде с целью подтверждения множественности изображений без картографирования (преимущество ММ).

31. А→В фаза роста вспышки (устойчивое радиоизлучение до 2 мм) В →C →D переход из жесткого в мягкое состояние (вспышки в радиодиапазоне, «радио-пузыри») D→E мягкое состояние (слабое радиоизлучение) E→F возврат в жесткое состояние Fender & Belloni 2012

33. V 404 Cyg S~ν–α, α=+0.09+-0.19 (E.Gallo et al. 2005)

34. Kording et al. 2006 Наблюдение микроквазаров и двойных систем с ЧД звездных масс в спокойном состоянии с целью уточнения параметров возможных физических моделей и геометрических свойств джетов в моде одиночного зеркала и интерферометрической моде. Ожидаемые потоки ~ сотни мкЯн.

35. Двойные системы в шаровых звездных скоплениях М22 Strader et al. 2012

36. Strader et al. 2012 Наблюдения на 5.9 ГГц и 6.75 ГГц, α=0-0.2 (плоский спектр). Размер ядра М22 (1.24+- 0.03) пк

37. Strader et al. 2012 LX < 2x1034 erg/s LR ~ LX0.58 черная линия (одновременные наблюдения)

38. Наблюдения центров шаровых скоплений с большими радиусами ядер в моде одиночного зеркала с целью детектирования излучения в мм диапазоне длин волн от двойных систем с ЧД звездной массы и последующие исследования этих объектов в интерферометрической моде с высоким пространственным разрешением. Ожидаемые потоки ~ десятки мкЯн. Мишени для наблюдений: M22, M14, M53, NGC 2419. Сложности: фон далеких инфракрасных источников.

39. ЧДПМ в центрах шаровых скоплений Наблюдения центров массивных шаровых скоплений с компактными ядрами с целью детектирования ЧДПМ в интерферометрической моде в мм диапазоне длин волн. Ожидаемые потоки ~ десятки мкЯн (определение верхнего предела по потокам излучения) Мишени для наблюдений: G1, ωCen, Tuc 47, M15 и др.

41. II.1. Линза – спиральная галактика • Q 2237+0305 l=71.796, b=-46.107Крест Эйнштейна • Z(источника)=1.695Z(линзы)=0.0394 • B 1600+434 l=68.637, b=48.577 Два изображения квазара • Z(источника)=1.59Z(линзы)=0.41 Почти на ребре • -PMN J2004-1349 l=28.309, b=-22.238 Два изображения • Z(источника)=?Z(линзы)= ? • -CX 2201-3201 l=14.854, b=-52.974 Два изображения квазара • Z(источника)=3.9Z(линзы)=0.32 На ребре • -B 0218+357 l=142.602, b=-23,487 Изображения: A,B,+Ring+Jet (0,334”) • Z(источника)=0.944 Z(линзы)=0.6847 • Определение положения галактики-линзы. • Применение моделей распределение плотности вещества спиральных галактик для уточнения параметров линзы. • Определение постоянной Хаббла для систем с измеренным временным запаздыванием и известным расположением линзы.

42. Q2237+030 B1600+434 Results from CASTLES survey

43. II.3. Гравитационно-линзированные системы с релятивистскими струями -PKS 1830-211 l=12.166, b=-5,711 Изображения: NE,SW + Ring (1”) Z(источника)=2.507 Z(линзы1)=0.89 ? Z(линзы2)=0.19 ? -MG 1131+0456 l=258.933, b=60.818 Изображения: A, B + Ring Z(источника)=? Z(линзы)=0.844 -B 0218+357 l=142.602, b=-23,487 Изображения: A,B,+Ring+Jet (0,334”) Z(источника)=0.944 Z(линзы)=0.6847 PKS 1830-211 MG 1131+0456 MERLIN image at 5 GHz

44. B0218+357 O.Wucknitz et al., 2004 Центральное изображение 8.4 ГГц VLA (масштаб 1”); слева – 15 ГГц VLA (масштаб 0.1”); справа- 8.4 ГГц VLBI (масштаб0.01”) A.S.Cohen RLE Technical Report №641 (2000)