Научная тема: «РЕЛЯТИВИСТСКИЕ СТРУИ В АКТИВНЫХ ЯДРАХ ГАЛАКТИК»
Специальность: 01.03.02
Год: 2011
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Проведены многолетние РСДБ-наблюдения, калибровка, картографирование и анализ угловой структуры более 250 ярких внегалактических объектов на 10-антенной системе апертурного синтеза VLB А на частоте 15 ГГц. Показано, что полученная РСДБ структура практически всех исследованных объектов представляет собой изображение высоко коллимированной релятивистской струи на масштабах парсеков. Сформирована статистически полная выборка самых ярких из них -135 объектов со склонениями 6 > -20° и коррелированной 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 с, с медианным значением около 10с. Определена яркостная температура PC ДБ ядер струй, которая превысила комптоновский предел в 1012 К для многих объектов выборки. Показано, что стандартная модель синхротронно излучающих релятивистских электронов может объяснить полученные значения при доплеровском усилении направленного излучения, согласующимся с измеренной кинематикой. Моделирование результатов методом Монте-Карло приводит к ограничению сверху в Г ~ 50 на Лоренц-фактор релятивистских струй. Найдено, что видимые обратные движения являются крайне редким явлением; этот результат является сильным ограничением на модели, которые их предсказывают. Для примерно одной трети выделенных деталей структуры продетектировано изменение скорости движения. В результате найдено, что положительное продольное ускорение превалирует в областях, близких к основанию струи. Сделан вывод, что процесс формирования струй все еще виден на масштабах парсеков.
  2. Впервые на богатой статистике совместных VLB А и РАТАН-600 измерений экспериментально установлена надежная взаимосвязь РСДБ структуры и широкодиапазонных спектров излучения внегалактических объектов. Обнаружено заметное, часто доминирующее, присутствие компоненты излучения микроструктуры в полном спектре излучения активных ядер галактик, измеренном одиночным радиотелескопом. По этим результатам предложен, апробирован, подтвержден и успешно внедрен метод поиска РСДБ-компактных релятивистских струй с предсказываемым по широкодиапазонным спектрам коррелированным потоком их радиоизлучения. Метод позволил существенно увеличить эффективность поисковых РСДБ обзоров примерно до 90% . Используя 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 6 = -45°. Продетектировано на масштабах парсеков более 1300 новых объектов, проведено их картографирование на обеих частотах. Построен каталог радиоизображений и величин коррелированного потока. Подавляющее 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 5 > -30°.
  3. Проведен совместный анализ наблюдательных данных РАТАН-600, VLBA, глобальной РСДБ сети, Fermi в радио- и 7-Диапазонах. Обнаружено, что большинство известных 7"ЯРКИХ объектов на небе являются ультра-компактными релятивистскими струями в ядрах активных галактик. Предложен и апробирован новый способ идентификации 7-ярких объектов на основе данных РСДБ обзоров активных ядер галактик, особенно эффективный в плоскости Галактики. Найденная положительная корреляция свойств струй в радио- и 7-Диапазонах говорит в пользу сильного доплеровского усиления излучения в обоих диапазонах и тесной связи синхротронного и комптоновского механизмов генерации этого излучения. Выявлена квазиодновременность вспышек в радио- (15 ГГц) и 7_Диапазонах с типичной задержкой около или менее нескольких месяцев. Это позволило локализовать источник яркого 7-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 величины смещений от 0 до 1.4 миллисекунды дуги (медианное значение 0.4 миллисекунды 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 широтой. Он объясняется нами в рамках модели межзвездных мерцаний на близком турбулентном экране, параметры которого модельно оценены. Впервые показано, что быстропеременные объекты с большим потоком от самых компактных РСДБ деталей имеют тенденцию демонстрировать и большую амплитуду быстрой переменности. Это напрямую связывает "быстропеременную" составляющую излучения с детектируемыми РСДБ наиболее компактными (десятки микросекунд дуги) деталями ядер.
  6. Получены новые детальные изображения струи в радиогалактике Дева А (М87) с рекордным динамическим диапазоном по яркости 15000:1 на частоте 15 ГГц на системе апертурного синтеза VLBA+Y1. Линейное разрешение карты меньше 0.1 парсека (около трех световых месяцев). Уверенно продетектиро-ван короткий "контр-джет" размером три миллисекунды дуги. Струя разрешена 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 М87 в диапазоне ТэВ. Исходя из большого отношения потоков излучения джета и контр-джета и отсутствия высоких скоростей разлета, делается вывод, что центральная часть струи М87 внутренне не симметрична или малая измеренная скорость деталей не характеризует течение вещества в струе.
  7. Проведены наблюдения мгновенных широкополосных спектров излучения 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 сравнение их с данными PC ДБ. 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 потокам РСДБ карт. Результаты РАТАН-600 использованы для многодиапазонного анализа, построения квазиодновременных спектров распределений энергии (SED) во всем диапазоне электромагнитного спектра от радио до 7/ТэВ, получения основных параметров этих распределений и тестирования моделей излучения. Синхротронно-комптоновские модели для всех наблюдаемых диапазонов спектра подтверждены на основе массового анализа квазиодновременных SED спектров. На примере PKS 0858-279 показано, что природа GPS квазаров не отличается от природы "обычных" радио-ярких квазаров с плоским радиоспектром. Получены оценки физических параметров струи этого квазара.
Список опубликованных работ
1.Kovalev, Y. Y., Nizhelsky, N. A., Kovalev, Yu. A., Berlin, А. В., Zhekanis, G. V., Mingaliev, M. G., Bogdantsov, A. V., "Survey of Instantaneous 1-22 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. жури., 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, А. В., "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. В., Ковалев, Ю. Ю., Молотов, И. Е., Нечаева, М. В., 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.Bottcher, M., et al. (всего 71 автор, включая Ю. Ю. Ковалева), "Coordinated Multiwavelength Observations of 3C 66A during the WEBT campaign of 2003-2004", 2005, ApJ, 631, 169-186.

9. Raiteri, С. M., et al. (всего 67 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), "The WEBT campaign to observe АО 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. В., к 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 АО 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., к Kadler, M., "Intrinsic Brightness Temperatures of AGN Jets", 2006, ApJ Lett., 642, L115-L118.

16.Petrov, L., Kovalev, Y. Y., Fomalont, E. В., к Gordon, D., "The Fourth VLBA Calibrator Survey", 2006, AJ, 131, 1872-1879.

17.Bottcher, M., et al. (всего 80 авторов, включая Ю. Ю. Ковалева), "The 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. к 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. С, 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, С. М., 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. В., 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, Т., 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, А. В., Zensus, J. A., "Opacity in compact extragalactic radio sources and its effect on astrophysical and astrometric studies", 2008, A&A, 483, 759-768.

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

28.Vollmer, В., 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. В., к Gordon, D., "The Sixth VLBA Calibrator Survey", 2008, AJ, 136, 580-585.

30.Kadler, M., Ros, E., Perucho, M., Kovalev, Y. Т., 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, Т., Watanabe, S.. "Multiwavelength Observations of the Powerful 7-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, А. А. (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, Т., 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, Т., 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, Т., 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., "Identification 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, А. А. (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, Т., 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, А. В., 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, А. В., Kovalev, Y. Y., Lister, M. L., Savolainen, Т., "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, А. В., 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, Т., Lister, M. L., Kovalev, Y. Y., Pushkarev, А. В., Savolainen, Т., "The Relation between Radio Polarization and Gamma-ray Emission in AGN Jets", 2010, International Journal of Modern Physics D, 19, 943-948.

47.Abdo, А. А. (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, Т., Homan, D. C, Hovatta, Т., 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, А. А. (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, А. А. (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 first 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, А. А. (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).