Структура и эволюция активных ядер галактик.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-12-01029

НазваниеСтруктура и эволюция активных ядер галактик.

Руководитель Ларионов Валерий Михайлович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-705 - Галактика и Метагалактика

Ключевые слова галактики, активные ядра галактик, блазары, многоволновые наблюдения, фотометрия, спектроскопия, поляриметрия

Код ГРНТИ41.27.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Основными направлениями работы нашей группы будет являться многоволновое (от гамма-лучей до радио диапазона) исследование блазаров, сопоставление параметров их вспышек на различных длинах волн для определения положения областей (по отношению к центральной машине) и механизмов, ответственных за гамма излучение. Блазары являются классом активных ядер галактик (АЯГ), демонстрирующим самую сильную переменность на различных длинах волн и высокую поляризацию в оптическом и радио диапазонах. Блазары обладают релятивистскими джетами и являются мощными источниками гамма излучения. Происхождение джетов и физические условия в них являются одной из наиболее интригующих областей исследования современной астрофизики. Джеты наибольшей светимости встречаются в блазарах, где во всем диапазоне спектра доминирует нетепловое излучение. При этом в некоторых блазарах светимость в гамма-диапазоне на три порядка превосходит светимость в других длинах волн. Излучающие области, по всей очевидности, должны быть весьма компактными, поскольку характерные времена переменности — часы или даже минуты. Разумеется, учет релятивистских эффектов (характерные Допплер-факторы в джетах могут быть в пределах 10-50 или даже выше) понижает оценки светимости и увеличивает эффективный размер излучающей области. Тем не менее остается неясным (1) если гамма излучение возникает в субпарсековой области, как оно может покинуть эту область без существенного ослабления в плазме, окружающей ближайшие окрестности центральной черной дыры (ЧД) и (2) как объяснить короткую шкалу переменности в гамма-диапазоне, если это излучение возникает на больших (более нескольких парсек) расстояниях от ЧД. Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам необходимо измерить расстояние от ЧД, на котором происходят гамма вспышки, для представительной выборки блазаров. Всестороннее наблюдательное исследование, которое мы планируем предпринять, должно помочь разрешить это противоречие, а также получить богатый наблюдательный материал во всем диапазоне от гамма-лучей до радио. Это позволит приблизиться к пониманию природы уникальных физических процессов, происходящих в релятивистских джетах. Мы предполагаем получить подробные кривые блеска в оптическом, инфракрасном и гамма диапазонах выборки блазаров, ярких в гамма диапазоне и доступных для наблюдений с нашими телескопами, и детальные кривые изменения параметров оптической поляризации со временем. Результаты фотометрических наблюдений будут представлены в графическом виде на странице нашей лаборатории http://vo.astro.spbu.ru/program . Мы планируем построить детальные кривые блеска этих блазаров в гамма диапазоне по данным, находящимся в свободном доступе на странице Fermi Science Center (http://fermi.gsfc.nasa.gov/ssc/data/access/). Мы будем принимать участие в обработке РСДБ наблюдений, получаемых группой Бостонского университета, с которой нас связывает долгое сотрудничество (http://www.bu.edu/blazars/VLBAproject.html). Работа этих программ будет продолжаться, по крайней мере, в течение следующих 3-х лет. На основании этих данных будет проведен анализ свойств вспышек на различных длинах волн и определены задержки между максимумами вспышек на различных длинах волн. Особое внимание будет уделено кросс- корреляционному анализу между оптическими и гамма кривыми блеска. Эти данные будут сопоставлены с результатами РСДБ наблюдений в миллиметровом диапазоне, в интенсивности и поляризованном свете. Несмотря на существенную разницу в разрешении на различных длинах волн (~1 град. в гамма диапазоне, ~1'' в оптике и ~0.1 миллисекунды дуги для РСДБ наблюдений), используя анализ переменности, мы сможем провести сравнение моментов вспышек в различных диапазонах энергий и сопоставить их с моментами появления новых узлов яркости на радиокартах. В случае совпадения этих событий это является аргументом в пользу пространственной локализации как радио, так и гамма вспышек в далекой (>10 пс) от ЧД области, совпадающей с радиоядром джета. В противном случае, если высокоэнергетичная вспышка не будет сопровождаться событием в радиодиапазоне, или это событие заметно запаздывает относительно оптической и гамма-вспышки, это может свидетельствовать о положении гамма вспышки в ближней окрестности ЧД . Определение положения области гамма излучения во многом определяет и механизм гамма излучения. Сопоставление параметров поляризации оптического излучения и параметров поляризации в джете, а также анализ направления оптической поляризации по отношению к структуре самого джета, позволит сделать заключения о свойствах магнитных полей в областях оптического и радио излучения, что очень важно для понимания процессов, ответственных за ускорение частиц в плазме (ударные волны, турбулентность или перезамыкание силовых линий магнитного поля). Мы также планируем спектральные наблюдения ряда квазаров в оптическом диапазоне. Если эмиссионные линии возникают в коническом ветре вокруг джета, то быстрая переменность должна преобладать в голубом крыле линии. Если же переменная часть излучения в эмиссионной линии возникает в основной области, окружающей черную дыру, то переменная компонента должна локализоваться в ядре или красном крыле линии.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Абейсекара А. У., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Мокрушина А.А. Multiwavelength Observations of the Blazar BL Lacertae: A New Fast TeV Gamma-Ray Flare ASTROPHYSICAL JOURNAL, 856, 2, 95 (год публикации - 2018)
10.3847/1538-4357/aab35c

2. Рани Б., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Гришина Т.С., Копацкая Е.Н., Мокрушина А.А., Морозова Д.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. Exploring the Connection between Parsec-scale Jet Activity and Broadband Outbursts in 3C 279 ASTROPHYSICAL JOURNAL, 858, 2, 80 (год публикации - 2018)
10.3847/1538-4357/aab785

3. Питтори Ф., Гришина Т.С., Эрштадт С.Г., Копацкая Е.Н., Ларионов В.М.,Морозова Д.А. The Bright gamma-ray Flare of 3C 279 in 2015 June: AGILE Detection and Multifrequency Follow-up Observations ASTROPHYSICAL JOURNAL, 856, 2, 99 (год публикации - 2018)
10.3847/1538-4357/aab1f9

4. Анен М.Л, Гришина Т.С., Эрштадт С.Г., Копацкая Е.Н., Ларионов В.М., Морозова Д.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. Multi-wavelength characterization of the blazar S5 0716+714 during an unprecedented outburst phase ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 619, A45 (год публикации - 2018)
10.1051/0004-6361/201832677

5. Анен М.Л., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Гришина Т.С., Копацкая Е.Н., Морозова Д.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. Detection of the blazar S4 0954+65 at very-high-energy with the MAGIC telescopes during an exceptionally high optical state ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 617, A30 (год публикации - 2018)
10.1051/0004-6361/201832624

6. Сасада М., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Морозова Д.А., Троицкий И.С. Optical Emission and Particle Acceleration in a Quasi-stationary Component in the Jet of OJ 287 ASTROPHYSICAL JOURNAL, 864,1, 67 (год публикации - 2018)
10.3847/1538-4357/aad553

7. Анен М.Л., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Гришина Т.С, Копацкая Е.Н., Ларионова Е.Г., Никифорова А.А., Морозова Д.А., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. Extreme HBL behavior of Markarian 501 during 2012 ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 620, A181 (год публикации - 2018)
10.1051/0004-6361/201833704

8. Верчеллоне С., Гришина Т.С, Копацкая Е.Н.,Ларионов В.М., Ларионова Л.В., Морозова Д.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В. AGILE, Fermi, Swift, and GASP/WEBT multi-wavelength observations of the high-redshift blazar 4C +71.07 in outburst ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 621, A82 (год публикации - 2019)
10.1051/0004-6361/201732532

9. Харрис Д.Е., Эрштадт С.Г. LOFAR Observations of 4C+19.44: On the Discovery of Low-frequency Spectral Curvature in Relativistic Jet Knots ASTROPHYSICAL JOURNAL, 873, 1, 21 (год публикации - 2019)
10.3847/1538-4357/ab01ff

10. Аччари В.А., Эрштадт С., Ларионов В.М., Гришина Т.С., Копацкая Е.Н., Морозова Д.А., Никифорова А.А. A fast, very-high-energy γ-ray flare from BL Lacertae during a period of multi-wavelength activity in June 2015 ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 623, A175 (год публикации - 2019)
10.1051/0004-6361/201834010

11. Уивер З.Р., Эрштадт С.Г., Ларионов В.М., Копацкая Е.Н., Ларионова Е.Г., Морозова Д.А., Никифорова А.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. The 2016 June Optical and Gamma-Ray Outburst and Optical Microvariability of the Blazar 3C 454.3 ASTROPHYSICAL JOURNAL, 875, 1, 15 (год публикации - 2019)
10.3847/1538-4357/ab0e7c

12. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L1 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab0ec7

13. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L2 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab0c96

14. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. III. Data Processing and Calibration ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L3 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab0c57

15. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. IV. Imaging the Central Supermassive Black Hole ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L4 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab0e85

16. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L5 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab0f43

17. Акияма К., Эрштадт С. First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 875, 1, L6 (год публикации - 2019)
10.3847/2041-8213/ab1141

18. Гаген-Торн В.А., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С., Савченко С.С. Variability of the Blazar 4C 38.41 in 2006-2017 ASTRONOMY REPORTS, 63, 5, pp.378-390 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063772919040036

19. Порт О., Эрштадт С. The Event Horizon General Relativistic Magnetohydrodynamic Code Comparison Project ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 243, 2, 26 (год публикации - 2019)
10.3847/1538-4365/ab29fd

20. Раитери К.М., Ларионов В.М., Гришина Т.С., Эрштадт С.Г., Копацкая Е.Н., Ларионова Е.Г., Морозова Д.А., Никифорова А.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С. The beamed jet and quasar core of the distant blazar 4C 71.07 MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 489, 2, 1837-1849 (год публикации - 2019)
10.1093/mnras/stz2264

21. Д'Аммандо Ф., Гришина Т.С., Эрштадт С.Г., Копацкая Е.Н., Ларионов В.М., Ларионова Е.Г., Ларионова Л.В., Морозова Д.А., Никифорова А.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С., Васильев А.А. Investigating the multiwavelength behaviour of the flat spectrum radio quasar CTA 102 during 2013-2017 MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 490, 4, 5300–5316 (год публикации - 2019)
10.1093/mnras/stz2792

22. Otero-Santos, J., Acosta-Pulido, J. A., Becerra González, J., Larionov,V.M. et al. Quasi-periodic behaviour in the optical and γ-ray light curves of blazars 3C 66A and B2 1633+38 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 492(4):5524-5539 (год публикации - )
10.1093/mnras/staa134

23. Ларионов В.М., Эрштадт С.Г., Маршер А.П., Смит П.С., Савченко С., Морозова Д., Гришина Т.С., Копацкая Е., Ларионова Л., Ларионова Е., Мокрушина А., Троицкий И., Троицкая Ю., Борман Г. Behaviour of the Blazar CTA 102 during Two Giant Outbursts Galaxies, 5,4, 91 (год публикации - 2017)
10.3390/galaxies5040091

24. Раитери К.М. Виллата М., Гришина Т.С., Эрштадт С.Г., Копацкая Е.Н., Ларионов В.М., Ларионова Е.Г., Ларионова Л.В., Мокрушина А.А., Морозова Д.А., Савченко С.С., Троицкая Ю.В., Троицкий И.С., Васильев А.А. Blazar spectral variability as explained by a twisting inhomogeneous jet Nature (год публикации - 2017)
10.1038/nature24623

25. Эрштадт С.Г., Маршер А.П., Морозова Д.А., Троицкий И.С., Kinematics of Parsec-scale Jets of Gamma-Ray Blazars at 43 GHz within the VLBA-BU-BLAZAR Program The Astrophysical Journal, Volume 846, Issue 2, article id. 98, 35 pp. (год публикации - 2017)
10.3847/1538-4357/aa8407

Публикации