Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Выполнено и опубликовано исследование состояния ионизации, кинематики и химсостава ионизованного газа в пекулярной галактике NGC 3077, включая как области звездообразования, так и диффузный ионизованный газ на периферии. Движения ионизованного газа изучались методом 3D-спектроскопии со сканирующим интерферометром Фабри-Перо в составе прибора SCORPIO-2 на 6-м телескопе САО РАН. С этим же прибором выполнена спектрофотометрия с длинной щелью. Изображения в основных оптических эмиссионных линиях получены с помощью фотометра с перестраиваемым фильтром MaNGaL на 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ. Пространственно-разрешенные диагностические диаграммы отношения эмиссионных линий не выявили корреляции между состоянием ионизации газа и его дисперсией скоростей, что, скорее всего, связано с мощной фотоионизацией молодыми звездами, в то время как вклад ударных волн в возбуждение эмиссионных линий менее существенен. Изучены области локализации многокомпонентых профилей в линии Н-альфа. Показано, что в основном они связаны не с расширяющимися оболочками, как считалось ранее, а с отдельными кинематическими компонентами вдоль луча зрения. Здесь наблюдается комбинация ветрового истечения из областей звездообразования и аккреции из облаков межгалактического газа в группе M 81. Cпектральные наблюдения показали, что содержание тяжелых элементов в галактике составляет порядка 0.6 от солнечного, что существенно ниже, чем считалось ранее. Это новое значение позволяет согласовать фотоионизационные модели и модели ударных волн с результатами наших спектрофотометрических исследований, а также демонстрирует, что обогащение газа металлами в галактике вероятно происходит в основном за счет внутренних процессов. Выяснена природа гигантской (диаметром 6-8 кпк) области излучения в линии Нα, открытой в ходе обзора SDSS-IV MaNGA, расположенной между двумя галактиками раннего типа (“объект Тоторо”). Анализ новых наблюдений, выполненных на 6-м телескопе САО РАН (глубокие изображения в линии Н-альфа), телескопе CFHT, радиоинтерферометре NOEMA, а также архивных рентгеновских данных Chandra, показал, что в пространственно близкой области одновременно сосуществуют горячий (X-ray), теплый (Нα) и холодный молекулярный (CO) газ. Из всех предложенных сценариев, наблюдаемая картина объясняется только в предположении, что обнаруженная ионизованная область связана с охлаждением межгалактической среды. А её смещение относительно центра главной галактики группы VII Zw 700 вызвано процессом слияния двух близких групп галактик. На 6-м телескопе САО РАН с прибором SCORPIO-2 выполнены спектральные наблюдения 12 активных галактик, в 10 из которых обнаружены протяженные (>10 кпк) облака ионизованного газа. Во многих случаях также наблюдается протяженная область излучения в линии HeII 4686, что однозначно указывает на ионизацию излучением активного ядра. Эти наблюдения на 6-м телескопе позволили завершить очередную фазу нашего совместного обзора TELPERION (=Tracing Emission Lines to Probe Extended Regions Ionized by Once-active Nuclei, обзор представлен в статье Knese et al. 2020, работа нашей группы в нем поддержана грантом РНФ). Для четырех галактик выборки выполнено картирование распределения ионизованного газа в линии [OIII] на 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ с прибором MaNGaL. Наиболее интересен открытый в системе взаимодействующих галактик 2MASX 03251221+4042021 конус ионизации протяженностью до 40 кпк в картинной плоскости. Проведен анализ состояния ионизации газа в хозяйской галактике квазара Teacup (SDSS J1430+1339). Она окружена одной из самых протяженных туманностей среди известных близких квазаров (размер около 100 кпк). Впервые изучена кинематика звездного населения для этой галактики. Обнаружено расхождение в движении газа и звезд, которое может свидетельствовать о противовращении или о движении газового и звездного диска в разных плоскостях. На 6-м телескопе САО РАН с помощью сканирующего интерферометра Фабри-Перо впервые получены изображения внешних областей этого уникального объекта в линии [OIII]. Подготовлена и опубликована статья, описывающая методику наблюдений и обработки данных, получаемых с помощью фотометра с перестраиваемым фильтром MaNGaL, созданном на первом этапе выполнения проекта (Moiseev et al., 2020, Experimental Astronomy, 50, 199). Создан интернет-сайт на котором представлено описание прибора, примеры полученных изображений, ссылки на статьи с результатами (7 статей из WoS/Scopus на конец 2020 г.), здесь же будут в открытом доступе выкладываться опубликованные изображения в стандартном формате FITS: https://relay.sao.ru/hq/lsfvo/devices/mangal/. За счет средств проекта выполнены работы по созданию и вводу в строй нового детектора на базе ПЗС TK1024 для наблюдений с MaNGaL на телескопе “Цейсс-1000” САО РАН. Первые наблюдения в этой новой конфигурации проведены на “Цейсс-1000” в ноябре 2020 г. Получены изображения галактики с полярным кольцом NGC 660 в основных эмиссионных линиях ионизованного газа, с целью проверки предположения о существовании ударных волн в области пересечения внешнего кольца и внутреннего диска. Доведена до публикации работа по исследованию с помощью прибора MaNGaL на телескопе Цейсс-1000 САО РАН галактической туманности Sh-S235. Сопоставление карт электронной плотности и пылевого поглощения MaNGaL c инфракрасными наблюдениями спутника AKARI позволило понять пространственное распределение нейтрального вещества вокруг ионизованного «пузыря», окружающего центральную молодую горячую звезду: дальняя стенка оказалась значительно плотнее ближней. Эту методику предполагается использовать для исследования пространственной структуры других областей звездообразования. В данном проекте эта работа имела важный методический аспект - картирование в эмиссионных линиях объектов, заполняющих почти все поле зрения прибора.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
На 6-м телескопе САО РАН выполнена спектроскопия 19 активных галактик из выборки кандидатов, содержащих внешние облака ионизованного газа. В 16 случаях подтверждено наличие облаков или протяженных конусов ионизованных активным галактическим ядром. На 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ c помощью прибора MaNGaL выполнено картирование систем ионизованного газа в линии ионизованного кислорода вокруг 6 галактик из рассматриваемой выборки с подтвержденными внешними газовыми облаками. Результаты готовятся к публикации, примеры построенных карт в линии [OIII] представлены на интернет-странице прибора: https://www.sao.ru/hq/lsfvo/devices/mangal/ Исследование состояния ионизации газовых облаков за пределами галактических дисков позволяет изучать изменение интенсивности ионизующего излучения, связанного с активностью центральной сверхмассивной черной дыры. Впервые выполнен поиск таких облаков в полной, ограниченной по светимости, выборке близких галактик с активными ядрами. Среди 111 объектов далекие от ядра (25-75 кпк) системы ионизованного газа найдены в 3-х случаях. Обнаружено, что в NGC 5514 активность уменьшилась более чем в 3 раза за последние 250 тыс. лет. Также в 4-х галактиках найдены гигантские (до 10 кпк) конуса ионизации внутри галактических дисков. Показано, что в подавляющем большинстве, ионизованные облака принадлежат приливным структурам, связанным со взаимодействием галактик. Предварительный отбор кандидатов выполнялся по результатам фотометрии галактик с помощью 1-м робот-телескопов в СШАА и Испании в рамках совместного проекта TELPERION (Tracing Emission Lines to Probe Extended Regions Ionized by Once-active Nuclei). Исследование состояния ионизации газа выполнялось на российских телескопах: 6-м САО РАН, 2.5-м ГАИШ МГУ и 1.6-м ИСЗФ СО РАН с помощью аппаратуры созданной в САО РАН (приборы SCORPIO-1/2, MaNGaL, АДАМ). На 6-м телескопе САО РАН методами длиннощелевой и 3D спектроскопии выполнены наблюдения близкого квазара Teacup (SDSS J1430+1339), окруженного гигантской газовой туманностью, простирающейся до 50 кпк от ядра. Впервые изучены характеристики звездного населения галактики Teacup. Оказалось, что в центре звезды моложе и богаче тяжелыми элементами, что связано со вспышкой звездообразования, скорее всего, вызванной слиянием со спутником 1-2 млрд. лет назад. На это же указывает обнаруженное противовращение газовой и звездной подсистем. Показано, что даже самые внешние области гигантской туманности ионизованы излучением активного ядра, так же как и газ во внутренних областях галактики. Впервые изучена морфология и кинематика внешних областей туманности в линии [OIII]. Обнаружены эмиссионные детали, интерпретируемые как проявление предыдущих актов активности ядра, сопровождаемые выбросами газа из центральной области. Показано что соотношение между дисперсией скоростей ионизованного газа и состоянием его ионизации (“BPT-sigma”) принципиально различается для внутренних (центральный килопарсек) и внешних (за пределами звездного диска) областей активных галактик. В первом случае увеличение вклада активного ядра и ударных волн в ионизацию (рост отношения потоков в линиях [OIII]/H-beta, [NII]/H-alpha) сопровождается увеличением дисперсии скоростей, что можно интерпретировать как результат воздействия радиоджета на межзвездную среду. Во втором случае, наоборот, высокая степень возбуждения газа сопровождается низкой дисперсией скоростей. Что объясняется эффектом ``подсветки’’ активным ядром динамически холодных газовых облаков во внешних приливных структурах.