Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://sed.sao.ru/~vo/disser/ch3.html
Дата изменения: Thu Sep 9 19:16:47 2010 Дата индексирования: Mon Oct 1 20:35:18 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п |
gzipped PostScript версия здесь, 2005 г.
Начало | Введение | Глава 2 | Глава 3 | Глава 4 | Глава 5 | Глава 6 | Библиография | Приложения |
Верходанов О.В.
Специальная Астрофизическая обсерватория
Таким образом, создание базы данных радиоастрономических каталогов CATS (Astrophysical CATalogs Support System) явилось закономерным этапом развития систем обработки, большого числа архивированных списков обнаруженных источников и появления данных на новых вступивших в строй телескопах с приемниками на дополнительных длинах волн. Острой необходимостью стало построение и расширение континуальных спектров объектов в дополнение к точкам радиоспектра, измеряемым на РАТАН-600, не только при анализе механизмов энерговыделения, но и просто для более точных оценок измеряемых плотностей потоков калибровочных источников в процедуре привязки наблюдений к международной шкале потоков.
Можно выделить следующие предпосылки создания базы данных CATS на момент ее появления в САО в 1993г. (Верходанов, Трушкин, 1994, 1995a,b):
Табличные данные каталогов поступали на РАТАН-600 в разное время. MASTER LIST, объединенный каталог всех радиообзоров неба, выполненных до 1981 г., созданный Диксоном (США) (Dixon, 1970), стал первым из вошедших в CATS, так как широко использовался в радионаблюдениях на РАТАН-600 еще с 80-х гг. Коллекция данных содержит также информацию по тысячам слабых радиоисточников из обзора ``Холод'' и Зеленчукского обзора ГАИШ, проведенных с помощью радиотелескопа РАТАН-600. Очень большой вклад внес энтузиаст коллекционирования астрономических данных Хайнц Андернах, который передал многие оцифрованные им каталоги. Им собрано 600 каталогов, содержащих радиоданные, и около 500 - результаты наблюдений в других диапазонах (Andernach et al., 1994, 1995, 1997).
В данной главе будут рассмотрены принципы каталогизации радиоисточников, являющиеся оригинальной авторской разработкой, описаны идеология и правила построения баз данных астрофизических объектов и описаны принципиальные моменты селекции объектов. В рамках построенной системы проведены исследования нескольких списков объектов, отобраны радиоисточники с ультракрутыми спектрами, проведено их кросс-отождествление с объектами других диапазонов длин волн.
Основной упор в CATS сделан на работу с радиокаталогами и отдельными таблицами, использующими результаты наблюдений в сплошном спектре. Таких таблиц в БД около 400 (на начало 2005г.). Все самые объемные известные радиокаталоги с числом записей больше 800 уже включены в CATS. По нашим оценкам более 98% всех каталогизированных радиоданных являются частью CATS, что делает ее самой крупной радиоастрономической базой данных в мире.
Одной из основных задач, стоявших перед авторами, было сохранение исходного астрофизического каталога в формате автора, т.е. неизменность авторских данных. Необходимо было разработать такую структуру взаимодействия пользователя и поисковой программы, работающей с каталогом, чтобы и пользователю было удобно и программа разбиралась с первичным каталогом. Для выполнения этих целей была выбрана двухуровневая иерархическая структура описания и хранения данных, а также двухуровневая (а позднее - трехуровневая) структура поисковых и обслуживающих пользователя программ (Рис.3.1) (Verkhodanov et al., 1997c).
Добавление нового каталога в базу данных CATS происходит по следующим правилам:
Внешний пользователь взаимодействует с CATS через специально созданные командные файлы (второй уровень системы управления базой данных CATS) из любой директории системы (Рис. 3.1). Эти командные файлы считывают всю необходимую информацию из файла описаний (cats_descr) - центрального репозитория (хранилища ссылок) метаданных, описывающих физические свойства каталога. Именно благодаря взаимодействию с репозиторием, поисковые программы отождествляют местоположение искомого каталога в системе управления файлами OS Unix по запросам пользователя.
Описанный способ размещения и хранения каталогов позволяет быстро и легко развивать БД CATS, и настраивать поддерживающие программы. Таким образом, CATS представляет из себя базу данных объектов, где каждый объект - структурная единица, объединяющая сам астрофизический каталог, помещенный в соответствующую директорию системы, файл с его кратким описанием, а также программы для работы с этими данными (Рис.3.1).
Реально все каталоги имеют различный формат представления данных и получены в различных по методам наблюдениях. Таким образом, пользователю предоставляется однородный доступ к разнообразной коллекции данных, полученных на различной наблюдательной базе с различными физическими характеристиками и единицами измерения в противовес принятым на начало 90-х годов стандартам создания единого каталога с полным набором описываемых параметров. Система настройки организована таким образом, что описанные каталоги включаются в CATS без изменения расположения полей с параметрами, а прямо в том виде, как они были опубликованы.
Тонкая настройка.
Локальные программы вызова - нижний уровень взаимодействия с каталогами
- сами являются двухуровневыми программами (командными файлами).
Нижний уровень подготавливает верхний вызов в виде унифицированного
поискового запроса, который уже используется для передачи общих
параметров запроса к атомам системы. В качестве атомов системы
используются две специально разработанные программы c_sel и
c_match, которые настраиваются администратором на формат описания
соответствующего каталога, а именно на позиционирование
определенных полей с параметрами. Например,
нижеприведенная строка демонстрирует, как определенные
символы соответствуют определенным параметрам:
c_sel \ -pat "nnnnn hhmmssss ee tddmmss ee zzzzz fff eee\n i xx yy aa q\n".Здесь в трех вводимых строках:
Используя такую методику задания форматов полей, мы смогли подключить разнообразные каталоги, чьи наблюдательные характеристики, например координаты, выражены в радианах, градусах или часах, т.е. в различных физических единицах. Это позволило включить в CATS на общих основаниях старые каталоги с худшими (имеющими точность до 30 мин дуги) координатами без изменения форматов записей.
Индексация.
При работе c каталогами огромных размеров (свыше 0.5млн. записей)
становится заметной скорость взаимодействия программы с жестким
диском компьютера,
с одной стороны, а также время вычислений при обработке данных каждой
записи, с другой стороны. Для решение этих проблем была введена система
индексации записей (программа c_divide) с такой же тонкой
подстройкой описания параметров, что и для атомов системы c_sel и
c_match. Количество методов индексации устанавливает администратор
при включении каталога в базу данных CATS.
Подобный подход в индексации каталогов ускорил поиск и обработку информации
в десятки тысяч раз (Verkhodanov et al., 1997c; Верходанов и др., 2005c).
Расщепление каталогов на объекты.
Одна из мировых тенденций при создании баз данных - архивирование
астрофизической информации по конкретным объектам, т.е. в отличие
от CATS, которая развивалась, сохраняя каталоги в их исходном виде,
ряд баз данных (см. например, базы данных скоплений галактик (Gubanov, 1997)
или физических свойств галактик HyperLeda (Prugniel et al., 2002))
собирает и структуирует информацию по отдельным объектам.
Следуя этим тенденциям,
мы добавили
процедуры работы c S-файлами (в FITS-подобном формате для описания
данных радиоспектров (Верходанов и др., 1997a))
в программы нижнего уровня - атомы CATS.
Таким образом были представлены и сохранены в CATS результаты отождествлений
декаметровых источников (Verkhodanov et al., 2000d; Верходанов и др., 2003b).
Выдаваемые таблицы CATS (Верходанов и др., 1997a, 2004b) воспринимаются графическими процедурами FADPS (spg, см. Главу 2, (Верходанов, 1997)), таким образом формируя единую цепочку обработки информации.
Построение континуальных радиоспектров в базе данных обеспечивается несколькими процедурами на разных уровнях доступа. На нижнем уровне взаимодействуют процедуры FADPS spg и plgr с данными вывода процедур CATS c_sel и c_match. На верхнем уровне доступны разработанные А.С.Трушкиной и С.А.Трушкиным Java-процедуры и GIF-процедуры для оперативного построения спектров из многочастотных каталогов.
Предоставление краткого описания и характеристик каждого каталога оформлено на трех уровнях доступа: Web-страницы подготовлены С.А. Трушкиным, а описание для FTP- и SCP-доступа производится администратором в момент ввода нового каталога.
Перевод координат с эпохи на эпоху - одна из функций CATS. Координаты выбираемых объектов могут задаваться на произвольную эпоху, а согласование с эпохой каталога производится специальной утилитой epoch, в которой реализованы алгоритмы, разработанные В.П.Львовым (ГАО РАН).
Две функции, являющиеся принципиальными в селекции объектов: выборку по параметрам и кросс-идентификацию, связанные с процедурами вычислений, рассмотрим отдельно.
Взаимодействие программ выборки и каталогов и файла описаний cats_descr выполняет процедура cats_sel, распределяющая работу по заданным каталогам. Она обеспечивает взаимодействие между пользовательскими интерфейсными программами и нижним уровнем. Задача выборки по параметрам решается на всех уровнях управления CATS (например, HTTP - см. Рис.3.2).
Кросс-идентификация позволяет выбирать все источники внутри некоторого окна поиска вокруг объектов, задаваемых пользователем. При определении окна отождествления можно выбрать форму (эллипс/прямоугольник) и размер. Кроме того, при работе описываемой процедуры учитываются ошибки определения координат, имеющиеся внутри обрабатываемых списков. Для ряда каталогов (IRAS) ошибки определяются с учетом наклона эллипса диаграммы направленности. Вероятность правильного отождествления объектов может быть оценена процедурой, описанной формулой (2.9).
Взаимодействие программ кросс-идентификации и каталогов и базы данных описаний выполняет процедура cats_match, распределяющая задания по выбранным каталогам. Она, как и ранее описанная процедура cats_sel, обеспечивает взаимодействие между пользовательскими интерфейсными программами и нижним уровнем.
Задача кросс-идентификации по параметрам решается на всех уровнях управления CATS.
![]() |
Рис.3.2. Стартовая страница базы данных CATS для выборки по параметрам (разработана В.Н.Черненковым и др., 1997). Рисунок опубликован в работе (Verkhodanov et al., 1997c). |
Для организации доступа к программам cats_match и cats_sel В.Н.Черненковым (Черненков и др., 1997) были разработаны интерфейсные CGI-процедуры, обслуживающие клиентские запросы по протоколам SMTP (e-mail) и HTTP, а также программа для синхронизации базы данных описаний cats_descr и содержимого форм запроса.
Для запуска процедур CATS с помощью электронной почты разработаны специальные форматы, подробное описание которых можно получить по e-mail, послав пустое письмо по адресу cats@sao.ru.
После выполнения вычислительных запросов пользователю доставляется выводимый результат, записанный в одном из следующих форматов:
Результирующий файл по умолчанию сортируется в порядке возрастания прямого восхождения и может без изменений обрабатываться программой spg системы обработки FADPS.
Наша цель состояла в том, чтобы идентифицировать по возможности все УТР объекты с известными радиоисточниками. Кросс-идентификация и дальнейшие исследования позволили нам как уточнить положения радиоисточников, так и получить их радиоспектры. По новым координатным данным для ряда объектов удалось провести оптические отождествления c объектами цифрового Паломарского Атласа. Данные о спектрах позволили построить выборки источников в декаметровом диапазоне в зависимости от морфологии спектра, например, выборки источников с крутыми спектрами.
Чистка данных.
Проблема построения спектров радиоисточников каталога УТР,
обнаруженных на Харьковском Т-образном радиотелескопе (Брауде и др., 1996)
в декаметровом диапазоне волн (10МГц, 12.6МГц, 14.7МГц, 16.7МГц,
20МГц, 25МГц), связана прежде всего
с отождествлением источников в больших
боксах ошибок, в данном случае в окне 40'x40'cosec(δ),
полученных при
кросс-идентификации в базе данных CATS (Verkhodanov et al., 1997a).
Для решения этой проблемы
мы применили
интерактивную обработку радиоспектров (Верходанов и др., 1997b),
полученных путем
кросс-идентификации объектов УТР каталога с источниками базы данных
CATS с окном отождествления 40 минут
дуги.
Характеристики основных каталогов,
используемых при отождествлении, приводятся в Таблице 3.1.
Таблица 3.1. Характеристики основных каталогов, используемых при отождествлении декаметровых объектов.
Имя | Частота | HPBW(') | Slim(мЯн) | Ссылка |
6C | 151 | 4.2 | ~200 | Hales et al., 1988, 1990 |
7C | 151 | 1.2 | 80 | McGilchrist et al., 1990 |
MIYUN | 232 | 3.8 | ~100 | Zhang et al., 1997 |
WENSS | 325 | 0.9 | ~18 | Rengelink et al., 1997 |
TXS | 365 | ~0.1 | ~200 | Douglas et al., 1996 |
B3 | 408 | 3x5 | 100 | Ficarra et al., 1996 |
WB92 | 1400 | 10x11 | 150 | White & Becker, 1992 |
87GB | 4850 | 3.7 | 25 | Gregory & Condon, 1991 |
GB6 | 4850 | 3.7 | 15 | Gregory et al., 1996 |
PMN | 4850 | 4.2 | 30 | Wright et al., 1996 |
MSL | разл. | разл. | разл. | Dixon, 1970, 1981 |
Чистка спектров производилась программой spg (Верходанов, 1997) по отработанной методике (Верходанов и др., 1997b). При чистке удалялись источники, спектры которых не достигают точек каталога УТР при аппроксимации стандартными кривыми. Поиск предполагаемых кандидатов на отождествление состоял из нескольких шагов:
Проверка правильности построения спектров осуществлялась по ряду низкочастотных каталогов: 6C (151 МГц) (Hales et al., 1988, 1990), 3C, 4C (178 МГц) (Edge et al., 1959; Bennett et al., 1961; Pilkington et al., 1965), а также входящих в MASTER LIST (Dixon, 1970, 1981) каталогов CL (26 МГц) (Viner \& Erickson, 1985), WKB (38 МГц) (Williams et al., 1986), MSH (85 МГц) (Mills et al., 1958, 1960, 1961), которые хотя и не перекрывают все полосы УТР, но показывают высокую эффективность предложенной методики в местах пересечения площадок наблюдения.
После получения отождествлений и, соответственно, более точных
координат была проведена кросс-идентификация с объектами
каталогов NVSS (Condon et al., 1998) и FIRST (White et al., 1997),
основные характеристики которых приводятся
в Таблице 3.2.
Таблица 3.2. Характеристики каталогов, используемых при уточнения координат
Имя | Частота | HPBW(') | Slim(мЯн) | Ссылка |
NVSS | 1400 | 0.75 | 2.5 | Condon et al., 1998 |
FIRST | 1400 | 0.08 | 1 | White et al., 1997 |
По результатам отождествлений с данными этих каталогов удалось не только уточнить координаты, но и выделить мультикомпонентные объекты.
Каталог отождествлений.
По данным отождествлений УТР источников построен каталог
из 2316 объектов (называемый в дальнейшем КАТАЛОГ.1,
и доступный по адресам
http://cats.sao.ru/doc/UTR_ID.html
и
astro-ph/0008431
(Verkhodanov et al., 2000d),
см. список источников первого часа по прямому восхождению
в Приложении 7,
включающий все отождествленные бленды.
Каталог содержит информацию об экваториальных координатах,
спектральных индексах на частотах 365, 1400 и 5000МГц, параметры
аппроксимирующих кривых, признак наличия обнаруженного оптического,
инфракрасного (ИК) или рентгеновского излучения.
При обработке спектров авторы использовали их параметризацию
формулой
lgS(ν) = A + Bx + C f(x),
где S - плотность потока в Ян,
x - логарифм частоты ν в МГц, и
f(x) - одна из следующих функций
exp(-x), exp(x), or x2.
Кроме того, список содержит все отождествленные бленды, а также
соответствующие имена из каталогов
3C (Edge et al., 1959; Bennett et al., 1961),
4C (Pilkington et al., 1965) и
PKS (Otrupcek et al., 1990).
Для трех источников: GR0801-11, GR0930-00 и GR1040-02 не было обнаружено отождествлений внутри описанных выше каталогов. Не получено достаточно уверенного отождествления (присутствует только одна точка из другого каталога с большим выносом из центра тяжести диаграмм УТР) для источников GR0520-08, GR0537-00, GR0629+02 и GR2345+03, что отмечено в приводимом списке.
При построении окончательного списка УТР объектов кроме опубликованных данных (Braude et al., 1978, 1979, 1981, 1985, 1994) использовалась также данные более поздней электронной версии ( http://www.ira.kharkov.ua/UTR2/). В результате в окончательном каталоге дополнительно проведены отождествления для 64 источников электронной версии, отсутствующих в печатной версии, и для 4 источников из опубликованных списков, но отсутствующих в электронной версии. Кроме того, отождествленные источники, называемые разными именами в разных списках, приведены к одним именам по ранней версии каталога.
О статистике радиоисточников.
Поведение спектров источников в декаметровом диапазоне уже исследовалось
Соколовым (1996), который использовал данные УТР каталога, но не учитывал
эффект блендирования, т.е. в предположении, что УТР источник отождествляется
с одним объектом.
Таблица 3.3. Статистика спектров радиоотождествленных декаметровых источников.
Спектральный класс | Вид кривой | число | % |
Прямой спектр | +A+B*X | 898 | 39 |
Выпуклые (C+) | +A±B*X-C*X2 | 184 | 8 |
Вогнутые (C-) | +A-B*X+C*X2 | 1147 | 50 |
±A±B*X+C*EXP(-X) | 77 | 3 |
Для трех источников не найдено отождествлений. Из отождествленных источников 341 получается блендированием двух или более компонент.
Из 546 УТР-источников, отождествляемых c объектами FIRST в поисковом кружке радиусом 60 сек дуги, 374 (68%) имеют многокомпонентную структуру. Под многокомпонентной структурой источников в данном случае мы понимаем наличие в окне данного радиуса нескольких FIRST-источников, что, конечно, подразумевает следующие два эффекта. Во-первых, при такой классификации в многокомпонентные объекты попадают и физически не связанные между собой источники. Во-вторых, среди оставшихся однокомпонентных объектов есть протяженные FIRST-источники с размером больше диаграммы направленности телескопа (т.е. >5 сек дуги). Тем не менее, подобный подход позволяет выделить и/или классифицировать на первом шаге объекты со сложной структурой.
Список источников УТР каталога с уточненными координатами авторы использовали для кросс-идентификации внутри радиуса 10'' с оптическими и смешанными каталогами AGN, MCG, PGC (Paturel et al., 1989), каталогом Диксона (Dixon & Sonneborn, 1980) и другими каталогами базы данных CATS. В результате были найдены отождествления для 575 различных УТР источников, которые можно найти в КАТАЛОГе.2 (см. 3-ий час в Приложении 8, полный список в работе (Verkhodanov et al., 2000d)). Заметим, что полученный список основан только на информации, содержащийся в CATS. Результирующий список представляет 32% всего УТР каталога против 19% опубликованных в оригинальных работах.
Заметим, что для малого числа объектов, особенно очень протяженных источников возле Галактической плоскости подобно остаткам сверхновых или HII областей, в каталогах дискретных объектов существуют естественные ограничения и полученные координатные оценки могут быть не верными. Примером такого объекта является GR1901+05, который соответствует очень протяженному остатку сверхновой 3C396. Для таких объектов необходимо расширить радиус окна оптического отождествления и исследовать радиоизлучения на больших масштабах, например, с использованием карт, полученных на одиночных зеркалах, чтобы получить правильное оптическое отождествление.
Отметим, что практически все объекты, отождествленные с оптическими каталогами, попадают в список AGN (Veron-Cetty, Veron, 2001). Несколько источников отождествилось с объектами каталога ярких галактик PGC (Paturel et al., 1989). Для поиска возможных существующих отождествлений объектов авторы также использовали систему APM (Irwin, 1998).
Была проведена кросс-идентификация с объектами каталогов рентгеновского спутника ROSAT и инфракрасного спутника IRAS.
В рентгеновском диапазоне искалось наличие излучения в окне радиусом 90'' среди каталогов 1WGA (White et al., 1994), EIN2S (Moran et al., 1996), EMSS (Gioia et al., 1990; Stocke et al., 1991), RGN (Neumann et al, 1994), ROSAT (Voges et al., 1994). Рентгеновское излучение обнаружено у 146 кандидатов, в большинстве отождествляемых с активными галактическими ядрами. Списки источников, имеющих рентгеновское излучение, приведены в таблице в Приложения 7 (см. также работу (Verkhodanov et al., 2000d)).
В инфракрасном диапазоне отождествления искались среди каталогов HII_H (Hughes, Macleod, 1989), HII_I (Codella et al., 1994), IFSC (Moshir, 1989), IPSC (IRAS group, 1987), IRSSS (Helou, Walker, 1985), ISSC (Kleinmann et al., 1986). С учетом приводимых ошибок координат ИК источников, которые значительно больше, чем ошибки в оптике, мы выбрали радиус окна отождествления 60'' для радио-ИК корреляции. Найдено 39 кандидатов на отождествление для УТР объектов. Некоторые из этих источников связаны с HII областями, некоторые - с активными ядрами.
Мы имеем 3 сравнительно уверенных отождествления УТР источников с HII областями: GR0238+58, GR0704-12 и GR1901+05. Присутствие декаметровых источников в HII областях, в которых обычно имеется ``завал'' на низких частотах из-за эффектов распространения волн в межгалактической плазме (а именно, из-за теплового поглощения в межзвездной среде), может быть обусловлено проявлением контраста на границе самих областей на фоне нетеплового излучения Галактики. Это было обнаружено, например, Касуелом в 1976г. (Caswell, 1976) как понижение уровня (появление провалов в распределении фона) низкочастотного излучения на частоте 10МГц в обзоре Северного неба на Пентиктонском телескопе. Тем не менее, как было показано Тэйлором и др. (Taylor et al., 1996), на частоте 327МГц существует маленький процент источников, ассоциируемых с HII областями, у которых спектральный индекс отрицательный, а для нескольких даже α<-1. Хотя Тэйлор и др. не обсуждают причину такого крутого спектра, тем не менее возможно и наложение объектов разной природы. В нашем случае по форме радиоспектра мы уверенно можем сказать, что декаметровый ``источник'' обнаруживается в области HII на контрасте с галактическим фоном только для GR1901+05. Для двух других HII областей этого с уверенностью сказать нельзя. Списки инфракрасных отождествлений приведены в Приложении 9.
Источники с ультракрутыми спектрами. Класс радиоисточников с крутыми спектрами активно исследуется несколькими группами (Parijskij et al., 1996a; Roettgering et al., 1997; McCarthy et al., 1997) в основном потому, что среди них большой процент объектов отождествляется с далекими радиогалактиками, которые позволяют исследовать раннюю Вселенную и могут являться индикаторами протоскоплений (Djorgovski, 1987). Важной особенностью исследуемого каталога является наличие декаметровых точек в спектре источников, что является хорошим дополнением списков источников с крутыми спектрами (De Breuck et al., 2000).
Как видно из распределения спектральных индексов (Рис.3.4), довольно большая часть объектов имеет крутой спектр на всех трех частотах. Чтобы отобрать список источников - кандидатов в далекие объекты, мы сделали селекцию (Andernach et al., 1999) по спектральным индексам с показателем α≤-1.2, условием линейного спектра (тип S) и наличием протяженной структуры в FIRST каталоге.
Из всех 2314 источников каталога, для которых существуют радиоотождествления, 422 источника типа S имеют очень крутой спектр (VSS: ``very steep spectrum'') (α≤-1.0), а для данной работы мы отобрали подвыборку из 102 объектов с ультракрутыми спектрами (USS: ``ultra-steep spectrum'') (α≤-1.2). Из этой подвыборки мы нашли 30 FIRST источников для 23 УТР объектов, которые сведены в в Приложении 10. В первом столбце приведены имена УТР источников и бленд, которые помечены символами ID2 и ID3, как и в основном списке радиоотождествлений КАТАЛОГа.1.
Среди приведенных FIRST источников только один (GR1527+51 (ID2)) не разрешается и выглядит точечным при диаграмме направленности FIRST ~5''. (т.е. он имеет большую и малую оси <2''), в то время как все остальные объекты имеют многокомпонентную или протяженную структуру. Мы проверили также структуру объектов с более низким разрешением на той же частоте (1.4ГГц) в обзоре NVSS. Подтверждается, что чем сложнее источник, тем выше отношение плотностей потоков NVSS/FIRST.
Среди объектов таблицы в Приложения 10 обнаружены 3 отождествления в базе данных NASA NED. Источник со сложной структурой GR0135-08 связан с галактикой MCG-02-05-020 с красным смещением z=0.041. GR1214-03 является LCRS QSO на z=0.184, и GR1243+04 - радиогалактика (4C+03.24) на z=3.57. Исследование изображений объектов продолжается с помощью изображений Цифрового Обзора Неба (DSS2), доступного через домашнюю страницу Института Космического Телескопа, США ( http://archive.stsci.edu/dss/).
Статистический анализ VLA карт декаметровых источников.
Для большинства УТР источников (97%) получены отождествления с
объектами обзора NVSS (Condon et al., 1998)
(всего 2253 отождествления).
Для всех объектов УТР с δ>28° (1143 объектов) мы искали
отождествления в обзоре FIRST.
Среди FIRST и NVSS источников из площадки отождествления радиусом 60''
около положения декаметрового источника
разрешаются на компоненты
552 источника из NVSS (диаграмма направленности 45'') и 988 из
FIRST (5'').
Таблица 3.4. Параметры выборок из УТР и VLA каталогов
по плотности потока в мЯн: минимальный, медианный и максимальный
в зависимости от ранга спектральных индексов.
N - число объектов.
Ранг | FIRST | NVSS | ||||||
N | min | med | max | N | min | med | max | |
-0.9÷-1.0 | 88 | 1.2 | 514 | 1710 | 183 | 4.2 | 574 | 3902 |
-1.0÷-1.1 | 93 | 3.6 | 363 | 875 | 168 | 5.7 | 365 | 1322 |
<-1.1 | 75 | 29 | 193 | 650 | 185 | 3.3 | 212 | 796 |
Таблица 3.5. Параметры выборок из УТР и VLA каталогов
по размерам объектов в секундах дуги: минимальный,
медианный и максимальный в зависимости от ранга спектральных
индексов.
Ранг | FIRST | NVSS | ||||
min | med | max | min | med | max | |
-0.9÷-1.0 | 0.7 | 26 | 133 | <13 | 24 | 127 |
-1.0÷-1.1 | 1.0 | 19 | 139 | <15 | 22 | 130 |
<-1.1 | 2.9 | 12 | 122 | <14 | 17 | 127 |
Верхние и нижние границы в обеих таблицах определяются чисто селекционными
эффектами.
Интересным фактом является то, что медианная величина размера источника
уменьшается с уменьшением спектрального индекса α
(S~να),
но колеблется в пределах 10÷30''.
Несмотря на это, корреляции ``спектральный индекс - размер источника''
для полных подвыборок FIRST и NVSS не обнаружено. Отсутствие корреляции
в полных подвыборках связано с относительно большим разбросом
значений, создающим ``облако точек'' на плоскости.
Медианное значение m1/2 показывает,
что попадание точки в интервалы с
большим или меньшим значением, чем m1/2,
имеет равные вероятности.
Зависимость этой величины от спектрального индекса говорит об изменении
этой границы и, в принципе, может предполагать наличие некоторой зависимости,
однако, по результатам анализа распределений всей подвыборки авторы относятся
к такому выводу с осторожностью.
Заключение
Показано, что наш итеративный метод радиоотождествлений
и кросс-идентификации с данными текущего декаметрового каталога
работает как первый шаг при оптическом отождествлении радиоисточников
из каталогов, составленных по наблюдениям с широкой
диаграммой направленности.
Мы получили каталог 2316 радиоисточников, представляющих 1822 УТР объектов. Отсюда следует, что по крайней мере 395 УТР источников имеют более, чем одно отождествление дающее значимый вклад в декаметровый поток. Мы нашли радиотождествления на более высоких, чем декаметровые, длинах волн для всех, кроме трех УТР источников. Это значительно больший процент радиоотождествлений, чем 93%, фигурирующие в оригинальных публикациях по УТР каталогу, или 83% - в его электронной версии.
С помощью кросс-идентификации с оптическими каталогами было увеличено количество оптических отождествлений с 19% в оригинальных публикациях по УТР объектам до 32% в настоящей публикации. Были также найдены вероятные отождествления УТР источников в ИК и рентгеновском диапазонах, и построена подвыборка из 38 источников с ультракрутыми (α≤-1.2) спектрами, для которых имеются ассоциации с объектами каталога FIRST.
Обнаружено, что медианная величина размера источника для объектов с крутыми спектрами (α<-0.9) уменьшается с уменьшением спектрального индекса α, но остается в пределах 10÷30''. Заметной корреляции ``спектральный индекс - размер источника'' не обнаружено.
Мы задались целью исследовать объекты возле IRAS источников как галактические, так и внегалактические, имеющие прежде всего низкочастотное радиоизлучение, что помогло бы выделить инфракрасные объекты с крутыми радиоспектрами, AGN и активные галактические объекты. Кроме того, наличие в базе данных CATS большого числа разнодиапазонных каталогов, могло бы помочь подробнее изучить свойства полученной выборки.
Итоговый каталог радиоисточников PSC, FSC и SSC отождествлений, содержащий 715 объектов (Verkhodanov & Trushkin, 2000), получен с окном отождествления радиусом 60'' и включает все объекты, попадающие в указанную зону с учетом ошибок координат, что несколько увеличивает расстояния между центрами тяжести.
Для данного исследования мы построили 2 выборки
(Верходанов и др., 2001a)
из общего списка:
1) объекты, у которых положение центров тяжести
инфракрасного и радиоисточников не больше 3'' (и отношение
правдоподобия отождествления превышает 1 (de Ruiter et al., 1977))
и спектральный индекс
в радиодиапазоне, вычисленный по данным базы данных CATS,
круче -0.85 (S~να) и
2) объекты,
у которых радиоисточник
имеет кандидата на отождествление на цифровом Паломарском обзоре неба
(DSS2) (Верходанов и др., 2003c).
Радиоданные.
Исследование первой выборки проводилось в радиодиапазоне
на радиотелескопе РАТАН-600
Специальной астрофизической обсерватории.
Список объектов и количество наблюдений каждого
источника приведены в Таблице 3.6.
Таблица 3.6. Список объектов с крутыми спектрами, наблюдавшихся на РАТАН-600. В колонках приведены имена в каталогах обзоров Texas на 365МГц IRAS, а также экваториальные координаты радиоисточников и количество проведенных наблюдений. Из работы Верходанова и др. (2003c).
TXS имя | IRAS имя | RA(2000.0) | Dec(2000.0) | Nobs |
B0031-057 | F00318-0543 | 00 34 25.766 | -05 26 53.77 | 8 |
B0148+223 | F01484+2220 | 01 51 14.821 | +22 34 54.79 | 11 |
B0204+099 | F02044+0957 | 02 07 06.321 | +10 11 47.77 | 11 |
B0235+072 | 02358+0712 | 02 38 29.889 | +07 26 25.73 | 8 |
B0243+128 | F02435+1253 | 02 46 16.329 | +13 05 46.59 | 3 |
B0356+121 | 03561+1207 | 03 58 51.236 | +12 15 56.82 | 11 |
B0519-056 | 05192-0524 | 05 21 41.988 | -05 21 44.47 | 12 |
B0607+022 | 06074+0218 | 06 09 58.997 | +02 17 27.44 | 12 |
B0649-303 | 06492-3021 | 06 51 09.708 | -30 24 51.50 | 12 |
B0713+247 | F07130+2445 | 07 16 05.856 | +24 40 08.33 | 12 |
B1418-308 | 14189-3050 | 14 21 55.515 | -31 04 26.85 | 11 |
B1651-098 | F16516-0948 | 16 54 24.545 | -09 53 19.98 | 11 |
B1938+187 | 19384+1843 | 19 40 45.127 | +18 51 04.56 | 2 |
B2033-047 | F20337-0447 | 20 36 23.558 | -04 37 16.16 | 5 |
B2123-292 | F21237-2913 | 21 26 40.102 | -29 01 06.00 | 11 |
B2144-137 | F21443-1346 | 21 47 04.600 | -13 32 11.65 | 11 |
B2338+030 | F23389+0300 | 23 41 30.353 | +03 17 26.65 | 10 |
Таблица 3.7. Плотности потоков радиоисточников по наблюдениям на РАТАН-600 и спектральные индексы α некоторых объектов в радиодиапазоне, полученные по данным наблюдений на РАТАН-600 с привлечением данных других радиокаталогов базы данных CATS. Из работы Верходанова и др. (2003c).
name | S(1.38см) | S(2.7см) | S(3.9см) | S(7.6см) | S(13см) | S(31см) | α |
мЯн | мЯн | мЯн | мЯн | мЯн | мЯн | ||
B0031-057 | <35 | <110 | <25 | 54±9 | 72±17 | 202±64 | -0.95 |
B0148+223 | <23 | <20 | <15 | 27±4 | 41±11 | 289±60 | -1.02 |
B0204+099 | <31 | <24 | 29±6 | 25±4 | 32±12 | 133±36 | -0.94 |
B0235+072 | <32 | <24 | <19 | 21±5 | 45±15 | 224±47 | -1.11 |
B0243+128 | <45 | <27 | <30 | 46±7 | 92±23 | <180 | -0.80 |
B0356+121 | <31 | <12 | <15 | 19±3 | 27±11 | <250 | -1.24 |
B0519-056 | <35 | <40 | <18 | 32±7 | 78±13 | 351±31 | -1.16 |
B0607+022 | <27 | 22±6 | 26±6 | 50±4 | 139±12 | 293±44 | -1.16 |
B0649-303 | <26 | <17 | 14±8 | <40 | 13±13 | <160 | -1.06 |
B0713+247 | <24 | <8 | 15±5 | 23±3 | 44±09 | 262±49 | -1.09 |
B1418-308 | <38 | <21 | 42±9 | 127±6 | 327±16 | 916±34 | -1.27 |
B1651-098 | <35 | 1±11 | 14±8 | 26±7 | 70±14 | 227±45 | -0.96 |
B1938+187 | <50 | <31 | <27 | 39±8 | 60±25 | <300 | -1.03 |
B2033-047 | <56 | <44 | 13±10 | 42±8 | 47±22 | <220 | -1.13 |
B2123-292 | <33 | 43±8 | 63±8 | 195±6 | 397±16 | 910±34 | -1.14 |
B2144-137 | <35 | <22 | <19±7 | 25±6 | 44±14 | 129±38 | -1.07 |
B2338+030 | <27 | 66±7 | 99±7 | 286±5 | 525±14 | 1349±49 | -1.01 |
![]() |
Рис.3.6. Радио и инфракрасные спектры некоторых объектов каталога IRAS-Texas по данным наблюдений на РАТАН-600 и базы данных CATS. Заштрихованные кружки - данные наблюдений на РАТАН-600. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
С использованием радионаблюдений и данных CATS были построены спектры (Рис.3.6) 17 объектов. Спектральный индекс определялся путем аппроксимации спектра прямой типа y=A+αx, где x - логарифм частоты в МГц, y - плотность потока в Ян, α - спектральный индекс, A - коэффициент. Результаты анализа спектра показали, что объект TXSB0031-057 имеет более плоский спектр, чем предполагалось до наблюдений (было: α=-3.3, на самом деле: α=-0.95), а для других изменился незначительно. При построении первоначального спектра источника B0031-057 по двум точкам Texas (365 МГц) и NVSS (1400 МГц), по-видимому, произошла недооценка потока в каталоге NVSS. Новые спектральные индексы также приведены в Табл.3.7.
Оптические наблюдения.
Для исследования в оптике мы отобрали объекты c радиусом отождествления
источников IRAS-Texas не больше 3'', которые имеют вероятные
отождествления с объектами Паломарского Атласа ярче 19m
на E-пластинке.
Всего было отобрано 9 объектов. Три объекта данной подвыборки
B0031-057, 0204+099, B2144-137 имеют крутые спектры и по правилам
отбора вошли также и в первую подвыборку. Список объектов с кандидатами
на оптическое отождествление приводится в Таблице 3.8.
Таблица 3.8. Список объектов,
кандидатов на оптическое отождествление.
Координаты из каталога USNO-2 помечены соответствующей меткой.
TXS имя | IRAS имя | TXS координаты | комп | Оптические координаты |
RA+Dec (2000.0) | RA+Dec (2000.0) | |||
B0031-057 | F00318-0543 | 003425.77-052653.8 | 003424.96-052646.6 (USNO) | |
B0117+248 | F01173+2448 | 012006.65+250417.6 | A | 012006.78+250416.5 |
B | 012006.36+250405.9 | |||
B0204+099 | F02044+0957 | 020706.32+101147.8 | A | 020706.09+101147.4 (USNO) |
B | 020706.24+101146.7 (USNO) | |||
C | 020706.38+101133.5 (USNO) | |||
D | 020706.67+101137.8 (USNO) | |||
E | 020708.50+101117.9 (USNO) | |||
B0441+298 | 04411+2951 | 044414.96+295716.3 | 044414.09+295705.8 | |
B2009+144 | 20089+1427 | 201120.12+143653.8 | 201119.44+143649.5 (USNO) | |
B2130-074 | F21309-0726 | 213333.26-071250.0 | 213333.33-071248.9 | |
B2144-137 | F21443-1346 | 214704.60-133211.6 | 214704.39-133210.6 (USNO) | |
B2152-289 | F21527-2856 | 215537.88-284208.2 | A | 215538.10-284206.0 |
B | ||||
B2332+399 | F23320+3957 | 233434.38+401324.2 | 233434.71+401327.2 |
В Таблице приведены координаты радиоисточников и кандидатов на оптическое отождествление с дополнительными компонентами. Оптические координаты получены из обзора DSS2 или данным каталога USNO-2.
![]() |
Рис.3.7. Континуальные радиоспектры некоторых объектов кросс-списка IRAS-Texas, имеющих кандидаты на отождествление на DSS2. Спектры построены по данными выборки из каталогов базы данных CATS. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
![]() ![]() ![]() ![]() |
Рис.3.9. Увеличенные изображения некоторых сложных объектов предыдущего рисунка. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
На Рис.3.8 приводятся карточки отождествлений исследуемых источников на цифровом Паломарском обзоре неба (DSS2). На Рис.3.9 выведены увеличенные изображения сложных объектов: TXSB0031-057, TXSB0117+248, TXS0204+099, TXSB2130-074.
Оптические спектральные наблюдения проводились в октябре-ноябре 1999г.
на 2.1м телескопе
обсерватории им. Гуиллермо Харо в Кананеа
(Guillermo Haro Observatory, Cananea, Мексика)
Института Астрофизики, Оптики и Электроники (INAOE).
В наблюдениях использовался спектрограф LFOSC
(Faint Object Spectrograph and Camera) (Zickgraf et al., 1977)
в диапазоне 4000-9000Å с результирующим разрешением 16Å.
Обработка проводилась в пакете IRAF и включала вычисление поправок
за байес, плоское поле, чистку от космических частиц, линеаризацию
шкалы длин волн и привязку потоков.
На Рис. 3.10 построены спектры исследуемых объектов.
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Рис.3.10. Спектры объектов - кандидатов на отождествление, полученные на спектрографе 2.1м телескопа обсерватории им. Гуилермо Харо. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
Ниже приводятся комментарии по каждому объекту.
Объект IRAS F02044+0957 (B0204+099) ниже обсуждается отдельно.
Объект B0031-057.
Радиоспектр крутой. Форма спектра описывается прямой
y=2.128-0.951x, где x - логарифм частоты в МГц,
y - логарифм плотности потока в Ян.
DSS изображение кандидата показывает линзовидную галактику, для которой
каталог USNO-2 дает звездные величины B=17m.0 и
R=15m.6.
На оптическом спектре наблюдается Hα. [SII] 6731/6717 не разрешена.
z=0.069. Объект содержится в базе данных NED, которая дает
z=0.067.
Объект B0117+248.
Радиоспектр описывается прямой y=1.531-0.776x.
У источника исследовались 2 компонента (см. Таблицу 3.8):
(A) - звездообразный объект, (B) - скорее всего
взаимодействующие
галактики (система типа NGC4038-NGC4039 или VV21).
Оптические спектры наблюдались у обоих компонентов.
(A) имеет спектр QSO с z=1.616, Отождествляемые линии
MgII: l0=2798, lobs=7323 и
C[III]: l0=1909, lobs=4992.
Компонент (B): галактика с эмиссионными линиями
(ELG), имеет красное смещение z=0.115, определяемое по линиям
Hα: l0=6563, lobs=7320;
[SII]: lobs=7501.
Скорее всего за инфракрасный источник ответственен компонент B.
Радиоисточник может быть связан как с QSO (A),
так и с парой взаимодействующих галактик (B),
либо быть суперпозицией двух линейных спектров от обоих объектов.
Объект B0441+298.
Радиоспектр описывается прямой y=2.418-0.951x.
Кандидат на отождествление на DSS2 выглядит как звездоподобный объект.
В оптическом спектре линий нет.
Возможно, что B0441+298 является объектом типа BL Lac.
Объект B2009+144.
Радиоспектр описывается прямой y=1.052-0.597x.
Кандидат на отождествление на DSS2 выглядит как звездоподобный объект.
Звездные величины по каталогу USNO-2 соответственно B=17m.1 и
R=16m.7.
Спектроскопия показывает звездный спектр
с линиями Hβ, Hα.
Объект B2130-074.
Радиоспектр описывается прямой y=1.771-0.783x.
Кандидат на отождествление на DSS2 выглядит как спиральная галактика
с ярким балджем (см. Рис. 3.9).
Звездные величины по каталогу USNO-2 соответственно
B=16m.0 и R=14m.4.
Спектр галактики содержит эмиссионные линии (и относит ее к типу ELG)
Hβ: l0=4861, lobs=5277,
[OIII]: l0=4959, lobs=5385,
[OIII]: l0=5007, lobs=5438,
Hα: l0=6563, lobs=7300,
[SII]: lobs=7300,
соответствующие красному смещению z=0.086.
Объект B2144-137.
Радиоспектр описывается прямой y=2.499-1.137x.
Оптическое изображение показывает протяженный объект со слабым компонентом,
что может являться следствием взаимодействия.
Звездные величины по каталогу USNO-2 соответственно
B=18m.2 и R=17m.8.
Красное смещение z=0.143, полученное по линиям
Hβ: l0=4861, lobs=5562;
[OIII]: l0=5007, lobs=5715;
Hα: l0=6563, lobs=7497;
[SII]: lobs=7675.
Объект B2152-289.
Радиоспектр описывается параболой y=-0.752+0.593x-0.161x2.
DSS изображение показывает 2 объекта со звездными величинами:
B=17m.7 и R=17m.4 у A и
B=18m.6 и R=17m.9 у B
по данным USNO-2.
Спектроскопия дает для (A):
тип ELG и красное смещение z=0.232, полученное по линиям
Hγ: l0=4340,lobs=5342 (абсорбция);
Hβ: l0=4861,lobs=5986 (абсорбция);
[OIII]: l0=4959,lobs=6109;
[OIII]: l0=5007,lobs=6167;
Hα: l0=6563,lobs=8088;
[SII]: lobs=8278);
для компонента (B) наблюдается эмиссия, возможно от A компонента
(с тем же z=0.232).
Объект B2332+399.
Радиоспектр описывается параболой y=-3.375+2.563x-0.545x2.
Спектроскопия показывает спектр звезды (Hβ, MgI, NaI и Hα).
Инфракрасным источником, по-видимому, является находящаяся рядом звезда
SAO (USNO 1275.18492757) класса A0, имеющая величину
R=5m.6.
IRAS F02044+0957 - пара взаимодействующих галактик.
Источник IRAS F02044+0957 (TXSB0204+099)
является наиболее изученным нами в данной выборке
(Verkhodanov et al., 2001b; Chavushyan et al., 2005).
Он был отобран как яркий объект базы данных APM, отождествляемый
с радиоисточником с крутым спектром и не входящий ни в один из известных
каталогов. Обзор DSS2 позволил разрешить его на 4 компонента (Рис.\,3.9),
2 из которых (A и B), как оказалось после спектроскопии (см. Таблицу 3.9),
являются
взаимодействующими галактиками (A - LINER, B - HII galaxy; z=0.093),
компонент D является звездой класса G, а компонент C - галактикой
с эмиссиоными линиями (z=0.186), не связанной c этой парой.
Данные по наблюдаемым линиям приведены в Таблице 3.9 (см. также Рис. 3.11,
3.12).
Относительные интенсивности, исправленные за покраснение, нормализованы на
поток в Hβ. Ошибка отношения интенсивностей для всех эмиссионных
линий, приводимых здесь, меньше 30%, что соответствует
ошибке около 0.1 в единицах логарифма отношений интенсивностей.
Данные для относительных потоков компонентов C и E
не приводятся, т.к.
не удается значимо вычислить коэффициент покраснения.
В случае объекта C присутствует эмиссионная линия Hα, а
Hβ - в абсорбции. У объекта E Hβ наблюдается в эмиссии, но
сильно подавлена шумом континуума.
Таблица 3.9. Логарифмы наблюдаемых и скорректированных за покраснение отношений эмиссионных линий к потоку в Hβ для компонентов IRAS F02044+0957.
Комп. | z | c(Hβ) | EW(Hβ) | [OIII] | [OI] | [NII] | [SII] |
(Å) | λ5007 | λ6300 | λ6583 | λλ(6717+6731) | |||
A | 0.093 | 1.377 | 19 | 0.26 | -0.13 | 0.30 | 0.23 |
B | 0.094 | 0.645 | 11 | 0.31 | - | -0.30 | -0.09 |
C | 0.186 | - | - | - | - | - | - |
E | 0.094 | - | - | - | - | - | - |
![]() |
Рис.3.11. Спектры галактик в области IRAS F02044+0957. Оптические спектры объектов A, B, C и E в области IRAS F02044+0957. Теллурические полосы на длинах волн λ6867, λ7186 и λ7594 не вычитались. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
![]() |
Рис.3.12. Спектр звезды класса G (компонент D) в области IRAS F02044+0957. Рисунок опубликован в работе (Верходанов и др., 2003c). |
CATS имеет простую организацию, основанную на иерархической структуре хранения и описания данных и программ-функций CATS, и не требует коммерческих продуктов СУБД. Она позволяет выполнять процедуры выборки и отождествления источников среди разнообразных списков объектов. Имеются широкие возможности доступа, наиболее используемые из которых поддерживаются протоколами FTP, SMTP и HTTP.
Для астрофизических исследований БД предоставляет не только точные положения радиоисточников и характеристики континуальных радиоспектров, но также возможность изучать статистические свойства объектов. Подобные исследования были проведены при отождествлении декаметровых (12-25 МГц) УТР радиоисточников, имеющих большие боксы ошибок. Кроме точных координат, были получены списки источников с ультракрутыми радиоспектрами, представляющими независимый интерес при исследовании далеких радиогалактик. Для ряда объектов были найдены оптические, инфракрасные и рентгеновские отождествления. Обнаружено, что медианная величина размера источника для объектов с крутыми спектрами (α<-0.9) уменьшается с уменьшением спектрального индекса α, но остается в пределах 10÷30''.
С помощью внутренней кросс-идентификации каталогов различных диапазонов длин волн (а именно, инфракрасных IRAS каталогов и Техасского низкочастотного радиокаталога) были получены списки объектов для дополнительных исследований в радио и оптическом диапазонах. Для отобранных объектов на РАТАН-600 были проведены наблюдения для уточнения континуальных радиоспектров, и для некоторых объектов были сняты оптические спектры на спектрографе 2.1м телескопа обсерватории им. Гуилермо Харо в Кананеа. Среди объектов, являющихся кандидатами на отождествление, были обнаружены QSO, взаимодействующие галактики, инфракрасная галактика, 2 галактики с эмиссионными линиями, кандидат в объект типа BL Lac и 2 звезды. Результаты отождествлений показали, что примерно треть объектов из предложенной подвыборки являются взаимодействующими галактиками.
База данных CATS продолжает широко использоваться в радиоастрономических исследованиях на РАТАН-600, для получения первичных отождествлений с высокоточными каталогами VLA NVSS и FIRST, и селекции источников по спектральному индексу, что широко используется при отождествлении внегалактических источников, например, при исследовании групп галактик (Tovmassian et al., 1999) или расширении выборок квазаров (Chavushyan et al., 2001), объектов с континуальными спектрами (Балаян, Верходанов, 2004).
CATS продолжает пополняться новыми каталогами и развивается в рамках единой интегральной системы, объединяющей сразу несколько информационно-вычислительных ресурсов, представленных в данной работе (Верходанов и др., 2001b; Verkhodanov et al., 2001c; Verkhodanov, Trushkin, 2001).
Начало | Введение | Глава 2 | Глава 3 | Глава 4 | Глава 5 | Глава 6 | Библиография | Приложения |
Назад | Дальше... |