Цикл работ "Исследование космического рентгеновского фона и локальной

популяции активных галактик по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ"

 

Авторы: Сазонов С.Ю., Вихлинин А., Гребенев С.А., Кривонос Р., Мольков

А., Ревнивцев М.Г., Сюняев Р.А., Чуразов Е.М.

 

В ядрах большинства галактик находятся черные дыры массой порядка

миллионов или миллиардов масс Солнца. Аккреционный рост таких массивных

черных дыр сопровождается выделением большого количества энергии в виде

излучения. Вблизи от нас такие объекты наблюдаются в виде сейфертовских

галактик, а в дальней Вселенной - в виде квазаров. Считается, что

аккрецирующие массивные черные дыры вносят основной вклад в

космический рентгеновский фон - излучение, пронизывающее со всех

направлений космическое пространство вокруг нас.

 

В стандартном рентгеновском диапазоне (на энергиях ниже 10 кэВ)

глубокие обзоры, выполненные с помощью таких телескопов как XMM

им. Ньютона и Chandra, позволили разрешить уже около 80% фона на

отдельные источники - активные ядра галактик (АЯГ). Это однако не

доказывает, что основной жесткий рентгеновский фон, пик

энергетического спектра которого приходится примерно на 30 кэВ,

состоит именно из таких объектов. К сожалению, даже чувствительность

лучших на сегодня жестких рентгеновских детекторов, установленных на

обсерватории ИНТЕГРАЛ, на несколько порядков хуже чувствительности

телескопов, работающих в стандартном рентгеновском диапазоне. Поэтому

целью данной работы было выяснение природы жесткого рентгеновского

фона по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ с помощью методов, не

предполагающих прямое разрешение фона на отдельные источники.

 

Во-первых, значительная часть российской квоты наблюдательного времени

обсерватории ИНТЕГРАЛ была потрачена на то, чтобы построить карту всего неба в

диапазоне энергий 17-60 кэВ. В результате были обнаружены и

отождествленны более 130 источников в ядрах близких

галактик, которые составили репрезентативную выборку близких

АЯГ. Больше половины подборки составили АЯГ второго типа, которые

характеризуются значительным фотопоглощением внутри источника вдоль луча

зрения. Такие объекты не могут быть обнаружены в мягких рентгеновских

обзорах. По данным обзора было изучено распределение близких АЯГ по

жесткой рентгеновской светимости, а также показано, что доля объектов

второго типа высока (~70%) среди АЯГ с относительно малой светимостью

и низка (~25%) среди АЯГ с большей светимостью.

 

Во-вторых, была выполнена уникальная программа длительных (нескольких

дней) наблюдений земного диска обсерваторией ИНТЕГРАЛ с целью

измерения потока рентгеновского фонового излучения в широком диапазоне энергий

3-150 кэВ. При этом Земля использовалась как экран, закрыващий от нас излучение

далеких источников, составляющих фон. Эта задача оказалось

нетривиальной, так как Земля сама является источником жесткого

рентгеновского излучения, возникающего при взаимодействии космических

лучей с атмосферой Земли. Поэтому для оценки вклада этого излучения в

наблюдаемый сигнал были проведены вычисления методом Монте-Карло с

использованием недавних измерений потока космических лучей

вблизи Земли, а также с учетом модуляции этого потока магнитным

полем Земли. В результате удалось уточнить поток космического

рентгеновского фона по сравнению с предыдущими измерениями, в том

числе по данным обсерватории HEAO1.

 

Наконец, было показано, что измеренный поток космического рентгеновского фона и

исследованные статистические свойства локальной популяции АЯГ

подтверждают правильность общепринятой гипотезы о том, что жесткий

рентгеновский фон представляет собой суммарное излучение АЯГ. Более

того, были получены ограничения на эволюцию АЯГ начиная с

ранних эпох Вселенной (на красных смещениях z~1.5) по настоящее время

(z=0). Выяснилось, что по мере того, как популяция АЯГ

эволюционировала в сторону уменьшения светимости (от мощных квазаров к

относительно слабым сейвертовским галактикам), о чем известно из глубоких

рентгеновских обзоров, такие ключевые свойства, как соотношение АЯГ

первого и второго типа, а также форма жесткого рентгеновского спектра АЯГ,

по всей видимости, практически не менялись. Эти результаты теперь потребуют

осмысления, в том числе в рамках теории объединения АЯГ.

 

Список литературы:

 

1) Churazov E., Sunyaev R., Revnivtsev M., Sazonov S., Molkov S.,

Grebenev S. et al.

"INTEGRAL observations of the cosmic X-ray background in the 5-100 keV

range via occultation by the Earth"

2007 Astronomy and Astrophysics 467, 529

 

2) Sazonov S., Churazov E., Sunyaev R., Revnivtsev M.

"Hard X-ray emission of the Earth's atmosphere: Monte Carlo

simulations"

2007 Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 377, 1726

 

3) Sazonov S., Revnivtsev M., Krivonos R., Churazov E., Sunyaev R.

"Hard X-ray luminosity function and absorption distribution of nearby

AGN: INTEGRAL all-sky survey"

2007 Astronomy and Astrophysics 462, 57

 

4) Sazonov S., Churazov E., Revnivtsev M., Vikhlinin A., Sunyaev R.

"Identification of 8 INTEGRAL hard X-ray sources with Chandra"

2005 Astronomy and Astrophysics 444, L37