Мазер туралы түсінік. Су мазерлерінің қасиеттері
Австралиялық телескоп ыкшамды кешен 22 ГГц су өткелiнде 379 мазерлер үшiн доғалық секундпен орнығу позицияларын өлшеуге қолданған. Бақылаулардың негiзгi мақсаттары Оңтүстiк галактикалық жазықтықтағы жұлдыз қалыптасатын аймақтармен (ЖҚА) байланысқан 202 OH мазерлерiнiң алуан-түрi болған. Екiншi дәуiрде осы мақсаттардың көпшiлiгi қайта бақыланып, метанол мазерлерiнiң жаңа мақсаттары қосылған. Хабарланған су мазерлерiнiң көпшiлiгi — көп жылдар бұрын жүргiзiлген Парклс радиотелескоп бақылаулардан алынған белгiсiздiгi 10 доғалық секундтан асатын позицияда хабарланған жаңа ашылымдар мен басқалар болып табылады. Мазерлердiң түрлiлiгi жиi кездерде ұлғаймалы, екi онжылдық бұрын ашылған бiрнеше ерекшелiктерi осыларған сәйкес келедi. Бiздiң ағымдағы бақылауларымыз iшiнде бiр жыл өтпей спектрлер жиi ұқсассыз, бiрақ позициялары соңғы дәуiрде, тiптi аздап ғана басқаша ерекшелiктер үшiн өлшенген кезде, көп кездерде алғашқыда өлшенген анықталған мазер орнына сәйкес, бiрнеше доғалық секундты мазер орнының кәдiмгi бөлшегiнде өлшенген кезде ұқсассыз болып табылады. Нақты су позициялары OH мазерлер орындарының су мазер эмиссияларымен соқтығысын көрсететiн шамамен 79 (202-ден 160) пайызын көрсетедi, осы статистика үшiн ең жақсы өлшем алынған; дегенiмен мұндағы OH мақсатының шегiнiсiн көрсететiн қосымша су орындары болған көптеген жағдайлар болып тұр, сонымен су мазерлерiнiң жартысынан кем емес бөлiгi 1665 МГц нөлдiк қалыпты OH мазер әрiстесiмен соқтығысуда. Бiздiң метанол мақсаттарының аздап ғана бiркелкi үлгiмiз су мазерлерiмен олапрдын деген байланысын толығымен зерттеуге сәйкес емес, бiрақ бiздiң үш түрлi ең жоғары деңгейлi эмиссияның жылдамдығы арасындағы ерекшелiктердi ашуға және жүйелiк айналымдардың су мазер жоғары деңгейiмен көрсетiлетiн кәдiмдi үлкен ауытқуларын анықтауға шамамыз бар. Екi немесе үш шоғырлар анық және орындарға жақын орналасқан, әрқайсысы бiр немесе бiрнеше жиi кездесетiн негiзгi молекулалық мазерлiк өткелдердi көрсетедi. Сондай-ақ бiз осы кейбiр орындарға жақын орналасқан ультраықшам HII аймақтарын анықтағанымыз туралы хабарлаймыз.Spitzer Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) тiзiмдемесiнiң IR көздерiмен өзара байланыстардың зерттеуiмен бiрге қисындасуда, осы салыстырмалы зерттеулер жұлдыз қалыптасуындағы даму кезеңдерiн жеке орындарға бөлiп тарату үшiн мазер қасиеттерiн қолданудағы болашақты iлгерiлеуге мүмкiндiк бередi.
1. Barranco J.A., Goodman, A.A.: Astrophys. J. 504, 207 (1998)
2. Bohlin, R.C., Savage, B.D., Drake, J.F.: Astrophys. J. 2246132 (1978)Caswell, J.L., 3. Haynes, R.F.: Astron. Astrophys. 171, 261 (1987)
4. Churchwell, E., Walmsley, C.M., Cesaroni, R.: Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 83, 119 (1990)
5. Darling, J., Zeiger, B.: Astrophys. J. Lett. 749, 33 (2012)
6. Dobashi, K.: Publ. Astron. Soc. Jpn. 63, 1 (2011)
7. Downes, D., Wilson, T.L., Bieging, J., Wink, J.: Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 40, 379 (1980)
8. Du, Z.M., Zhou, J.J., Esimbek, J., Han, X.H., Zhang, C.P. Astron. Astrophys. 532, 127 (2011)
9. Evans, N.J. II, Morris, G., Sato, T., Zuckerman, B.: Astrophys. J. 196, 433 (1975)
10. Garrison, B.J., Lester, W.A. Jr., Miller, W.H., Green, S. Astrophys. J. Lett. 200, 175 (1975)
11. Goodman, A.A., Pineda, J.E., Schnee, S.L.: Astrophys. J. 692, 91 (2009)
12. Han, X.-H., Zhou, J.-J., Esimbek, J., Wu, G., Gao, M.-F.Research in Astronomy and Astrophysics 11, 156 (2011)
13. Harju, J., Walmsley, C.M., Wouterloot, J.G.A.: Astron.Astrophys. Suppl. Ser. 98, 51 (1993)
14. Heiles, C.: Astrophys. J. 183, 441 (1973)
15. Henkel, C., Walmsley, C.M., Wilson, T.L.: Astron. Astrophys.
82, 41 (1980)
16. Ho, P.T.P., Townes, C.H.: Annu. Rev. Astron. Astrophys.
21, 239 (1983)
17. Jackson J.M, Rathborne J.M, Shah R.Y, Simon R, Bania, T.M, Clemens, D.P., Chambers, E.T., Johnson, A.M., Dormody, M., Lavoie, R., Heyer, M.H.: Astrophys.
2. Bohlin, R.C., Savage, B.D., Drake, J.F.: Astrophys. J. 2246132 (1978)Caswell, J.L., 3. Haynes, R.F.: Astron. Astrophys. 171, 261 (1987)
4. Churchwell, E., Walmsley, C.M., Cesaroni, R.: Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 83, 119 (1990)
5. Darling, J., Zeiger, B.: Astrophys. J. Lett. 749, 33 (2012)
6. Dobashi, K.: Publ. Astron. Soc. Jpn. 63, 1 (2011)
7. Downes, D., Wilson, T.L., Bieging, J., Wink, J.: Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 40, 379 (1980)
8. Du, Z.M., Zhou, J.J., Esimbek, J., Han, X.H., Zhang, C.P. Astron. Astrophys. 532, 127 (2011)
9. Evans, N.J. II, Morris, G., Sato, T., Zuckerman, B.: Astrophys. J. 196, 433 (1975)
10. Garrison, B.J., Lester, W.A. Jr., Miller, W.H., Green, S. Astrophys. J. Lett. 200, 175 (1975)
11. Goodman, A.A., Pineda, J.E., Schnee, S.L.: Astrophys. J. 692, 91 (2009)
12. Han, X.-H., Zhou, J.-J., Esimbek, J., Wu, G., Gao, M.-F.Research in Astronomy and Astrophysics 11, 156 (2011)
13. Harju, J., Walmsley, C.M., Wouterloot, J.G.A.: Astron.Astrophys. Suppl. Ser. 98, 51 (1993)
14. Heiles, C.: Astrophys. J. 183, 441 (1973)
15. Henkel, C., Walmsley, C.M., Wilson, T.L.: Astron. Astrophys.
82, 41 (1980)
16. Ho, P.T.P., Townes, C.H.: Annu. Rev. Astron. Astrophys.
21, 239 (1983)
17. Jackson J.M, Rathborne J.M, Shah R.Y, Simon R, Bania, T.M, Clemens, D.P., Chambers, E.T., Johnson, A.M., Dormody, M., Lavoie, R., Heyer, M.H.: Astrophys.
КІРІСПЕ
Австралиялық телескоп ыкшамды кешен 22 ГГц су өткелiнде 379 мазерлер үшiн доғалық секундпен орнығу позицияларын өлшеуге қолданған. Бақылаулардың негiзгi мақсаттары Оңтүстiк галактикалық жазықтықтағы жұлдыз қалыптасатын аймақтармен (ЖҚА) байланысқан 202 OH мазерлерiнiң алуан-түрi болған. Екiншi дәуiрде осы мақсаттардың көпшiлiгi қайта бақыланып, метанол мазерлерiнiң жаңа мақсаттары қосылған. Хабарланған су мазерлерiнiң көпшiлiгi -- көп жылдар бұрын жүргiзiлген Парклс радиотелескоп бақылаулардан алынған белгiсiздiгi 10 доғалық секундтан асатын позицияда хабарланған жаңа ашылымдар мен басқалар болып табылады. Мазерлердiң түрлiлiгi жиi кездерде ұлғаймалы, екi онжылдық бұрын ашылған бiрнеше ерекшелiктерi осыларған сәйкес келедi. Бiздiң ағымдағы бақылауларымыз iшiнде бiр жыл өтпей спектрлер жиi ұқсассыз, бiрақ позициялары соңғы дәуiрде, тiптi аздап ғана басқаша ерекшелiктер үшiн өлшенген кезде, көп кездерде алғашқыда өлшенген анықталған мазер орнына сәйкес, бiрнеше доғалық секундты мазер орнының кәдiмгi бөлшегiнде өлшенген кезде ұқсассыз болып табылады. Нақты су позициялары OH мазерлер орындарының су мазер эмиссияларымен соқтығысын көрсететiн шамамен 79 (202-ден 160) пайызын көрсетедi, осы статистика үшiн ең жақсы өлшем алынған; дегенiмен мұндағы OH мақсатының шегiнiсiн көрсететiн қосымша су орындары болған көптеген жағдайлар болып тұр, сонымен су мазерлерiнiң жартысынан кем емес бөлiгi 1665 МГц нөлдiк қалыпты OH мазер әрiстесiмен соқтығысуда. Бiздiң метанол мақсаттарының аздап ғана бiркелкi үлгiмiз су мазерлерiмен олапрдын деген байланысын толығымен зерттеуге сәйкес емес, бiрақ бiздiң үш түрлi ең жоғары деңгейлi эмиссияның жылдамдығы арасындағы ерекшелiктердi ашуға және жүйелiк айналымдардың су мазер жоғары деңгейiмен көрсетiлетiн кәдiмдi үлкен ауытқуларын анықтауға шамамыз бар. Екi немесе үш шоғырлар анық және орындарға жақын орналасқан, әрқайсысы бiр немесе бiрнеше жиi кездесетiн негiзгi молекулалық мазерлiк өткелдердi көрсетедi. Сондай-ақ бiз осы кейбiр орындарға жақын орналасқан ультраықшам HII аймақтарын анықтағанымыз туралы хабарлаймыз.Spitzer Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) тiзiмдемесiнiң IR көздерiмен өзара байланыстардың зерттеуiмен бiрге қисындасуда, осы салыстырмалы зерттеулер жұлдыз қалыптасуындағы даму кезеңдерiн жеке орындарға бөлiп тарату үшiн мазер қасиеттерiн қолданудағы болашақты iлгерiлеуге мүмкiндiк бередi.
1. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мазері туралы түсінік
Мaзeр -- өрiс aрқылы туындaғaн сәyлеленy көмeгімeн микротолқындарды күшейту; кванттық генeрaтoрлaр мeн AЖЖ диaпaзондaғы кванттық күшeйткiштeрдi көрсететiн aтау. Мaзeрге сoндaй-aқ пaрaмагниттік кванттық күшeйткiштeр, мoлeкулaлық генeрaтoрлaр жaтaды. "Мaзeр" (maser) тeрмині aғылшынның мынa сөздeрiнiң бaс әрiптерінeн құрaлғaн: Mіcrowave Amplіfіcatіon by Stіmulated Emіssіon of Radіatіon. Бұл сөздердің мағынасы: индукциялaнған сәyлe шығарy aрқылы микpoтолқындaрды күшeйту. Кванттық электрониканың негізгі приборларының бірі; aлғашқы Мaзерді (аммиак молекулаларының шоғында) 1954 -- 55 ж. бір мезгілде Н.Г. Басов А.М.Прохoрoв (КСРО) және Ч.Тaунс (АҚШ) жасаған. Кейінірек Мазердің парaмaгнeтик кристалда жұмыс істейтін түрлері жасалды. Мазер техникада (әсірeсe, ғaрыштық бaйлaныстaрда), физикaлық зeрттеулeрдe, сoнымен қатар, жиілiктің квaнттық стaндарты рeтінде қoлдaнылaды. Гидроксил мазерлерi (OH), су және метанол -- массивтi жұлдыздар қалыптасуын зерттеуiндегi негiзгi құралдар. Мазерлер ең ерте кезеңдi қалыптасудағы массивтi жұлдыздың тозаңды молекулалық қапсырулары немесе тор (торус) iшiнде орналасады, және мазерлер, жұлдыздың тозаңнаң көрiнбейтiн кезде жұлдыздардың осы ең ерте қалыптасу күйiндегi жұлдыздарды анықтап ашу үшiн сезiмтал зерттеуi болып табылады. Таңдалған мазер орындарының егжей-тегжейлi зерттеуi OH сумен және OH метанолмен салыстыруында жасалған (Forster & Caswell 1989,1999, hereafter FC89, FC99, сәйкесiнше; Caswell et al. 1995b, және CVF95; Caswell 1997, және C97). Бұлар, барлық қосынды элементердiң мазер дақтары әдеттегiдей, 6 килопарсек кәдiмдi қашықтықтың шамамен 1 доғалық секундты бұрыштық көлемiне сәйкес келетiн (= 0.93 x 1015m = 0.93 x 1017cm ≈ 6200астрономиялық бiрлiк ≈ 0.1жарықтық жыл) көлемi 30 mpc-дан кем аймақ iшiнде орналасқан.1 доғалық секунд шамасындағы позициялық нақтылық осы себептен элементтерi әртүрлi мазерлерiнiң бiр жерден шыққаның анықтау тiлекке сәйкестiгi болып табылады. Көптеген жұлдыз қалыптасатын аймақтар (ЖҚА) iшiнде 100 mpc немесе артық үлкен ауқымда FC89 және C97 зерттеулерi жиi кездерде мазер элементтерiнiң басқаша тiркесiмiмен кiшi шоғырдағы мазер орындарының бiрнешеуi бар көптеген нұсқаларын анықтаған. Мұнда басқаша даму кезеңдерiндегi немесе массалық денiгейi әртүрлi массивтi жас жұлдыздарды көрсететiн түрлi тiркесiмдердер екенi туралы бiрталай болжамдар болған (e.g. Ellingsen et al. 2007; Breen et al. 2010). Су мазерiнiң эмиссиясы әсiресе шатастыратын болып табылады. Ол жұлдыз қалыптасуының ең ерте кезеңiнде ең байтақ кең тарағаны туралы ойға әкеледi, дегенiмен жекеленген су мазерлерi OH мазер тiтiркенуiнен басым болатын ең жас орындар үшiн ғана жартылай есептелген. Басқа шегiнiс позициялары алғашқы орнынан алыс қашықта жүрген жылдамдығы жоғары үлгiлер немесе массасы төмен жұлдыздар маныңдағы су мазерлерiнiң қосымша пайда болғаның көрсетедi. Соңы жағдайда жеке үлгiлерден алынған мазер дақтары тұрақсыз және айлар сияқты қысқа уақыт мезгіл iшiнде көрiнбей кетедi, бiрақ жиi кездерде әртүрлi позициясы және жылдамдығына қарамастан дәл осындай аймақтағы жалпы алғанда ұқсас эмиссиямен алмастырылады. Қазiргi таңда, ЖҚА түрлiлiгiнiң мазерлерiнiң ең толық бейтарап бақылау нақтылығы доғалық секунд 200 мазерлдерден артық позициялар туралы мәлiмет беретiн тiзiмдемесiнде көрсетiлген OH 1665 МГц өткелiндегi галактикалық жазықтық iшiнде аяқталған (Caswell 1998, hereafter C98). Осы позициялардағы 6.6 ГГц метанол дың сезiмтал бақылаулары, ннақтылығы жоғары позициялары салыстырылған соң 80 пайыз анықталу деңгейiнде жасалынып қойылған (C98; Caswell 2009). Парклс радиотелескоп арқылы оңтүстiк ЖҚА маңындағы ерте 22 ГГц су мазер бақылаулары позициялары 10 доғалық секундқа дейiнгi нақтылықпен өлшенген Caswell et al. (1989) және мұндағы сiлтемелер арқылы жолданған. Соңғы жылдарға дейiн ретiмен жүргiзiлген нақтылығы доғалық секундқа дейiнгi бақылаулар Өте үлкен Кешенде (ӨҮК, FC89; FC99) қол жетiмде солтүстiк объектiлерiмен шектелген. Австралиялық телескоп ықшамды кешенде (АТЫК) 22 ГГц жиiлiк ауқымның қол жетiмдi болғаны OH мазерлер сондай-ақ ∼ 100 метанол мазер орындарының толық үлгiлер маныңдағы су мазерлерiн жоғары сезгiштiк және жоғары позициялық нақтылықпен iздеуге мүмкiндiк бередi.
1.2 Бақылаулар және деректердің қысқартылуы
Су мазер бақылаулары екi жағдайлардың себебiнен АТЫК арқылы жасалынған. Бақылаулардың бiрiншi дәуiрi кезiнде (4 және 5 қазаң 2003 жыл) С98-ның OH мазер орындары белгiленген (сондай-ақ 5.3 бөлiмiн қараңыз) және екiншi дәуiр кезiнде (25, 26 және 30 шiлде 2004 жыл) OH мазерлер маңындағы көптеген сулы мазерлердiң анықталуы қайта бақыланып, таңдалған метанол мазерлер жиынтығы (негiзiнен Caswell 2009)алғашқы уақытта бақыланған. Бiрiншi дәуiрде белгiленген бiрақ анықталынатын су мазер эмиссиясын көрсетпейтiн OH мазер көздерi екiншi дәуiрде бақыланбаған, сонымен тек VLAмен FC89 арқылы алдында бақыланған және бiрiншi дәуiрде толығымен расталған су мазер көздерi ғана қайта бақыланған. Бiздiң алғашқы бақылауларымыз 30 және 352 метр аралығында орналасқан шығыс-батыс кешен арқылы жасалған (c1190 жобасы). Жеке сызықтық поляризацияның үлгiсiн салған коррелятор 32 МГц толқын енi аралығында 512 арналы спектр сәулесiн беруге бейiмделген. Бақылау стратегиясы әр 12 сағат уақыт iшiнде шамамен 100 шақты мақсаттарды бақылауда жатқан. Алғашқы калибрациядан соң бiрiншi 10 мақсаттар әр қайсысы 1.5 минут бақыланып, калибраторға және қалған 90 мақсаттарға ұқсас байланысып қосақтасқан. Содан соң цикл бiрнеше рет қайталанып, әр көзге жалпы 4.5 минут ендiру уақытымен бiрлескен қалыпты uv қорғаныс қабатын ұсынған. Бiрiншi ағын калибрациясы PKSB1934 -- 638-ге байланысты және жалпы алғанда ∼ 20 пайыз нақтылығы PKS B1921-293 толқын өтiлiмiн калибрациялауға қолданған. AIPS деректер қысқартылуы жинағы C97-де баяндалған жалпы процедураға сәйкес бiрiншi дәуiрде жиналған деректердi өндеу үшiн пайдаланған. CVEL мақсаты арқылы арналар қайта реттелiну кезiнде тұрақты қабылданған жиiлiк 22 235.08 МГЦ болған және жылдамдық межелiгi жергiлiктi бiртектi орнына сәйкес болған (lsr). Арна бөлiнуi 1.0kms−1 соңғы жылдамдық ажыратымдылығында корреляциялық функциясының бiiркелкi салмақтығымен жатқан 0.84kms−1 болған. Жеткiлiктi доғал ажыратымдылық 400kms−1-даң артық үлкен жылдамдық қамтылысқа мүмкiндiк беру мақсатында таңдалған келiсiм ретiнде болған. Осы қамтылыспен (су мазерлерi қайта иеленген) керi ағындармен жақын байланысын көрсететiн кез келген жоғары-жылдамдық ерекшелiктерiн анықтауға мүмкiн болды. Толық қарқындылық карталары OH мақсатының орналасқан жерiне шығып кеткен скаляр қалыпты спектр сәулесiнде немесе вектор калыпты спектр сәулесiндегi мазер миссиясы немесе метанол мазер эмиссиясы анық арналарды шығарған. Жеке арнадағы rms шуы әдеттегiдей 150 mJy болған. Синтезделген сәуленiң шамамен 8 доғалық секунд бағыты дұрыс жартылай күштiң енi бар, бiрақ, (ауытқу) косеканс факторы арқылы үлкен ауытқуы, негiзгi сызығының максималды ұзындығы 352 метр шығыс-батыс кешенi үшiн болжамдағандай болған. Бақылауларымыздың екiншi қатары (c1330 жобасы) ұқсас түрде бiрақ H168 кешенiнiң басқа нұсқасында жасалған. Коррелятор нұсқасы, сондай-ақ спектр ажыратымдылығы жне жылдамдық қамтылысы 2003 бақылауларда қолданғандарға дәл ұқсас. Осы дәуiрдiң бiрнеше үлгiлi бақылаулары қысқартылған, бiрiншiден AIPS арқылы (сондай-ақ 2003 деректер үшiн), ал екiншiден MIRIAD бағдарламалық жинақ арқылы (Sault, Teuben & Wright 1995). Мұнда деректерi қысқартылған және сәйкесiнше деректердi қысқартуға арналған жинақтар арасында тамаша келiсiм болған. Осы дәуiрдiң толық деректер жиынтығы MIRIAD қолдануы арқылы, АТЫК спектр сызықтық және континуум бақылауларына стандартты техникаларын қолданумен қысқартылған. Жалпы бiрiншi сәуленiң бейне текшелерi және жылдамдық дәрежелерi әр көз үшiн шығарылған. Бiрiншi сәуленiң ортасынан алыс орналасқан көздердiң ағындық тығыздығы сәуленiң өшiп басылуын есептеу үшiн реттелiнiп дұрысталған. Осы дәуiрде анықталған әр көздiң спектрi әр көз үшiн АТЫКбейне текшелерiндегi эмисиясын енгiзу арқылы жасалған. Әр спектр сәулесiндегi әдеттегi нәтижелi rms шуы 40-50 mJy болған. 2004 жылы қолданған H168 кешенi үшiн синтезделген сәуле әдеттегiдей 13 x 9доғалық секунд2 болған. АТЫК бақылаулары бағытталған позицияларда ең сезiмтал, бiрақ бiрiншi сәуле көрiнiсiнiң ауданында жатқан әр бiр басқа көздердiң төмен сезiмталдығына қарамастан жарамды өлшемдер ұсынады; бiрiншi нөлдiң толдық енi шамамен 5 доғмин және жартылай күштi сәуле енi (HPBW) 2.29 доғалық мин = 137 доғалық секунд болып табылады. 22 ГГц су мазерлерiн iздеу 2003 жылдың қазан айында және 2004 жылдың шiлде айында 379 анық су мазер орындарын анықтауда нәтиже алған (анықталған OH мазер эмиссиясыз) 202 OH мазер орындар және 104 метанол мазер орындарының маңында АТЫК арқылы жүргiзiлген(Кесте 1). Барлық анықталған көздердiң спектрi 1-шi суретте көрсетiлген. Көздердiң көпшiлiгi үшiн спектрлер, осы дәуiрде бақыланбаған немесе анықталмаған спектрлердi санамағанда 2004 деректерден алынған. Реликтивті сәулелену бірегей қасиетке ие. Соңғы ағудың беткі температурасы бірегей изотропты, оның дәлдігі 0,001. Реликтивті сәулеленудің анизотропиясында -- аспандағы әртүрлі бағыттағы температуралардың айырмашылығы шамамен 3 мК тең. Ол Жердің Күн жүйесіндегі және біздің Әлемдегі реликтивті сәулеленудің сол кездегі кинетикалық анизотропия мүшесіне байланысты: біздің қозғалысымызды алдынан алсақ температура сәл жоғарылау, ал қозғалысымызға қарсы төмендеу. Фактілі түрде айтқанда оны қарапайым түрде Доплер эффектісі деп айтамыз. Анизотропияның кинетикалық мүшесінен басқа, потенциалды мүшелері де бар, олар өздерінің бар болуымен үлкен масштабтағы гравитациядағы өріске қарыздар, оларды горизонт бөлшектерімен салыстырамыз, яғни, соңғы ағудың беткейінің арақашықтығымен. Мультипольді гармоника гравитациялық өріс үшін квадропольді болатындығын білеміз. Гравитациялық өрісте дипольді гармониканың болуы мүмкін емес, себебі, олар тек белгілердің әр түрлі зарядтары бар өрістерінде ғана болады. Гравитациялық өріс бірдей белгілері бар массадан құралады; олардың біркелкі болмауы, ағымдағы күштермен сипатталады, бұл гармоникадағы төменгі күштік ағым - квадрополді. Осы соңғы жағдайлар үшiн бiз 2003 спектерлердi көрсетiп оларды әр спектр сәуленiң жоғарғы сол жақ бұрышында '2003' белгiлеуi бар 2004 спектрлерден ажыратамыз. 2003 спектрлер тiкелей uv деректерден шығыс фаза арқылы аудан орталығы шегiнiсiнiң көз позициясына және корреляция амплитудасынан алынған. Сегiз көздер үшiн бiз әр дәуiрден жарықтығы жоғары басымды көзге дейiн спектрiнiң шынайы анықталуын көрсетемiз (333.387+0.032 және 336.983-0.183) немесе 10-айлық уақыт межелiгi бойында көрiнген алуан-түрлiлiк деңгей бейнесiн ұсынамыз.
1.4 Су мазерлерінің өзгермелiлiгi
Су мазері салыстырмалы түрде қысқа уақыт межелiктер үстiнен олардың жиi шеткi өзгермелiлiгi үшiн көптеген жағдайларда атап өтiлдi, сондай-ақ кейбiр зерттеулер (мысалы, Felli соавт., 2007), бiрнеше онжылдықтар бойы кеңейтiлдi. Бiздiң деректер тек екi дәуiрге орайластырылған және спектрлiк дөрекi ажыратымдылыққа шектелген болғандықтан, бiздiң көздерiмiздiң өзгермелiлiгiн толық зерттеуге тырыспаймыз. Алайда, бiз өзгермелiлiгi кейбiр қызықты мысалдарды бөлектеуге қабiлетiмiз бар және бiздiң үлгiмiздiң iрi мөлшерi бiзге бiрнеше қызықты статистика алуға мүмкiндiк бередi. Байқалған және екi дәуiр кезiнде анықталған 207 көздер үшiн, бiз кездейсоқ экстремалды деңгейдегi өлшенетiн өзгермелiлiгi саналуандығының жоқтығын көрсететiн көздерден бастап және көптеген қарқындылықтар түрленуi 2-ден астам факторлар арқылы түрленедi. Жоғары жылдамдық мүмкiндiктер екi дәуiрде ортақ болып табылмайтын көздердiң көптеген спектрлiк ерекшелiктерi болып әсiресе айнымалы болуы мүмкiн. 1.3-бөлiмде аталғандай, 1-сурет, атап айтсақ, екi дәуiрдiң (284.350-0.418, 321.148-0.529, 327.291-0.578, 333.387 + 0,032, 336.983-0.183, 345.004-0.224, 15.026-0.654 және 15.028-0.673) сегiз көздерiнiң спектрiн қамтиды. Олар 10-ай уақыт межелiгiнен астам көрiнген өзгерiстерiн суреттейдi және төрт мысалдар, екi дәуiрдегi қатаң ең жоғары деңгейiнiң ерекшелiгi әр түрлi жылдамдық болып табылады. (2003 дәуiрiнiң бiздiң жарияланбаған материалды қосқанда) екi дәуiр кезiндегi спектр толық жинағынан алынған сапалы әсер, көптеген көздердiң спектрi екi дәуiр кезiнде шағын ұқсастығын көрсету болып табылады. Сандық түрде, бiз 2003 және 2004 жылдардағы су мазер ең жоғары деңгейдегi эмиссия жылдамдығы салыстыратын сур. 2 телiмiн алуға кесте-1 деректерiн пайдаланамыз. Екi дәуiр бойынша бағаланатын көздер үшiн қызықты статистика қатаң ең жоғары деңгей (207 78) орындардың 38 пайыз (2kms−1 -ден көп шегiнiстер) айтарлықтай әр түрлi жылдамдық екенiн көрсетедi. Алайда, 2-шi суреттен бiз жылдамдығы айырмашылықтардың әлдеқайда аз фракциясы 10kms−1 асып жатқанын көрiп отырмыз. Бұл жылдамдығы үлкен айырмашы0лықтар әдетте олардың жоғары айнымалы қарқындылығы бар болғандықтан, кейбiр дәуiрдiң кезiнде спектрi басым болатын бiрнеше көздердегi шын мәнiнде жылдамдығы жоғары мүмкiндiктерiн ұсынады. Мысалы, 357.967-0.163 көзiнiң (жүйелiге таяу) 0kms−1-дағы 2003 ең жоғары деңгей қарқындылығы, бiрақ −65kms−1 (жоғары жылдамдық мүмкiндiгi) кезiнде 2004 ең жоғары деңгейi бар, және 336.983-0.183 көзiнiң (жүйелiге таяу) −76kms−1 2003 ең жоғары деңгей қарқындылығы, бiрақ +45kms−1-дегi (жоғары жылдамдығы мүмкiндiгi) 2004 ең жоғары деңгейi бар. Барлық жұлдыздар қалыптасуы -- болжамдап айтқанда, молекулалық бұлттарда пайда болады. Жұлдыздар қалыптасу қабiлетi бар молекулалық бұлттар шоғыры соншама күштi, көп жағдайларда, жас жұлдыздар қай жерде де болса да, тiптi, қажетсiз қоспаның (яғни TW Гидра шоғыры; Русински и Крауттер 1983) бары болғаны туралы дәлелдемесi болса да, ол әрқашанда молекулалық оттегiн тауып алуға қабiлеттi деп санауға болады. Бұдан ары айтқанда, едәуiр сезгiш расытханалар жасалынған кезде, молекулалық бұлттармен жұлдыздар қалыптасу шоғырының барлық орталарда, галактика, экстрагалактика iшiнде бақылауы жүргiзiлдi. Жұлдыздардың молекулалық бұлттарда қалыптасуы дәлелдемесi z = 4.7(Омонт және басқалар 1996) формуласы бойынша көне болып анықталды, ал миллиметрлiк кешен және төртбұрышты километрлiк тор сияқты жаңа сезгiш құралдар, жұлдыздар қалыптасуының молекулалық бұлттарын ерте кезенде анықтауға мүмкiндiк беруге мiндеттi. Молекулалықбұлттарзерттеуiнiңжалпым ақсаты-жұлдызаралықкеңiстiктiң оларды, мысалы, барлық жүлдыздар қалыптасуының көпшiлiгiне жауапты Аса зор Молекулалық Бұлттарды (АМБ; M 104M) қалай өндiретiнiң, және молекулалық бұлттардың, өз ретiнде, жұлдыздарды және шоғырлардықалайөндiретiнiңанықтау.Б iз,молекулалықбұлттағыөзегiнiң бiр күнi гравитацияға қарсы өзiн өзi қамтамасыз ете алмай, жеке немесе қос жұлдызғаайналукерi қайтарылмайтынүдерiсiнкөреаламыз, молекулалық оттегiнiң басқа түрге өтуiн зерттеймiз. Жұлдыздар қалыптасу үдерiсiнiң керi қайтарылмайтындығы сондай-ақ АМБ деңгейiнде пайда болады; Күн құрамында шамамен 3 килопарсек қашықтықта орналасқан жұлдыздар қалыптасуы туралы жеткiлiксiз дәлелдемесi бар белгiлi он шақты АМБ-дан тек бiреуi ғана бар. Бiз төмендегi төрт iргелi сұрақтарға жауаптарын алуды қараймыз:1) АМБ қалай қалыптасады? 2) Жеке (және қос) жұлдыздар қалай қалыптасады? 3) Шоғырлар қалай қалыптасады? 4) Массаның Алғашқы Функциясын не белгiлейдi (МАФ)? Бiз, бiрiншi сұраққа жауап беру үшiн жеткен төмендегi бақылаудың кейбiр iлгеруiн талқылаудан бастаймыз. Бiз екiншi сұрақпен тек сөз арасында iстесемiз; ол осы көлемдегi мақалаларда Шу және басқалар., Лада, Майерс және басқалармен кенiнен қарастырылады. Бiз, үшiншi және төртiншi сұрақтарға әкелетiн қадамдарды, молекулалық бүлттардың құрылымын талдаунан белгiлердi табу арқылы қарастырамыз.
Сурет 1.1. 2003 ең жоғары деңгейдегi су мазер жылдамдығымен салыстырғанда 2004 ең жоғары деңгейдегi су мазер жылдамдығы. Салынған бейне 1 көлбеуi бар тұтас сызық болып табылады және 10kms[−][1]-дегi ауытқуын немесе тұтас сызық бетiн көрсететiн штрих сызықтар.
Бiзде 253 су мазерлерi үшiн 2003 және 2004 екi қол жетiмдi бақылаулар бар; олардың 46 (17 пайыз), тек бiр дәуiр кезiнде анықталды. Дәуiр бiрiнде бiздiң анықтау шегiнен төмен түрленетiн осы көздерден ғана 16 (үштен бiрi) ең қатаң көзi 80 Jy-i болатын 2 Jy, анықтаған кезге қарағанда, күштiрек болды. Тек бiр дәуiр кезiнде анықталған көздер жартысы бiр мүмкiндiктi және басқа да басым көпшiлiгi үш немесе одан да аз мүмкiндiктерiн көрсеттi. Салыстырғанда, OH немесе метанол мазерлерiмен байланысты су мазер көздерiнiң басым көпшiлiгi бес немесе одан да көп спектральды мүмкiндiктердi көрсетедi. Бiз осы 46 көздерi ортақ басқа да ықтимал қасиеттерiн iздеу үшiн арналған басқа да мазер түрлерiмен бiрлестiктер зерттедiк. 46 көздерiнiң 12-сi OH және метанол мазерлерiмен байланысты,екеуi ғана OH мазерлерiмен байланысты, үшеуi ғана метанол мазерлерiмен байланысты және 28 (бiр уақытта басқа мазер түрлерiмен бiрлестiк жоқ) оңаша болып табылады. X2 сынағы, егер осы көздердiң бiздiң бүкiл үлгiде сияқты таратылғаны күтiлуде болғанда салыстырғанда осы топтардың әрқайсысы көздерден алынған пайыздық бойынша жүргiзiлдi. Бiз тек бiр дәуiр кезiнде анықталған көздерiнiң статистикалық маңызды жоғары пайыздығы бiздiң толық үлгiмiздегi бiрлестiктер таралымымен салыстырғанда, (р-мәнi 0,02) жалғыз екенiн таптық. Көздер саны, бүкiл үлгiдегi таралымнан күткендей, бiр дәуiр кезiнде анықтау шегiнен төмен болады және OH комбинациялары және метанол мазерлерiмен байланысты. Claussen соавт. (1996) иассасы төмен жұлдыздармен байланысты су мазерлерi жалпы айтқанда массасы жоғары жұлдыздармен байланыстылармға қарағанда, әлсiз және одан да көп айнымалы екi екенiн ұсынды. Бiз бiр дәуiрде ғана анықталмайтын көздердiң жалғыз көздер тарапына және жалпы салыстырмалы әлсiз екенiн тапқан болғандықтан, ол осы су мазерлерiнiң бiрқатар саны iс жүзiнде, мүмкiн, байқау бағытталған жоғары-массалық SFR ретiнде сол сияқты жұлдыздық кластерлерде орналасқан массасы төмен жұлдыздармен байланысты болуы мүмкiн (сондай-ақ 5.6 және 5.7 бөлiмдер соңың қараңыз). Галактика арқылы өтетiн массивтi SFRs таратылымын көрсету үшiн арналған су мазерлерiнiң әлеуетi параллаксе өлшеу және нақты арақашықтыққа жету үшiн жеткiлiктi нақты астрометрия арқылы бiрнеше көздерi үшiн дәлелденетiн (мысалы, Сато соавт., 2008). Су мазерлерi осы тергеу жүргiзу үшiн iрi саның бiрнеше ескертпелермен қамтамасыз ететiн сияқты. Бiрiншiден, тораптың бiр жылдан астам созылған жеке мазер дақтары болуы керек. Кейбiр учаскелерiндегi барлық дақтар және барлық алаңдарында кейбiр дақтардың көрсетiлген шеткi өзгермелiлiгiне қарамастан, бiздiң деректер сенiмдi әрi ешқашан әлi жарамды орындардың үлкен саның көрсетедi. Екiншi ескерту, Галактика жылдамдығының өрiсiн бейнеге салуға мүмкiндiк беретiн, қашықтығы нақты жүйелi жылдамдықпен байланыстыру қабiлетiне қатысты. Бiз 5.3 және 5.4 бөлiмдерiнде көретiнiмiздей, оқшауланған су мазердiң жүйелi жылдамдығының өлшемi белгiсiз, бiрақ тамаша өлшемдi көптеген су мазерлерiмен iлесетiн OH немесе метанол мазерлерiнен алуға болады. Молекулалық бұлттардағы аса диффузиялық түрде таратылған жылу эмиссиясы бар шоғырлар кем сенiмдi, ал мазер түрлерi арасындағы сыртқы кеңiстiктiктiң сенiмi өте жоғары шоғырларды әкелетiнiң әдетте жеткiлiктi екенiн ескерiңiз. Қазіргі таңда, көпшілік сенетін, мақұлданды деп саналатын Үлкен жарылыс немесе Әлемнің сингулярлықтан туу теориясы. Классикалық космологиядағы сингулярлық - шексіз тығыздық пен қысым және температураны білдіреді. Космологтар бұл даму стадиясының сипаттамасын толыққанды емес екендігін біліп, болашақта олардың кванттық сипаттамаға ауысатындығын және барлық негізгі физикалық параметрлер айтарлықтай ерекше болса да олардың соңы болатындығын ескерген. Мысалы, планковтік температура TPl = 1,3·1032 К құрайды. Планковтік уақыттан бастап Әлем кеңейе бастады, сондай-ақ, заттың температурасы төмендеп, Әлем көлемі өсе бастады. Бұл стадияның ұзақтығы бірнеше планковтік уақытты tPl ~ 10 - 43 с құрады. Осы аталынып отырған стадияның болғандығын дәлелдейтін еш факті жоқ, тек қана Үлкен жарылыс теориясының талдаулары ғана болмаса. Әлемнің пайда болуына дейін не болғандығы жөнінде тек құрғақ сөздер ғана айтылады. Зельдович айтқандай, уақыт түсінігі жоқ уақыт болған. Шамамен 10 - 42 с кезінде кеңістік - уақыт туылысынан кейін Әлемде инфляциялық стадия басталды. Инфляция термині космологияға экономикадан [1] келді. Экономикадағыдай оның білдіретін мағынасы - масштабтың жедел дамуы кезіндегі өсудің жылдамдығы көлемге пропорционалды, яғни, экспоненцианалды заңдылық бойынша. Космологиядағы инфляциялық стадия теріс қысымның шектен тыc болуы гравитациялық теория заңдылықтарына да бағынбайды. Зат тартылыстың емес итерудің қайнар көзіне айналады. Осы стадия кезеңінде Әлем көлемі аз уақыттың ішінде өлшемнің бірнеше реттілігіне дейін есейеді, теорияның кейбір нұсқасында - тіпті реттіліктің ретіне дейін, мысалы 101010 рет. Нәтижесінде барлық қазіргі Әлем себепті-салдарлық бір аймақта болады. Итеру күші әсерінен Әлем қуылып үлкен кинетикалық энергияны егеленеді, біз оны болашақта инерция бойынша хабблдің кеңею барысында бақылайтын боламыз. Инфляция дәуірінің маңызды ерекшелігі сонда, Әлемнің аймақтарын көкжиек бөлігінің өлшемінен үлкен қашықтықта бөліп тұрады, олар бір-бірінен тәуелсіз дами береді. Нәтижесінде, кез келген бақылаушы шаршы көкжиек көлеміне тең Әлемнің ішкі процесстерін де байқай алады. Осылайша, инфляция дәуіріндегі процесстер іштей көрсетілген доменге емес, Әлемнің көршілес аймақтарындағы процесстерден тәуелсіз болады. Көкжиек реттілігіндегі қашықтықпен бөлінген екі аймақтың кеңеюі бір аймақтың келесі территорияға еніп кетуіне жол бермейді және домендердің бір-бірін жұтуына алып бармайды. Ықтималдылық теориясы шеңберіндегідей, әр аймақтың кеңеюі әр көлемнің ішінде жүзеге асады. Доменнің масштабынан үлкен көлемдегі бірдейлік орнатылмайды. Мәселен, байланысқан OH немесе метанол мазерлерi су мазерiнiң жүйелi жылдамдығының құру негiзi болып табылады. Бiз, құрамында OH бар бiрақ ешқандай метанолы жоқ орындар үшiн, параллакс анықтамалар байланысқан су мазерлерi арқылы пайдалануын қоспағанда, осы мүмкiндiктерден тыс екенiн атап өтемiз. Ал, тiптi кейбiр метанол орындары үшiн, байланысқан су мазердiң үздiк параллаксе өлшеуiн қамтамасыз етуi мүмкiн. Осылайша, осы галактикалық зерттеулердегi су мазерлерiнiң маңызды рөлi сенiмдi. Рекомбинация дәуірінде плазма жоғалып, зат мөлдірлене бастайды. Бұл кезді соңғы ағыс кезеңі деп атайды. Сутегі рекомбинациясы кезіндегі температура тәжірибелік өлшеулерден белгілі болғандай оның интервалы 4500 тен 3000 К арасында жатады. Рекомбинация
дәуірінде Әлемнің масштабы қазіргі кездегімен салыстырғанда шамамен мың есеге кіші еді, ал фотондар бариондар санынан бірнеше миллиард есе көп болған. Айта кететін жайт, ол қазіргі күннің өзінде осындай: фотондар мен бариондардың саны сол дәуірден аса қатты өзгеріске ұшырай қоймаған. Әлемдегі мөлдір кеңістіктен аспандағы барлық бағыттан бізге дәл сол реликтивті фотондар жеткізілуде. Бақылаушыға дейін жететін фотондар жеткізілетін кеңістік нүктелері соңғы ағыстық бет деп аталатын әрекетті құрайды. Бұл Әлемдегі жалғыз қайнар көз және соның ішінде біз тұрамыз. Осылайша біздің тағы да көзіміз жететін дәлелді байқаймыз, яғни, аспан Әлемінде Үлкен жарылыс болатындай бір де бір орын жоқ. Жан жақтан келетін реликтивті фотондардың жарығы бізге өткен шақтан, соңғы ағыс беткейлерінен келеді. Үлкен жарылыс -- бұл бізді жан жағымыздан қоршап тұрған өткен шақ.
1.5. Мазер дақтарының кеңiстiктегi таралымы
FC89 және FC99 арқылы жүргiзiлген су мазерлерiнiң VLA зерттеуi өте күштi болып, және немесе көптеген спектрлiк мүмкiндiктерiн қатаң түрде көрсететiн мазерлер үшiн, жылдамдығы және кеңiстiк ретiнде де, мазер дақтардың таратылымын зерттеген. Ол көптеген мазер дақтары болған, онда олар өте сирек 30 mpc-ден асатын диаметрi iшiнде немесе қашықтықта кем дегенде бiрнеше есе көп бөлiнген осы мөлшерiн бiрнеше шоғырлар iшiнде жататының көрсеттi. Қазiргi бақылауда пайдаланылатын сәуле көлемi өте үлкен дақ таратылымы егжей-тегжейлi зерттеуге кедергi жасайды, бiрақ көп болып табылатын бiрнеше түрлi мүшелерi бар шоғырларды тануға мүмкiндiк бередi. Бiз, алайда, жылдамдығы жүйелi және жоғары жылдамдықта шығаратын дақтардың жақын шығаратын мазер дақтардың шоғырлар арасындағы бұрыштық бөлу айырмашылығын көрсететiн су мазер көздерiнiң айтарлықтай саның қалай табуға тырысамыз. Бөлiнiстер әдетте 2 немесе 3 доғалық секунд болып табылады және iс жүзiнде байланысқан керi ағатын материалға жатқызылады. Кейде, жүйелi және жоғары жылдамдығы бөлшектерден арасындағы бөлiнiстер 4 доғалық секундтан асып, тiптi, осы жағдайларда, мұның байланысқан керi ағындар екенi сенiмдi көрiнедi.
1.6 Анықталу статистикасы және нөлдiк-жағдайлы OH және метанол мазерлерi үшiн қарым-қатынас
Позиция өлшеу мен 1.1-кестеде ұсынылған су мазерлерi жаңа айқындаулар негiзiнен бұрын iздеген жоқ болатын нөлдiк-қалыпты OH магистралдық (1665- және 1667-Мгц) мазерлерi бар оңтүстiк SFR мазер орындарының барлық позициялары (орналасуы) бойынша iздеу туындады. бағытталған тiзiм С98 1.1-кестеге, осыған қоса, бiз мұнда қысқаша қорытындылайтың бiрнеше модификацияларға сәйкес. Шағын позиция түзетулер 10.623-0.383 және 11.904-0.141 үшiн қажет болды, және жетiлдiрiлген (бұрын жарияланбаған) позицияссы 326.77-0.26 шамалы позицияда С98 арқылы тiзiмделген 326.780-0.241 үшiн анықталатын болды. Тiзiм (4-бөлiмiнде және Caswell 2001 осы көздер жазбаларын қараңыз) 291.274-0.709, + 0.549 308.754 және + 0.148 329.339-ның арқасында толықтырылды. 311.94 + 0,14 OH көзiнiң әлiде нақты позиция өлшемiу жоқ және + 0.142 311.947 туралы жазбада астында талқыланғандай, су iзденiсi болған, бiрақ, статистикадан алынған. Бақылаулар соқыр iздеуде анықталған OH мазерлерге бағытталғандықтан, айқындау статистиканың мәнi есептелу мүмкiн. Жаңа iздеу 42 магистралдық OH мазер көздерi мен 79 пайыз OH мазерлерге су мазерлерiнiң таза салмағын анықтайтын су мазерлерi үшiн сезiмтал жоғарғы шектерiн құрды. Қосымша бақылау (негiзiнен Caswell 2009 жылғы) ешқандай хабарланбаған OH әрiптесi жоқ 104 метанол мазерлерiн таңдау бағытында жүргiзiлдi. 1.3-бөлiмде айтылғандай 379 анықталған су мазер көздерiн, 128 OH және метанол мазерлерi 33-шi тек екi байланысқан OH мазерлерiмен байланысты, 70-сi ғана метанол мазерлерiмен байланысты және 148-i жалғыз болып табылады (яғни OH немесе метанол мазер эмиссиясымен байланысты емес). OH және метанол мазер сәуле екi беретiн көздерге қарай су мазер эмиссиясын анықтайтын 77 пайыз (166 128) болып табылады. Керiсiнше, (құрамында метанол жоқ) OH мазер орындарына қарай су мазер эмиссиясын анықтау 89 пайыз (37 33) болып табылады. Байланысқан метанол мазерлерi жоқ анықталған OH мазерлер маңында анықтау үшiн, бiз X2 тест жүргiзiлдi. 0,6 алынған -мән байланысты метанол жоқ OH мазер көздердi ары қарай су мазерлерiнiң жоғары анықтау дәрежесi статистикалық маңызды емес екенiн бiлдiредi. 2004 жылы бағытталған метанол мазерлер үлгiсi бiртектi емес болғандықтан, анықтау статистикадан алынған метанолсу шоғырлары қатысты катаң қорытынды жасауға қиын болып тұр. Бiз (37 жалпы үлгiдегi) метанолы жоқ OH мазерлер маңындағы (104 жалпы үлгiдегi) OH жоқ метанол мазерлерi маңындағы 70 су шоғырларын және 33 су шоғырларын таптық. Алайда, OH және метанол мазерлерiн ашатын екi көздерден 77 пайыз анықтау дәрежесiмен бiрге, су өмiрi, OH және метанол мазерлерi арасындағы қамтудың үлкен екенiн көрсетедi. Aл ықтимал түсiндiру, жұлдыз эволюциясы кезiнде метанол мазерлерi тек бiрiншi мазер түрлерi емес, сондай-ақ OH және су екеуi ұзағырақ сақталатын түрлерi бiрiншi болып iстен шығарылады дегенiмiз осы. Кесте 5 OH және метанол мазерлерiмен сондай-ақ 22 Ггц радио континууммен байланысуына сәйкес санаттарға бөлiнген бiз анықтаған су мазерлерiнiң орташа мәнiң және медианды ағын тығыздығын көрсетедi. Көз 2003 және 2004 жылдары анықталғанда, бiз екi бөлек енгiзулер ретiнде ағын тығыздығының
екi жазылған мағынасын пайдаландық. 1-шi бағанда шоыр түрлерi тiзiмдеме ретiнде келтiрiлген. Мұндағы барлық ағын тығыздығының су мазердiң ең жоғары дәрежесiн бiрге қосатын 'барлық көздер' осы дәуiрде анықталған; OH? Метанол немесе континуум жоғарыда аталған көзбен байланысқан, бiрақ тек осы көздермен ғана шектелмеген су мазерлерiне сiлтеме жасайды; 'тек' OH немесе метанол тек ғана осы OH немесе метанол мазерлерiмен арнаййы түрде байланысқан, бiрақ олардың 22 Ггц радио континуумымен байланысына шектеулер қоймайтын су мазер көздерiн ғана бiрге қосады; ал 'жекеленгенi' OH немесе метанол мазерлерiмен байланыспаған су көздерiне сiлтеме жасайды. Бiз бұл су мазерiнiң ағын тығыздығының жекеленген көзден метанол мазерлерiмен байланысқан көздерге дейiн, OH мазерлерiмен байланысқан көздерге дейiн және 22 Ггц радио континуумға дейiн ұлғаятын жиi кездесетiн жағдай бар екен деп санаймыз. Бұл су мазерлерiнiң 6-6 Ггц метанол мазерлерi үшiн Breen соавт. (2010) тапқандарға ұқсас көздердiң қатынасуынан соң ағын тығыздығында ұлғаятының көрсету мүмкiн. Дегенiмен, бiз, жекеленген су мазерiнiң орташа мағынасы және медианды ағын тығыздығы кейбiр көздердiң массасы төмен жұлдыздармен байланысқан бола тұратын себебiнен, кем алғанда, жартылай күйде болатыны көрiнедi. 6.6 Ггц метанол мазерлерi үшiн метанол қоссәулелi (MMB) бақылауының оңтүстiк жарты сфералық компонентiнiңсоңғы аяқталуы (Green et al. 2009; Caswell et al. 2010) жақын арада С98 OH жиынтығына қарағанда аса егжей-тегжейлi SFR жиынтығын байланысқан су мазер эмиссиясын iздеу үшiн ұсынады. MMB бақылау Галактикадағы жас массасы жоғары жұлдыздар үшiн алда жүргiзiлетiн және галактикалық жазықтық 2⋅ ауқымында толық болатын ең сезiмтал бақылау болып табылады. Метанол мазерлердың осы бейтарап жиынтығындағы су мазерiнiң бақылаулары тiркелетiн метанол мен су мазер шоғырларының анықталуының мағынасына жету мүмкiндiгiн болдырады және OH мен су мазер шоғырларының салыстыруынан алынған статистиканы салыстыруға мүмкiндiк бередi. Осыған байланысты, iс жүзiнде бiздiң метанол-бағытталған үлгiмiз бiртектi емес болғандықтан, бiз осы метанол үлгi бойынша келесi тұжырым жасауға тырыспаймыз. Бiз MMB бақылауында және IR деректерде белгiленген көздер арасындағы 22 Ггц су мазерлерi, 12.2 Ггц метаноол мазерлерi және басқада мазерлi емес молекулалық элементтермен байланыстағы салыстыру басқа метанол өткелдерiнiң болуынаболмауына жауапты әртүрлi физикалық жағдайлар құрамындағы ерекше бiлiмдi ашатының болжаймыз. Beuther соавт. (2002) 29 массивтi SFR-лердегi су мен метанол мазерлердiң жоғары-ажыратымдылық зерттеуiн жүргiзген және 10 метанол мазерлерiнiң еңiстiк арқылы су мазерлерiмен шамамен 1.5 доғалық секунд белгiсiздiкке байланысатының анықтаған. Олар нәтижелерiнен анық болып алынбайтын екi мазер элементтерi арасындағы кеңiстiк корреляциясының жоқтығын байқаған және мазер дақтарының егжей-тегжейлi корреляциялары күмәнды деген ортақ үмiтке сiлтеме жасаған. Бiздiң анықтағанымыз OH мазер мақсаттарының 80 пайызына жақын су мазерлерiнiң пайда болғаны OH мақсаттарындағы метсанолдың пайда болуымен салыстырмалы болып табылады. Су мазерлерiнiң танымал ауа тарту схемасы қайшылық болатын алыс IR ралдиациясына байланысты OH мен метанолы бар танымал ауа тарту схемалардың ерекшелiгiнiң көрiнiсi таң қаларлық бiлдiру мүмкiн (Elitzur, Hollenbach & McKee 1989). Дегенiмен, бұл, көптеген аймақтарда, су мазерлерiнiң пайда болуына тиiмдi тығыздығы жоғары соқтығысқан аймақтарға байланысты немесе оларға жақын қашықта метанол мен OH мазерлерi пайда болған деген үмiтпен сәйкес. Осыған ары қарай жету үшiн, бәлкiм, басқа мазер элементерiне қарағанда су мазерлерi осындай соқтығысқан аймақтардың массасы жоары жұлдыздардың қабықшасында ғана емес, сондай-ақ керi ағындарда және IR ағыны кем массасы төмендiрек жұлдыздарда ең жиi кездесетiн пайда болуымен сәйкес болып табылады. Ең қызығы, формальдегид мазерлерiнiң тартылуы (SFR-дi жиi емес бақылайтын) анық емес, өйткенi Boland & de Jong (1981) радиациялық тарту нәтижелi емес және Hoffman соавт. (2003) сәйкес соқтығыстар мен қақтығыстарды қажет етуi мүмкiн.
Кесте 1.1
Бiз анықтаған барлық көздер үшiн орталық және медианды су мазердiң ағын тығыздығы.
Су топтастыруы
Орташа ағын тығыздығы (Jy)
Медианды ағын тығыздығы (Jy)
Барлық көздер
57.1
5
OH-пен
96.1
15
Метанол-мен
68.3
9
Континуум-мен
74.9
18
Тек ғана OH
138.2
25
Тек ғана метанол
26.1
3.5
Жекеленген
18.9
2.8
1.7 Су мазері ерекшелiктерiнiң жылдамдық таралымы
Су мазерлерiнiң жылдамдық таралымының iшкi түрi қызық, бiрақ OH мен метанол әрiптестермен салыстыруындағы көптеген зерттеулер қол жетiмдi. Көптеген орындардағы су мазерiнiң эмиссиясы, орташа жылдамдық деңгейi 30kms−1 ал медианы 15kms−1 көрсететiн 2004 жылы өлшенген орташа жылдамдық деңгейi 27kms−1 ал медианы 15kms−1 2003 жылы өлшенген су мазерлерiнiң жылдамдық деңгейi мен OH мен метанолдан үлкен болып табылады. Осыған қарама қарсы, метанол мазерлерi сирек кездерде 16kms−1 жылдамдық деңшейiнен асатын эмиссияны көрсетедi (Caswell 2009), ал С98 2.7 Jy -дан 9kms−1 болып асатын ағыны тығыз 100 OH мазерлерiнiң медиандыжылдамдық деңгейiн анықтады. Кейбiр кездерде су эмиссиясының жүйелiк жылдамдық шамасында симметриалы бiрақ жиi кездерде симметриялы еместiгi байқалған. Ең қатаң су мазер эмиссиясы байланысқан OH пен метанол мазерлерiнiң жылдамдық деңгейiне шектелген. Метанол мазер эмиссиясының жылдамдығы есептелген көздердiң кинематикалық арақашықтығын болдыратын (e.g. Caswell 2009; Pandian, Menten & Goldsmith 2009) осы мазерлер бақылайтын аймақтардың жүйелiк жылдамдығының болжамды көрсеткiшi ретiнде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Австралиялық телескоп ыкшамды кешен 22 ГГц су өткелiнде 379 мазерлер үшiн доғалық секундпен орнығу позицияларын өлшеуге қолданған. Бақылаулардың негiзгi мақсаттары Оңтүстiк галактикалық жазықтықтағы жұлдыз қалыптасатын аймақтармен (ЖҚА) байланысқан 202 OH мазерлерiнiң алуан-түрi болған. Екiншi дәуiрде осы мақсаттардың көпшiлiгi қайта бақыланып, метанол мазерлерiнiң жаңа мақсаттары қосылған. Хабарланған су мазерлерiнiң көпшiлiгi -- көп жылдар бұрын жүргiзiлген Парклс радиотелескоп бақылаулардан алынған белгiсiздiгi 10 доғалық секундтан асатын позицияда хабарланған жаңа ашылымдар мен басқалар болып табылады. Мазерлердiң түрлiлiгi жиi кездерде ұлғаймалы, екi онжылдық бұрын ашылған бiрнеше ерекшелiктерi осыларған сәйкес келедi. Бiздiң ағымдағы бақылауларымыз iшiнде бiр жыл өтпей спектрлер жиi ұқсассыз, бiрақ позициялары соңғы дәуiрде, тiптi аздап ғана басқаша ерекшелiктер үшiн өлшенген кезде, көп кездерде алғашқыда өлшенген анықталған мазер орнына сәйкес, бiрнеше доғалық секундты мазер орнының кәдiмгi бөлшегiнде өлшенген кезде ұқсассыз болып табылады. Нақты су позициялары OH мазерлер орындарының су мазер эмиссияларымен соқтығысын көрсететiн шамамен 79 (202-ден 160) пайызын көрсетедi, осы статистика үшiн ең жақсы өлшем алынған; дегенiмен мұндағы OH мақсатының шегiнiсiн көрсететiн қосымша су орындары болған көптеген жағдайлар болып тұр, сонымен су мазерлерiнiң жартысынан кем емес бөлiгi 1665 МГц нөлдiк қалыпты OH мазер әрiстесiмен соқтығысуда. Бiздiң метанол мақсаттарының аздап ғана бiркелкi үлгiмiз су мазерлерiмен олапрдын деген байланысын толығымен зерттеуге сәйкес емес, бiрақ бiздiң үш түрлi ең жоғары деңгейлi эмиссияның жылдамдығы арасындағы ерекшелiктердi ашуға және жүйелiк айналымдардың су мазер жоғары деңгейiмен көрсетiлетiн кәдiмдi үлкен ауытқуларын анықтауға шамамыз бар. Екi немесе үш шоғырлар анық және орындарға жақын орналасқан, әрқайсысы бiр немесе бiрнеше жиi кездесетiн негiзгi молекулалық мазерлiк өткелдердi көрсетедi. Сондай-ақ бiз осы кейбiр орындарға жақын орналасқан ультраықшам HII аймақтарын анықтағанымыз туралы хабарлаймыз.Spitzer Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) тiзiмдемесiнiң IR көздерiмен өзара байланыстардың зерттеуiмен бiрге қисындасуда, осы салыстырмалы зерттеулер жұлдыз қалыптасуындағы даму кезеңдерiн жеке орындарға бөлiп тарату үшiн мазер қасиеттерiн қолданудағы болашақты iлгерiлеуге мүмкiндiк бередi.
1. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мазері туралы түсінік
Мaзeр -- өрiс aрқылы туындaғaн сәyлеленy көмeгімeн микротолқындарды күшейту; кванттық генeрaтoрлaр мeн AЖЖ диaпaзондaғы кванттық күшeйткiштeрдi көрсететiн aтау. Мaзeрге сoндaй-aқ пaрaмагниттік кванттық күшeйткiштeр, мoлeкулaлық генeрaтoрлaр жaтaды. "Мaзeр" (maser) тeрмині aғылшынның мынa сөздeрiнiң бaс әрiптерінeн құрaлғaн: Mіcrowave Amplіfіcatіon by Stіmulated Emіssіon of Radіatіon. Бұл сөздердің мағынасы: индукциялaнған сәyлe шығарy aрқылы микpoтолқындaрды күшeйту. Кванттық электрониканың негізгі приборларының бірі; aлғашқы Мaзерді (аммиак молекулаларының шоғында) 1954 -- 55 ж. бір мезгілде Н.Г. Басов А.М.Прохoрoв (КСРО) және Ч.Тaунс (АҚШ) жасаған. Кейінірек Мазердің парaмaгнeтик кристалда жұмыс істейтін түрлері жасалды. Мазер техникада (әсірeсe, ғaрыштық бaйлaныстaрда), физикaлық зeрттеулeрдe, сoнымен қатар, жиілiктің квaнттық стaндарты рeтінде қoлдaнылaды. Гидроксил мазерлерi (OH), су және метанол -- массивтi жұлдыздар қалыптасуын зерттеуiндегi негiзгi құралдар. Мазерлер ең ерте кезеңдi қалыптасудағы массивтi жұлдыздың тозаңды молекулалық қапсырулары немесе тор (торус) iшiнде орналасады, және мазерлер, жұлдыздың тозаңнаң көрiнбейтiн кезде жұлдыздардың осы ең ерте қалыптасу күйiндегi жұлдыздарды анықтап ашу үшiн сезiмтал зерттеуi болып табылады. Таңдалған мазер орындарының егжей-тегжейлi зерттеуi OH сумен және OH метанолмен салыстыруында жасалған (Forster & Caswell 1989,1999, hereafter FC89, FC99, сәйкесiнше; Caswell et al. 1995b, және CVF95; Caswell 1997, және C97). Бұлар, барлық қосынды элементердiң мазер дақтары әдеттегiдей, 6 килопарсек кәдiмдi қашықтықтың шамамен 1 доғалық секундты бұрыштық көлемiне сәйкес келетiн (= 0.93 x 1015m = 0.93 x 1017cm ≈ 6200астрономиялық бiрлiк ≈ 0.1жарықтық жыл) көлемi 30 mpc-дан кем аймақ iшiнде орналасқан.1 доғалық секунд шамасындағы позициялық нақтылық осы себептен элементтерi әртүрлi мазерлерiнiң бiр жерден шыққаның анықтау тiлекке сәйкестiгi болып табылады. Көптеген жұлдыз қалыптасатын аймақтар (ЖҚА) iшiнде 100 mpc немесе артық үлкен ауқымда FC89 және C97 зерттеулерi жиi кездерде мазер элементтерiнiң басқаша тiркесiмiмен кiшi шоғырдағы мазер орындарының бiрнешеуi бар көптеген нұсқаларын анықтаған. Мұнда басқаша даму кезеңдерiндегi немесе массалық денiгейi әртүрлi массивтi жас жұлдыздарды көрсететiн түрлi тiркесiмдердер екенi туралы бiрталай болжамдар болған (e.g. Ellingsen et al. 2007; Breen et al. 2010). Су мазерiнiң эмиссиясы әсiресе шатастыратын болып табылады. Ол жұлдыз қалыптасуының ең ерте кезеңiнде ең байтақ кең тарағаны туралы ойға әкеледi, дегенiмен жекеленген су мазерлерi OH мазер тiтiркенуiнен басым болатын ең жас орындар үшiн ғана жартылай есептелген. Басқа шегiнiс позициялары алғашқы орнынан алыс қашықта жүрген жылдамдығы жоғары үлгiлер немесе массасы төмен жұлдыздар маныңдағы су мазерлерiнiң қосымша пайда болғаның көрсетедi. Соңы жағдайда жеке үлгiлерден алынған мазер дақтары тұрақсыз және айлар сияқты қысқа уақыт мезгіл iшiнде көрiнбей кетедi, бiрақ жиi кездерде әртүрлi позициясы және жылдамдығына қарамастан дәл осындай аймақтағы жалпы алғанда ұқсас эмиссиямен алмастырылады. Қазiргi таңда, ЖҚА түрлiлiгiнiң мазерлерiнiң ең толық бейтарап бақылау нақтылығы доғалық секунд 200 мазерлдерден артық позициялар туралы мәлiмет беретiн тiзiмдемесiнде көрсетiлген OH 1665 МГц өткелiндегi галактикалық жазықтық iшiнде аяқталған (Caswell 1998, hereafter C98). Осы позициялардағы 6.6 ГГц метанол дың сезiмтал бақылаулары, ннақтылығы жоғары позициялары салыстырылған соң 80 пайыз анықталу деңгейiнде жасалынып қойылған (C98; Caswell 2009). Парклс радиотелескоп арқылы оңтүстiк ЖҚА маңындағы ерте 22 ГГц су мазер бақылаулары позициялары 10 доғалық секундқа дейiнгi нақтылықпен өлшенген Caswell et al. (1989) және мұндағы сiлтемелер арқылы жолданған. Соңғы жылдарға дейiн ретiмен жүргiзiлген нақтылығы доғалық секундқа дейiнгi бақылаулар Өте үлкен Кешенде (ӨҮК, FC89; FC99) қол жетiмде солтүстiк объектiлерiмен шектелген. Австралиялық телескоп ықшамды кешенде (АТЫК) 22 ГГц жиiлiк ауқымның қол жетiмдi болғаны OH мазерлер сондай-ақ ∼ 100 метанол мазер орындарының толық үлгiлер маныңдағы су мазерлерiн жоғары сезгiштiк және жоғары позициялық нақтылықпен iздеуге мүмкiндiк бередi.
1.2 Бақылаулар және деректердің қысқартылуы
Су мазер бақылаулары екi жағдайлардың себебiнен АТЫК арқылы жасалынған. Бақылаулардың бiрiншi дәуiрi кезiнде (4 және 5 қазаң 2003 жыл) С98-ның OH мазер орындары белгiленген (сондай-ақ 5.3 бөлiмiн қараңыз) және екiншi дәуiр кезiнде (25, 26 және 30 шiлде 2004 жыл) OH мазерлер маңындағы көптеген сулы мазерлердiң анықталуы қайта бақыланып, таңдалған метанол мазерлер жиынтығы (негiзiнен Caswell 2009)алғашқы уақытта бақыланған. Бiрiншi дәуiрде белгiленген бiрақ анықталынатын су мазер эмиссиясын көрсетпейтiн OH мазер көздерi екiншi дәуiрде бақыланбаған, сонымен тек VLAмен FC89 арқылы алдында бақыланған және бiрiншi дәуiрде толығымен расталған су мазер көздерi ғана қайта бақыланған. Бiздiң алғашқы бақылауларымыз 30 және 352 метр аралығында орналасқан шығыс-батыс кешен арқылы жасалған (c1190 жобасы). Жеке сызықтық поляризацияның үлгiсiн салған коррелятор 32 МГц толқын енi аралығында 512 арналы спектр сәулесiн беруге бейiмделген. Бақылау стратегиясы әр 12 сағат уақыт iшiнде шамамен 100 шақты мақсаттарды бақылауда жатқан. Алғашқы калибрациядан соң бiрiншi 10 мақсаттар әр қайсысы 1.5 минут бақыланып, калибраторға және қалған 90 мақсаттарға ұқсас байланысып қосақтасқан. Содан соң цикл бiрнеше рет қайталанып, әр көзге жалпы 4.5 минут ендiру уақытымен бiрлескен қалыпты uv қорғаныс қабатын ұсынған. Бiрiншi ағын калибрациясы PKSB1934 -- 638-ге байланысты және жалпы алғанда ∼ 20 пайыз нақтылығы PKS B1921-293 толқын өтiлiмiн калибрациялауға қолданған. AIPS деректер қысқартылуы жинағы C97-де баяндалған жалпы процедураға сәйкес бiрiншi дәуiрде жиналған деректердi өндеу үшiн пайдаланған. CVEL мақсаты арқылы арналар қайта реттелiну кезiнде тұрақты қабылданған жиiлiк 22 235.08 МГЦ болған және жылдамдық межелiгi жергiлiктi бiртектi орнына сәйкес болған (lsr). Арна бөлiнуi 1.0kms−1 соңғы жылдамдық ажыратымдылығында корреляциялық функциясының бiiркелкi салмақтығымен жатқан 0.84kms−1 болған. Жеткiлiктi доғал ажыратымдылық 400kms−1-даң артық үлкен жылдамдық қамтылысқа мүмкiндiк беру мақсатында таңдалған келiсiм ретiнде болған. Осы қамтылыспен (су мазерлерi қайта иеленген) керi ағындармен жақын байланысын көрсететiн кез келген жоғары-жылдамдық ерекшелiктерiн анықтауға мүмкiн болды. Толық қарқындылық карталары OH мақсатының орналасқан жерiне шығып кеткен скаляр қалыпты спектр сәулесiнде немесе вектор калыпты спектр сәулесiндегi мазер миссиясы немесе метанол мазер эмиссиясы анық арналарды шығарған. Жеке арнадағы rms шуы әдеттегiдей 150 mJy болған. Синтезделген сәуленiң шамамен 8 доғалық секунд бағыты дұрыс жартылай күштiң енi бар, бiрақ, (ауытқу) косеканс факторы арқылы үлкен ауытқуы, негiзгi сызығының максималды ұзындығы 352 метр шығыс-батыс кешенi үшiн болжамдағандай болған. Бақылауларымыздың екiншi қатары (c1330 жобасы) ұқсас түрде бiрақ H168 кешенiнiң басқа нұсқасында жасалған. Коррелятор нұсқасы, сондай-ақ спектр ажыратымдылығы жне жылдамдық қамтылысы 2003 бақылауларда қолданғандарға дәл ұқсас. Осы дәуiрдiң бiрнеше үлгiлi бақылаулары қысқартылған, бiрiншiден AIPS арқылы (сондай-ақ 2003 деректер үшiн), ал екiншiден MIRIAD бағдарламалық жинақ арқылы (Sault, Teuben & Wright 1995). Мұнда деректерi қысқартылған және сәйкесiнше деректердi қысқартуға арналған жинақтар арасында тамаша келiсiм болған. Осы дәуiрдiң толық деректер жиынтығы MIRIAD қолдануы арқылы, АТЫК спектр сызықтық және континуум бақылауларына стандартты техникаларын қолданумен қысқартылған. Жалпы бiрiншi сәуленiң бейне текшелерi және жылдамдық дәрежелерi әр көз үшiн шығарылған. Бiрiншi сәуленiң ортасынан алыс орналасқан көздердiң ағындық тығыздығы сәуленiң өшiп басылуын есептеу үшiн реттелiнiп дұрысталған. Осы дәуiрде анықталған әр көздiң спектрi әр көз үшiн АТЫКбейне текшелерiндегi эмисиясын енгiзу арқылы жасалған. Әр спектр сәулесiндегi әдеттегi нәтижелi rms шуы 40-50 mJy болған. 2004 жылы қолданған H168 кешенi үшiн синтезделген сәуле әдеттегiдей 13 x 9доғалық секунд2 болған. АТЫК бақылаулары бағытталған позицияларда ең сезiмтал, бiрақ бiрiншi сәуле көрiнiсiнiң ауданында жатқан әр бiр басқа көздердiң төмен сезiмталдығына қарамастан жарамды өлшемдер ұсынады; бiрiншi нөлдiң толдық енi шамамен 5 доғмин және жартылай күштi сәуле енi (HPBW) 2.29 доғалық мин = 137 доғалық секунд болып табылады. 22 ГГц су мазерлерiн iздеу 2003 жылдың қазан айында және 2004 жылдың шiлде айында 379 анық су мазер орындарын анықтауда нәтиже алған (анықталған OH мазер эмиссиясыз) 202 OH мазер орындар және 104 метанол мазер орындарының маңында АТЫК арқылы жүргiзiлген(Кесте 1). Барлық анықталған көздердiң спектрi 1-шi суретте көрсетiлген. Көздердiң көпшiлiгi үшiн спектрлер, осы дәуiрде бақыланбаған немесе анықталмаған спектрлердi санамағанда 2004 деректерден алынған. Реликтивті сәулелену бірегей қасиетке ие. Соңғы ағудың беткі температурасы бірегей изотропты, оның дәлдігі 0,001. Реликтивті сәулеленудің анизотропиясында -- аспандағы әртүрлі бағыттағы температуралардың айырмашылығы шамамен 3 мК тең. Ол Жердің Күн жүйесіндегі және біздің Әлемдегі реликтивті сәулеленудің сол кездегі кинетикалық анизотропия мүшесіне байланысты: біздің қозғалысымызды алдынан алсақ температура сәл жоғарылау, ал қозғалысымызға қарсы төмендеу. Фактілі түрде айтқанда оны қарапайым түрде Доплер эффектісі деп айтамыз. Анизотропияның кинетикалық мүшесінен басқа, потенциалды мүшелері де бар, олар өздерінің бар болуымен үлкен масштабтағы гравитациядағы өріске қарыздар, оларды горизонт бөлшектерімен салыстырамыз, яғни, соңғы ағудың беткейінің арақашықтығымен. Мультипольді гармоника гравитациялық өріс үшін квадропольді болатындығын білеміз. Гравитациялық өрісте дипольді гармониканың болуы мүмкін емес, себебі, олар тек белгілердің әр түрлі зарядтары бар өрістерінде ғана болады. Гравитациялық өріс бірдей белгілері бар массадан құралады; олардың біркелкі болмауы, ағымдағы күштермен сипатталады, бұл гармоникадағы төменгі күштік ағым - квадрополді. Осы соңғы жағдайлар үшiн бiз 2003 спектерлердi көрсетiп оларды әр спектр сәуленiң жоғарғы сол жақ бұрышында '2003' белгiлеуi бар 2004 спектрлерден ажыратамыз. 2003 спектрлер тiкелей uv деректерден шығыс фаза арқылы аудан орталығы шегiнiсiнiң көз позициясына және корреляция амплитудасынан алынған. Сегiз көздер үшiн бiз әр дәуiрден жарықтығы жоғары басымды көзге дейiн спектрiнiң шынайы анықталуын көрсетемiз (333.387+0.032 және 336.983-0.183) немесе 10-айлық уақыт межелiгi бойында көрiнген алуан-түрлiлiк деңгей бейнесiн ұсынамыз.
1.4 Су мазерлерінің өзгермелiлiгi
Су мазері салыстырмалы түрде қысқа уақыт межелiктер үстiнен олардың жиi шеткi өзгермелiлiгi үшiн көптеген жағдайларда атап өтiлдi, сондай-ақ кейбiр зерттеулер (мысалы, Felli соавт., 2007), бiрнеше онжылдықтар бойы кеңейтiлдi. Бiздiң деректер тек екi дәуiрге орайластырылған және спектрлiк дөрекi ажыратымдылыққа шектелген болғандықтан, бiздiң көздерiмiздiң өзгермелiлiгiн толық зерттеуге тырыспаймыз. Алайда, бiз өзгермелiлiгi кейбiр қызықты мысалдарды бөлектеуге қабiлетiмiз бар және бiздiң үлгiмiздiң iрi мөлшерi бiзге бiрнеше қызықты статистика алуға мүмкiндiк бередi. Байқалған және екi дәуiр кезiнде анықталған 207 көздер үшiн, бiз кездейсоқ экстремалды деңгейдегi өлшенетiн өзгермелiлiгi саналуандығының жоқтығын көрсететiн көздерден бастап және көптеген қарқындылықтар түрленуi 2-ден астам факторлар арқылы түрленедi. Жоғары жылдамдық мүмкiндiктер екi дәуiрде ортақ болып табылмайтын көздердiң көптеген спектрлiк ерекшелiктерi болып әсiресе айнымалы болуы мүмкiн. 1.3-бөлiмде аталғандай, 1-сурет, атап айтсақ, екi дәуiрдiң (284.350-0.418, 321.148-0.529, 327.291-0.578, 333.387 + 0,032, 336.983-0.183, 345.004-0.224, 15.026-0.654 және 15.028-0.673) сегiз көздерiнiң спектрiн қамтиды. Олар 10-ай уақыт межелiгiнен астам көрiнген өзгерiстерiн суреттейдi және төрт мысалдар, екi дәуiрдегi қатаң ең жоғары деңгейiнiң ерекшелiгi әр түрлi жылдамдық болып табылады. (2003 дәуiрiнiң бiздiң жарияланбаған материалды қосқанда) екi дәуiр кезiндегi спектр толық жинағынан алынған сапалы әсер, көптеген көздердiң спектрi екi дәуiр кезiнде шағын ұқсастығын көрсету болып табылады. Сандық түрде, бiз 2003 және 2004 жылдардағы су мазер ең жоғары деңгейдегi эмиссия жылдамдығы салыстыратын сур. 2 телiмiн алуға кесте-1 деректерiн пайдаланамыз. Екi дәуiр бойынша бағаланатын көздер үшiн қызықты статистика қатаң ең жоғары деңгей (207 78) орындардың 38 пайыз (2kms−1 -ден көп шегiнiстер) айтарлықтай әр түрлi жылдамдық екенiн көрсетедi. Алайда, 2-шi суреттен бiз жылдамдығы айырмашылықтардың әлдеқайда аз фракциясы 10kms−1 асып жатқанын көрiп отырмыз. Бұл жылдамдығы үлкен айырмашы0лықтар әдетте олардың жоғары айнымалы қарқындылығы бар болғандықтан, кейбiр дәуiрдiң кезiнде спектрi басым болатын бiрнеше көздердегi шын мәнiнде жылдамдығы жоғары мүмкiндiктерiн ұсынады. Мысалы, 357.967-0.163 көзiнiң (жүйелiге таяу) 0kms−1-дағы 2003 ең жоғары деңгей қарқындылығы, бiрақ −65kms−1 (жоғары жылдамдық мүмкiндiгi) кезiнде 2004 ең жоғары деңгейi бар, және 336.983-0.183 көзiнiң (жүйелiге таяу) −76kms−1 2003 ең жоғары деңгей қарқындылығы, бiрақ +45kms−1-дегi (жоғары жылдамдығы мүмкiндiгi) 2004 ең жоғары деңгейi бар. Барлық жұлдыздар қалыптасуы -- болжамдап айтқанда, молекулалық бұлттарда пайда болады. Жұлдыздар қалыптасу қабiлетi бар молекулалық бұлттар шоғыры соншама күштi, көп жағдайларда, жас жұлдыздар қай жерде де болса да, тiптi, қажетсiз қоспаның (яғни TW Гидра шоғыры; Русински и Крауттер 1983) бары болғаны туралы дәлелдемесi болса да, ол әрқашанда молекулалық оттегiн тауып алуға қабiлеттi деп санауға болады. Бұдан ары айтқанда, едәуiр сезгiш расытханалар жасалынған кезде, молекулалық бұлттармен жұлдыздар қалыптасу шоғырының барлық орталарда, галактика, экстрагалактика iшiнде бақылауы жүргiзiлдi. Жұлдыздардың молекулалық бұлттарда қалыптасуы дәлелдемесi z = 4.7(Омонт және басқалар 1996) формуласы бойынша көне болып анықталды, ал миллиметрлiк кешен және төртбұрышты километрлiк тор сияқты жаңа сезгiш құралдар, жұлдыздар қалыптасуының молекулалық бұлттарын ерте кезенде анықтауға мүмкiндiк беруге мiндеттi. Молекулалықбұлттарзерттеуiнiңжалпым ақсаты-жұлдызаралықкеңiстiктiң оларды, мысалы, барлық жүлдыздар қалыптасуының көпшiлiгiне жауапты Аса зор Молекулалық Бұлттарды (АМБ; M 104M) қалай өндiретiнiң, және молекулалық бұлттардың, өз ретiнде, жұлдыздарды және шоғырлардықалайөндiретiнiңанықтау.Б iз,молекулалықбұлттағыөзегiнiң бiр күнi гравитацияға қарсы өзiн өзi қамтамасыз ете алмай, жеке немесе қос жұлдызғаайналукерi қайтарылмайтынүдерiсiнкөреаламыз, молекулалық оттегiнiң басқа түрге өтуiн зерттеймiз. Жұлдыздар қалыптасу үдерiсiнiң керi қайтарылмайтындығы сондай-ақ АМБ деңгейiнде пайда болады; Күн құрамында шамамен 3 килопарсек қашықтықта орналасқан жұлдыздар қалыптасуы туралы жеткiлiксiз дәлелдемесi бар белгiлi он шақты АМБ-дан тек бiреуi ғана бар. Бiз төмендегi төрт iргелi сұрақтарға жауаптарын алуды қараймыз:1) АМБ қалай қалыптасады? 2) Жеке (және қос) жұлдыздар қалай қалыптасады? 3) Шоғырлар қалай қалыптасады? 4) Массаның Алғашқы Функциясын не белгiлейдi (МАФ)? Бiз, бiрiншi сұраққа жауап беру үшiн жеткен төмендегi бақылаудың кейбiр iлгеруiн талқылаудан бастаймыз. Бiз екiншi сұрақпен тек сөз арасында iстесемiз; ол осы көлемдегi мақалаларда Шу және басқалар., Лада, Майерс және басқалармен кенiнен қарастырылады. Бiз, үшiншi және төртiншi сұрақтарға әкелетiн қадамдарды, молекулалық бүлттардың құрылымын талдаунан белгiлердi табу арқылы қарастырамыз.
Сурет 1.1. 2003 ең жоғары деңгейдегi су мазер жылдамдығымен салыстырғанда 2004 ең жоғары деңгейдегi су мазер жылдамдығы. Салынған бейне 1 көлбеуi бар тұтас сызық болып табылады және 10kms[−][1]-дегi ауытқуын немесе тұтас сызық бетiн көрсететiн штрих сызықтар.
Бiзде 253 су мазерлерi үшiн 2003 және 2004 екi қол жетiмдi бақылаулар бар; олардың 46 (17 пайыз), тек бiр дәуiр кезiнде анықталды. Дәуiр бiрiнде бiздiң анықтау шегiнен төмен түрленетiн осы көздерден ғана 16 (үштен бiрi) ең қатаң көзi 80 Jy-i болатын 2 Jy, анықтаған кезге қарағанда, күштiрек болды. Тек бiр дәуiр кезiнде анықталған көздер жартысы бiр мүмкiндiктi және басқа да басым көпшiлiгi үш немесе одан да аз мүмкiндiктерiн көрсеттi. Салыстырғанда, OH немесе метанол мазерлерiмен байланысты су мазер көздерiнiң басым көпшiлiгi бес немесе одан да көп спектральды мүмкiндiктердi көрсетедi. Бiз осы 46 көздерi ортақ басқа да ықтимал қасиеттерiн iздеу үшiн арналған басқа да мазер түрлерiмен бiрлестiктер зерттедiк. 46 көздерiнiң 12-сi OH және метанол мазерлерiмен байланысты,екеуi ғана OH мазерлерiмен байланысты, үшеуi ғана метанол мазерлерiмен байланысты және 28 (бiр уақытта басқа мазер түрлерiмен бiрлестiк жоқ) оңаша болып табылады. X2 сынағы, егер осы көздердiң бiздiң бүкiл үлгiде сияқты таратылғаны күтiлуде болғанда салыстырғанда осы топтардың әрқайсысы көздерден алынған пайыздық бойынша жүргiзiлдi. Бiз тек бiр дәуiр кезiнде анықталған көздерiнiң статистикалық маңызды жоғары пайыздығы бiздiң толық үлгiмiздегi бiрлестiктер таралымымен салыстырғанда, (р-мәнi 0,02) жалғыз екенiн таптық. Көздер саны, бүкiл үлгiдегi таралымнан күткендей, бiр дәуiр кезiнде анықтау шегiнен төмен болады және OH комбинациялары және метанол мазерлерiмен байланысты. Claussen соавт. (1996) иассасы төмен жұлдыздармен байланысты су мазерлерi жалпы айтқанда массасы жоғары жұлдыздармен байланыстылармға қарағанда, әлсiз және одан да көп айнымалы екi екенiн ұсынды. Бiз бiр дәуiрде ғана анықталмайтын көздердiң жалғыз көздер тарапына және жалпы салыстырмалы әлсiз екенiн тапқан болғандықтан, ол осы су мазерлерiнiң бiрқатар саны iс жүзiнде, мүмкiн, байқау бағытталған жоғары-массалық SFR ретiнде сол сияқты жұлдыздық кластерлерде орналасқан массасы төмен жұлдыздармен байланысты болуы мүмкiн (сондай-ақ 5.6 және 5.7 бөлiмдер соңың қараңыз). Галактика арқылы өтетiн массивтi SFRs таратылымын көрсету үшiн арналған су мазерлерiнiң әлеуетi параллаксе өлшеу және нақты арақашықтыққа жету үшiн жеткiлiктi нақты астрометрия арқылы бiрнеше көздерi үшiн дәлелденетiн (мысалы, Сато соавт., 2008). Су мазерлерi осы тергеу жүргiзу үшiн iрi саның бiрнеше ескертпелермен қамтамасыз ететiн сияқты. Бiрiншiден, тораптың бiр жылдан астам созылған жеке мазер дақтары болуы керек. Кейбiр учаскелерiндегi барлық дақтар және барлық алаңдарында кейбiр дақтардың көрсетiлген шеткi өзгермелiлiгiне қарамастан, бiздiң деректер сенiмдi әрi ешқашан әлi жарамды орындардың үлкен саның көрсетедi. Екiншi ескерту, Галактика жылдамдығының өрiсiн бейнеге салуға мүмкiндiк беретiн, қашықтығы нақты жүйелi жылдамдықпен байланыстыру қабiлетiне қатысты. Бiз 5.3 және 5.4 бөлiмдерiнде көретiнiмiздей, оқшауланған су мазердiң жүйелi жылдамдығының өлшемi белгiсiз, бiрақ тамаша өлшемдi көптеген су мазерлерiмен iлесетiн OH немесе метанол мазерлерiнен алуға болады. Молекулалық бұлттардағы аса диффузиялық түрде таратылған жылу эмиссиясы бар шоғырлар кем сенiмдi, ал мазер түрлерi арасындағы сыртқы кеңiстiктiктiң сенiмi өте жоғары шоғырларды әкелетiнiң әдетте жеткiлiктi екенiн ескерiңiз. Қазіргі таңда, көпшілік сенетін, мақұлданды деп саналатын Үлкен жарылыс немесе Әлемнің сингулярлықтан туу теориясы. Классикалық космологиядағы сингулярлық - шексіз тығыздық пен қысым және температураны білдіреді. Космологтар бұл даму стадиясының сипаттамасын толыққанды емес екендігін біліп, болашақта олардың кванттық сипаттамаға ауысатындығын және барлық негізгі физикалық параметрлер айтарлықтай ерекше болса да олардың соңы болатындығын ескерген. Мысалы, планковтік температура TPl = 1,3·1032 К құрайды. Планковтік уақыттан бастап Әлем кеңейе бастады, сондай-ақ, заттың температурасы төмендеп, Әлем көлемі өсе бастады. Бұл стадияның ұзақтығы бірнеше планковтік уақытты tPl ~ 10 - 43 с құрады. Осы аталынып отырған стадияның болғандығын дәлелдейтін еш факті жоқ, тек қана Үлкен жарылыс теориясының талдаулары ғана болмаса. Әлемнің пайда болуына дейін не болғандығы жөнінде тек құрғақ сөздер ғана айтылады. Зельдович айтқандай, уақыт түсінігі жоқ уақыт болған. Шамамен 10 - 42 с кезінде кеңістік - уақыт туылысынан кейін Әлемде инфляциялық стадия басталды. Инфляция термині космологияға экономикадан [1] келді. Экономикадағыдай оның білдіретін мағынасы - масштабтың жедел дамуы кезіндегі өсудің жылдамдығы көлемге пропорционалды, яғни, экспоненцианалды заңдылық бойынша. Космологиядағы инфляциялық стадия теріс қысымның шектен тыc болуы гравитациялық теория заңдылықтарына да бағынбайды. Зат тартылыстың емес итерудің қайнар көзіне айналады. Осы стадия кезеңінде Әлем көлемі аз уақыттың ішінде өлшемнің бірнеше реттілігіне дейін есейеді, теорияның кейбір нұсқасында - тіпті реттіліктің ретіне дейін, мысалы 101010 рет. Нәтижесінде барлық қазіргі Әлем себепті-салдарлық бір аймақта болады. Итеру күші әсерінен Әлем қуылып үлкен кинетикалық энергияны егеленеді, біз оны болашақта инерция бойынша хабблдің кеңею барысында бақылайтын боламыз. Инфляция дәуірінің маңызды ерекшелігі сонда, Әлемнің аймақтарын көкжиек бөлігінің өлшемінен үлкен қашықтықта бөліп тұрады, олар бір-бірінен тәуелсіз дами береді. Нәтижесінде, кез келген бақылаушы шаршы көкжиек көлеміне тең Әлемнің ішкі процесстерін де байқай алады. Осылайша, инфляция дәуіріндегі процесстер іштей көрсетілген доменге емес, Әлемнің көршілес аймақтарындағы процесстерден тәуелсіз болады. Көкжиек реттілігіндегі қашықтықпен бөлінген екі аймақтың кеңеюі бір аймақтың келесі территорияға еніп кетуіне жол бермейді және домендердің бір-бірін жұтуына алып бармайды. Ықтималдылық теориясы шеңберіндегідей, әр аймақтың кеңеюі әр көлемнің ішінде жүзеге асады. Доменнің масштабынан үлкен көлемдегі бірдейлік орнатылмайды. Мәселен, байланысқан OH немесе метанол мазерлерi су мазерiнiң жүйелi жылдамдығының құру негiзi болып табылады. Бiз, құрамында OH бар бiрақ ешқандай метанолы жоқ орындар үшiн, параллакс анықтамалар байланысқан су мазерлерi арқылы пайдалануын қоспағанда, осы мүмкiндiктерден тыс екенiн атап өтемiз. Ал, тiптi кейбiр метанол орындары үшiн, байланысқан су мазердiң үздiк параллаксе өлшеуiн қамтамасыз етуi мүмкiн. Осылайша, осы галактикалық зерттеулердегi су мазерлерiнiң маңызды рөлi сенiмдi. Рекомбинация дәуірінде плазма жоғалып, зат мөлдірлене бастайды. Бұл кезді соңғы ағыс кезеңі деп атайды. Сутегі рекомбинациясы кезіндегі температура тәжірибелік өлшеулерден белгілі болғандай оның интервалы 4500 тен 3000 К арасында жатады. Рекомбинация
дәуірінде Әлемнің масштабы қазіргі кездегімен салыстырғанда шамамен мың есеге кіші еді, ал фотондар бариондар санынан бірнеше миллиард есе көп болған. Айта кететін жайт, ол қазіргі күннің өзінде осындай: фотондар мен бариондардың саны сол дәуірден аса қатты өзгеріске ұшырай қоймаған. Әлемдегі мөлдір кеңістіктен аспандағы барлық бағыттан бізге дәл сол реликтивті фотондар жеткізілуде. Бақылаушыға дейін жететін фотондар жеткізілетін кеңістік нүктелері соңғы ағыстық бет деп аталатын әрекетті құрайды. Бұл Әлемдегі жалғыз қайнар көз және соның ішінде біз тұрамыз. Осылайша біздің тағы да көзіміз жететін дәлелді байқаймыз, яғни, аспан Әлемінде Үлкен жарылыс болатындай бір де бір орын жоқ. Жан жақтан келетін реликтивті фотондардың жарығы бізге өткен шақтан, соңғы ағыс беткейлерінен келеді. Үлкен жарылыс -- бұл бізді жан жағымыздан қоршап тұрған өткен шақ.
1.5. Мазер дақтарының кеңiстiктегi таралымы
FC89 және FC99 арқылы жүргiзiлген су мазерлерiнiң VLA зерттеуi өте күштi болып, және немесе көптеген спектрлiк мүмкiндiктерiн қатаң түрде көрсететiн мазерлер үшiн, жылдамдығы және кеңiстiк ретiнде де, мазер дақтардың таратылымын зерттеген. Ол көптеген мазер дақтары болған, онда олар өте сирек 30 mpc-ден асатын диаметрi iшiнде немесе қашықтықта кем дегенде бiрнеше есе көп бөлiнген осы мөлшерiн бiрнеше шоғырлар iшiнде жататының көрсеттi. Қазiргi бақылауда пайдаланылатын сәуле көлемi өте үлкен дақ таратылымы егжей-тегжейлi зерттеуге кедергi жасайды, бiрақ көп болып табылатын бiрнеше түрлi мүшелерi бар шоғырларды тануға мүмкiндiк бередi. Бiз, алайда, жылдамдығы жүйелi және жоғары жылдамдықта шығаратын дақтардың жақын шығаратын мазер дақтардың шоғырлар арасындағы бұрыштық бөлу айырмашылығын көрсететiн су мазер көздерiнiң айтарлықтай саның қалай табуға тырысамыз. Бөлiнiстер әдетте 2 немесе 3 доғалық секунд болып табылады және iс жүзiнде байланысқан керi ағатын материалға жатқызылады. Кейде, жүйелi және жоғары жылдамдығы бөлшектерден арасындағы бөлiнiстер 4 доғалық секундтан асып, тiптi, осы жағдайларда, мұның байланысқан керi ағындар екенi сенiмдi көрiнедi.
1.6 Анықталу статистикасы және нөлдiк-жағдайлы OH және метанол мазерлерi үшiн қарым-қатынас
Позиция өлшеу мен 1.1-кестеде ұсынылған су мазерлерi жаңа айқындаулар негiзiнен бұрын iздеген жоқ болатын нөлдiк-қалыпты OH магистралдық (1665- және 1667-Мгц) мазерлерi бар оңтүстiк SFR мазер орындарының барлық позициялары (орналасуы) бойынша iздеу туындады. бағытталған тiзiм С98 1.1-кестеге, осыған қоса, бiз мұнда қысқаша қорытындылайтың бiрнеше модификацияларға сәйкес. Шағын позиция түзетулер 10.623-0.383 және 11.904-0.141 үшiн қажет болды, және жетiлдiрiлген (бұрын жарияланбаған) позицияссы 326.77-0.26 шамалы позицияда С98 арқылы тiзiмделген 326.780-0.241 үшiн анықталатын болды. Тiзiм (4-бөлiмiнде және Caswell 2001 осы көздер жазбаларын қараңыз) 291.274-0.709, + 0.549 308.754 және + 0.148 329.339-ның арқасында толықтырылды. 311.94 + 0,14 OH көзiнiң әлiде нақты позиция өлшемiу жоқ және + 0.142 311.947 туралы жазбада астында талқыланғандай, су iзденiсi болған, бiрақ, статистикадан алынған. Бақылаулар соқыр iздеуде анықталған OH мазерлерге бағытталғандықтан, айқындау статистиканың мәнi есептелу мүмкiн. Жаңа iздеу 42 магистралдық OH мазер көздерi мен 79 пайыз OH мазерлерге су мазерлерiнiң таза салмағын анықтайтын су мазерлерi үшiн сезiмтал жоғарғы шектерiн құрды. Қосымша бақылау (негiзiнен Caswell 2009 жылғы) ешқандай хабарланбаған OH әрiптесi жоқ 104 метанол мазерлерiн таңдау бағытында жүргiзiлдi. 1.3-бөлiмде айтылғандай 379 анықталған су мазер көздерiн, 128 OH және метанол мазерлерi 33-шi тек екi байланысқан OH мазерлерiмен байланысты, 70-сi ғана метанол мазерлерiмен байланысты және 148-i жалғыз болып табылады (яғни OH немесе метанол мазер эмиссиясымен байланысты емес). OH және метанол мазер сәуле екi беретiн көздерге қарай су мазер эмиссиясын анықтайтын 77 пайыз (166 128) болып табылады. Керiсiнше, (құрамында метанол жоқ) OH мазер орындарына қарай су мазер эмиссиясын анықтау 89 пайыз (37 33) болып табылады. Байланысқан метанол мазерлерi жоқ анықталған OH мазерлер маңында анықтау үшiн, бiз X2 тест жүргiзiлдi. 0,6 алынған -мән байланысты метанол жоқ OH мазер көздердi ары қарай су мазерлерiнiң жоғары анықтау дәрежесi статистикалық маңызды емес екенiн бiлдiредi. 2004 жылы бағытталған метанол мазерлер үлгiсi бiртектi емес болғандықтан, анықтау статистикадан алынған метанолсу шоғырлары қатысты катаң қорытынды жасауға қиын болып тұр. Бiз (37 жалпы үлгiдегi) метанолы жоқ OH мазерлер маңындағы (104 жалпы үлгiдегi) OH жоқ метанол мазерлерi маңындағы 70 су шоғырларын және 33 су шоғырларын таптық. Алайда, OH және метанол мазерлерiн ашатын екi көздерден 77 пайыз анықтау дәрежесiмен бiрге, су өмiрi, OH және метанол мазерлерi арасындағы қамтудың үлкен екенiн көрсетедi. Aл ықтимал түсiндiру, жұлдыз эволюциясы кезiнде метанол мазерлерi тек бiрiншi мазер түрлерi емес, сондай-ақ OH және су екеуi ұзағырақ сақталатын түрлерi бiрiншi болып iстен шығарылады дегенiмiз осы. Кесте 5 OH және метанол мазерлерiмен сондай-ақ 22 Ггц радио континууммен байланысуына сәйкес санаттарға бөлiнген бiз анықтаған су мазерлерiнiң орташа мәнiң және медианды ағын тығыздығын көрсетедi. Көз 2003 және 2004 жылдары анықталғанда, бiз екi бөлек енгiзулер ретiнде ағын тығыздығының
екi жазылған мағынасын пайдаландық. 1-шi бағанда шоыр түрлерi тiзiмдеме ретiнде келтiрiлген. Мұндағы барлық ағын тығыздығының су мазердiң ең жоғары дәрежесiн бiрге қосатын 'барлық көздер' осы дәуiрде анықталған; OH? Метанол немесе континуум жоғарыда аталған көзбен байланысқан, бiрақ тек осы көздермен ғана шектелмеген су мазерлерiне сiлтеме жасайды; 'тек' OH немесе метанол тек ғана осы OH немесе метанол мазерлерiмен арнаййы түрде байланысқан, бiрақ олардың 22 Ггц радио континуумымен байланысына шектеулер қоймайтын су мазер көздерiн ғана бiрге қосады; ал 'жекеленгенi' OH немесе метанол мазерлерiмен байланыспаған су көздерiне сiлтеме жасайды. Бiз бұл су мазерiнiң ағын тығыздығының жекеленген көзден метанол мазерлерiмен байланысқан көздерге дейiн, OH мазерлерiмен байланысқан көздерге дейiн және 22 Ггц радио континуумға дейiн ұлғаятын жиi кездесетiн жағдай бар екен деп санаймыз. Бұл су мазерлерiнiң 6-6 Ггц метанол мазерлерi үшiн Breen соавт. (2010) тапқандарға ұқсас көздердiң қатынасуынан соң ағын тығыздығында ұлғаятының көрсету мүмкiн. Дегенiмен, бiз, жекеленген су мазерiнiң орташа мағынасы және медианды ағын тығыздығы кейбiр көздердiң массасы төмен жұлдыздармен байланысқан бола тұратын себебiнен, кем алғанда, жартылай күйде болатыны көрiнедi. 6.6 Ггц метанол мазерлерi үшiн метанол қоссәулелi (MMB) бақылауының оңтүстiк жарты сфералық компонентiнiңсоңғы аяқталуы (Green et al. 2009; Caswell et al. 2010) жақын арада С98 OH жиынтығына қарағанда аса егжей-тегжейлi SFR жиынтығын байланысқан су мазер эмиссиясын iздеу үшiн ұсынады. MMB бақылау Галактикадағы жас массасы жоғары жұлдыздар үшiн алда жүргiзiлетiн және галактикалық жазықтық 2⋅ ауқымында толық болатын ең сезiмтал бақылау болып табылады. Метанол мазерлердың осы бейтарап жиынтығындағы су мазерiнiң бақылаулары тiркелетiн метанол мен су мазер шоғырларының анықталуының мағынасына жету мүмкiндiгiн болдырады және OH мен су мазер шоғырларының салыстыруынан алынған статистиканы салыстыруға мүмкiндiк бередi. Осыған байланысты, iс жүзiнде бiздiң метанол-бағытталған үлгiмiз бiртектi емес болғандықтан, бiз осы метанол үлгi бойынша келесi тұжырым жасауға тырыспаймыз. Бiз MMB бақылауында және IR деректерде белгiленген көздер арасындағы 22 Ггц су мазерлерi, 12.2 Ггц метаноол мазерлерi және басқада мазерлi емес молекулалық элементтермен байланыстағы салыстыру басқа метанол өткелдерiнiң болуынаболмауына жауапты әртүрлi физикалық жағдайлар құрамындағы ерекше бiлiмдi ашатының болжаймыз. Beuther соавт. (2002) 29 массивтi SFR-лердегi су мен метанол мазерлердiң жоғары-ажыратымдылық зерттеуiн жүргiзген және 10 метанол мазерлерiнiң еңiстiк арқылы су мазерлерiмен шамамен 1.5 доғалық секунд белгiсiздiкке байланысатының анықтаған. Олар нәтижелерiнен анық болып алынбайтын екi мазер элементтерi арасындағы кеңiстiк корреляциясының жоқтығын байқаған және мазер дақтарының егжей-тегжейлi корреляциялары күмәнды деген ортақ үмiтке сiлтеме жасаған. Бiздiң анықтағанымыз OH мазер мақсаттарының 80 пайызына жақын су мазерлерiнiң пайда болғаны OH мақсаттарындағы метсанолдың пайда болуымен салыстырмалы болып табылады. Су мазерлерiнiң танымал ауа тарту схемасы қайшылық болатын алыс IR ралдиациясына байланысты OH мен метанолы бар танымал ауа тарту схемалардың ерекшелiгiнiң көрiнiсi таң қаларлық бiлдiру мүмкiн (Elitzur, Hollenbach & McKee 1989). Дегенiмен, бұл, көптеген аймақтарда, су мазерлерiнiң пайда болуына тиiмдi тығыздығы жоғары соқтығысқан аймақтарға байланысты немесе оларға жақын қашықта метанол мен OH мазерлерi пайда болған деген үмiтпен сәйкес. Осыған ары қарай жету үшiн, бәлкiм, басқа мазер элементерiне қарағанда су мазерлерi осындай соқтығысқан аймақтардың массасы жоары жұлдыздардың қабықшасында ғана емес, сондай-ақ керi ағындарда және IR ағыны кем массасы төмендiрек жұлдыздарда ең жиi кездесетiн пайда болуымен сәйкес болып табылады. Ең қызығы, формальдегид мазерлерiнiң тартылуы (SFR-дi жиi емес бақылайтын) анық емес, өйткенi Boland & de Jong (1981) радиациялық тарту нәтижелi емес және Hoffman соавт. (2003) сәйкес соқтығыстар мен қақтығыстарды қажет етуi мүмкiн.
Кесте 1.1
Бiз анықтаған барлық көздер үшiн орталық және медианды су мазердiң ағын тығыздығы.
Су топтастыруы
Орташа ағын тығыздығы (Jy)
Медианды ағын тығыздығы (Jy)
Барлық көздер
57.1
5
OH-пен
96.1
15
Метанол-мен
68.3
9
Континуум-мен
74.9
18
Тек ғана OH
138.2
25
Тек ғана метанол
26.1
3.5
Жекеленген
18.9
2.8
1.7 Су мазері ерекшелiктерiнiң жылдамдық таралымы
Су мазерлерiнiң жылдамдық таралымының iшкi түрi қызық, бiрақ OH мен метанол әрiптестермен салыстыруындағы көптеген зерттеулер қол жетiмдi. Көптеген орындардағы су мазерiнiң эмиссиясы, орташа жылдамдық деңгейi 30kms−1 ал медианы 15kms−1 көрсететiн 2004 жылы өлшенген орташа жылдамдық деңгейi 27kms−1 ал медианы 15kms−1 2003 жылы өлшенген су мазерлерiнiң жылдамдық деңгейi мен OH мен метанолдан үлкен болып табылады. Осыған қарама қарсы, метанол мазерлерi сирек кездерде 16kms−1 жылдамдық деңшейiнен асатын эмиссияны көрсетедi (Caswell 2009), ал С98 2.7 Jy -дан 9kms−1 болып асатын ағыны тығыз 100 OH мазерлерiнiң медиандыжылдамдық деңгейiн анықтады. Кейбiр кездерде су эмиссиясының жүйелiк жылдамдық шамасында симметриалы бiрақ жиi кездерде симметриялы еместiгi байқалған. Ең қатаң су мазер эмиссиясы байланысқан OH пен метанол мазерлерiнiң жылдамдық деңгейiне шектелген. Метанол мазер эмиссиясының жылдамдығы есептелген көздердiң кинематикалық арақашықтығын болдыратын (e.g. Caswell 2009; Pandian, Menten & Goldsmith 2009) осы мазерлер бақылайтын аймақтардың жүйелiк жылдамдығының болжамды көрсеткiшi ретiнде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz