Поддержка рентгеновского обзора всего неба обсерватории СРГ в оптическом диапазоне

1. Поддержка рентгеновского обзора всего неба обсерватории СРГ в оптическом диапазоне

2. Спектр Рентген Гамма (СРГ) eROSITA ART-XC

3. Обзор всего неба СРГ • 3000000 активных ядер галактик, включая самые яркие квазары во Вселенной • 100000 скоплений галактик, включая ВСЕ массивные скопления в наблюдаемой части Вселенной • Порядка 1000 аккрецирующих белых карликов в двойных системах — практически ВСЕ объекты этого типа в Галактике, доступные для наблюдений • Черные дыры и нейтронные звезды в рентгеновских двоных системах — новый диапазон светимостей • Гамма-всплески, • Звезды с активными хромосферами, и многое другое ...

4. Скопления галактик

5. Темная энергия • ответственна за ускоренное расширение Вселенной • влияет на образование скоплений галактик

6. Темная энергия z=0 z=0.5 Исследуя то, как образуются скопления галактик, мы можем изучать свойства темной энергии. Вопрос о природе темной энергии является одной из наиболее фундаментальных задач современной физики.

7. Ярчайшие квазары во Вселенной В обзоре СРГ будут обнаружены наиболее яркие и далекие квазары во Вселенной — сверхмассивные черные дыры с массами от миллионов до миллиардов солнечных масс. Один из вопросов — как такие объекты могли образоваться спустя всего один миллиард лет после Большого взрыва?

8. Обзор в жестком рентгене • В обзоре СРГ будет зарегистрировано в 10—100 раз больше источников, по сравнению с обзором всего неба обсерватории ИНТЕГРАЛ (на рисунке): • поглощенные активные ядра галактик • неисследованный диапазон рентгеновских светимостей галактических источников

9. Катаклизмические переменные • В обзоре СРГ будет получена полная выборка ~1000 катаклизмических переменных, включая большое количество слабых тесных систем: • проверка моделей звездной эволюции • происхождение сверхновых типа Ia • наблюдение гравитационных волн Слоановский обзор — ~100 катаклизмических переменных

10. Обзор СРГ Рентгеновский обзор всего неба обсервтории СРГ дает координаты и потоки рентгеновских источников. Для того, чтобы получить научные результаты, о которых говорилось выше, требуются дополнительные данные в оптическом диапазоне. Кроме общедоступных данных потребуются и дополнительные наблюдения.

11. Доступные оптические обзоры: Digital Sky Survey (DSS) • все небо • фотопластинки • mlim  20 • B, R, IR

12. Доступные оптические обзоры: Слоановский цифровой обзор (SDSS) • 15000 кв. шрадусов • ПЗС • mlim 22 • u'g'r'i'z'

13. Будущие обзоры: Pan-Starrs, PS-1 • Первый выпуск данных — 2013 г. • зеркало: 1.8-м • поле зрения: 9 кв. град. • mlim 23 • grizy

14. Будущие обзоры: SDSS-III, BOSS • 1500000 спектров больших красных галактик — значительная часть ярчайших галактик скоплений до z=0.6

15. Какие дополнительные наблюдения потребуются? • Начальный отбор объектов будет проводиться по фотометрическим и спектроскопическим данным широкоугольных обзоров. При помощи наземных телескопов потребуется получать, в основном: • глубокие прямые снимки в широкополосных фильтрах (глубже SDSS), снимки в средне- и узкополосных фильрах • спектры никого разрешения для определения типов и измерения красных смещений объектов

16. Глубокие изображения SDSS, r 1.5-м телескоп, 1 час, r Глубокие изображения необходимы для оптического отождествления скоплений галактик на высоких красных вмещениях. На рисунке показано далекое скопление, которого не видно на изображениях Слоановского обзора, однако, его можно хорошо увидеть на более глубоком изображении, полученном при помощи 1.5-м телескопа.

17. Глубокие изображения SDSS, i SDSS, z Кроме того, глубокие изображения нужны, например, для поиска квазаров на высоких красных смещениях. На рисунке стрелкой показан очень далекий квазар, расположенный на z=6.28.

18. Спектроскопия низкого разрешения Красные смещение скоплений галактик на красных смещениях z<0.4-0.5 могут быть измерены на небольшом телескопе с диаметром зеркала 1-3 м.

19. Спектроскопия низкого разрешения Определение типов активных ядер галактик, измерение светимостей в линиях. На рисунках для примера показаны спектры АЯГ 1-го и 2-го типа (слева и справа), полученные ра 1.5-м телескопе (РТТ-150).

20. Спектроскопия низкого разрешения Отождествление квазаров на высоких красных смещениях. Скачок в спектрах далеких квазаров возникает из-за того, что Вселенная на таких высоких красных смещениях еще не ионизована и поглощает практически все излучение с энергией фотонов выше лаймановской α-линии.

21. Спектроскопия низкого разрешения Отождествление катаклизмических переменных и определение типов рентгеновских двойных систем. В оптических спектрах рентгеновских двойных видны линии излучения аккреционного диска, линии поглощения обычных звезд и белых карликов, и т.п.

22. Фотометрия в среднеполосных фильтрах По фотометрии в широких фильтрах часто не удается надежно определить тип источника. Однако, если широкие полосы разбить на 3—4 среднеполосных фильтра, тип объекта определяется гораздо надежнее.

23. Фотометрия в среднеполосных фильтрах В красной области спектра спреднеполосные фильтры исключают яркие линии неба, поэтому сигнал-шум не уменьшается!

24. Фотометрия в среднеполосных фильтрах Фотометрия в широких полосах дает фотометрические оценки активных ядер галактик с большими ошибками (см. рис.). По фотометрии в среднеполосных фильтрах измерения красных смещений можно сделать на порядок более точными.

25. Требуемые наблюдения, прямые изображения - экспозиции даны для телескопа с диаметром зеркала 1.5-м

26. Требуемые наблюдения, спектроскопия - экспозиции даны для телескопа с диаметром зеркала 1.5-м

27. Требуемые наблюдения, спектроскопия на больших телескопах - экспозиции даны для 6-м телескопа БТА

28. Требуемые наблюдения, среднеполосная фотометрия Требуется покрывать большие площадки на небе — от 1000 кв. градусов до всего видимого неба. Изображения должны быть глубже SDSS — т.е., нужны широкоугольные телескопы с зеркалами не менее 1 м.

29. Выводы • Для поддержки обзора всего неба космической обсерватории СРГ потребуется, в основном, спектроскопия низкого разрешения, а также глубокие прямые изображения и фотометрия в широко- и среднеполосных фильтрах • Небольшие телескопы с диаметром зеркала <3м смогут обеспечить существенную часть необходимой наземной поддержки будущего рентгеновского обзора • Потребуется большое количество наблюдений на различных оптических телескопах

30. Доступные телескопы • САО БТА (прямые снимки и спектроскопия) • РТТ150 (спектроскопия и фотометрия) • САО 1-м Цейсс (спектроскопия) • Монды АЗТ-33ИК (спектроскопия) и АЗТ-33 ВМ (фотометрия) • Терскол Цейсс - 2 м (спектроскопия) • Бюракан ЗТА (спектроскопия) и 1м Шмидта (фотометрия) • КРАО ЗТШ (спектроскопия) • ГАИШ 2.5 м — после 2015 г. (?)

31. САО БТА, 6-м