ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2023, том 49, № 1, с. 56-64

ПОИСК АКТИВНЫХ ЯДЕР В КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИКАХ

В ПОЛЕ М81 ПО ДАННЫМ ОБСЕРВАТОРИИ ИНТЕГРАЛ

¹Институт космических исследований РАН, Москва, Россия

²Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, Россия

Поступила в редакцию 14.11.2022 г.

После доработки 08.12.2022 г.; принята к публикации 08.12.2022 г.

По данным многолетних наблюдений обсерватории ИНТЕГРАЛ в жестком рентгеновском диапазоне

получены верхние пределы на болометрическую светимость ядер 72 близких карликовых галактик,

расположенных в поле М81: L_bol ≲ 10⁴¹ эрг с-1. Это позволило ограничить долю галактик, в которых

протекает аккреция (с темпом выше 0.1% от критического) вещества на центральную черную дыру.

В простых предположениях о массах черных дыр и распределении темпов аккреции эта доля не

превышает 9%. Для получения более строгих ограничений требуются оценки масс черных дыр в

исследуемых галактиках.

Ключевые слова: обзоры неба, рентгеновские источники, активные ядра галактик.

DOI: 10.31857/S0320010823010060, EDN: PKOJOG

ВВЕДЕНИЕ

могут в принципе дожить до современной эпохи не

только в карликовых, но и в больших галактиках

Согласно современным представлениям, в цен-

с бедной историей слияний (Субраманьян и др.,

тральных областях большинства массивных галак-

2016; Чилингарян и др., 2018; Сабурова и др.,

тик в настоящую эпоху находятся черные дыры с

2021). При этом звездные балджи таких галактик

массами M_BH ≈ 10⁶-10¹⁰ M_⊙ — так называемые

обычно оказываются сравнительно маломассив-

сверхмассивные черные дыры (СМЧД). С другой

ными, что подтверждает глобальную взаимосвязь

стороны, на красных смещениях z ≳ 6 обнаружи-

эволюции балджей и центральных ЧД (Корменди,

ваются квазары, центральные СМЧД в которых

Хо, 2013).

уже достигли массы в 10⁹ M_⊙ и более (см. рис. 1

Поиск и исследование карликовых галактик

в обзоре Инашёши и др., 2020, и приведенные

даже в локальной Вселенной являются нетри-

в нем ссылки). Чтобы объяснить быстрое фор-

виальной задачей. Из-за их низкой поверхност-

мирование таких массивных объектов в ранней

ной яркости (22-26 зв. вел. на кв. сек. дуги в

Вселенной, обычно предполагают существование

B-фильтре (Караченцев, Кайсина, 2019) для бли-

“затравочных” черных дыр (см. обзор Волонтери и

жайших к Млечному Пути групп галактик) тре-

др., 2021), из которых путем аккреции и слияний в

буются длительные наблюдения и специализиро-

дальнейшем получаются СМЧД. Исходные массы

ванные подходы к обработке данных. Одним из

затравочных ЧД неизвестны; в различных моделях

возможных способов поиска карликовых галак-

предполагается, что они могут лежать в диапазоне

тик с центральными черными дырами является

от десятков-сотен M_⊙ (т.е. звездных) до миллио-

их отбор по данным чувствительных широкополь-

нов M_⊙.

ных обзоров (в т.ч. обзоров всего неба) в рент-

Возможным способом проверки рассматривае-

геновском диапазоне, особенно на энергиях вы-

мых сценариев зарождения ЧД в ядрах галактик

ше 10 кэВ. Обнаружение яркого (со светимостью

являются наблюдения маломассивных (карлико-

L_X ≳ 10⁴⁰ эрг с-1) источника в галактике почти

вых) галактик (Волонтери и др., 2008) с целью

однозначно указывает на то, что там происходит

измерения доли галактик с центральными ЧД и

аккреция на массивную (более 10² M_⊙) черную

измерения масс последних. В этой связи необходи-

дыру. При этом использование более жесткого диа-

мо отметить, что маломассивные центральные ЧД

пазона позволяет уменьшить возможное загрязне-

ние выборки ультраяркими рентгеновскими источ-

^*Электронный адрес: i.a.mereminskiy@gmail.com

никами (ULX), поскольку на этих энергиях в их

ПОИСК АКТИВНЫХ ЯДЕР В КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИКАХ

спектрах обычно наблюдается экспоненциальный

прибора IBIS/ISGRI удалось достичь предельной

завал (см., например, Сазонов и др., 2014; Каарет и

чувствительности лучше 0.2 мКраб, что делает его

др., 2017). Кроме того, в этом диапазоне излучение

глубочайшим внегалактическим полем обсервато-

гораздо меньше подвержено поглощению в газо-

рии ИНТЕГРАЛ.

пылевом торе вокруг черной дыры, которое может

В настоящей работе была использована цен-

быть большим на энергиях ниже 10 кэВ даже

тральная часть поля (радиусом 14^◦, с координа-

в случае активных ядер маломассивных галактик

тами центра RA, Dec = 146.3^◦, 69.9^◦ FK5, эпоха

(см., например, Анш и др., 2022).

J2000), в которой всюду достигается чувствитель-

В настоящей работе был проведен поиск актив-

ность лучше 0.45 мКраб (6.4 × 10-12 эрг см-2

ных ядер (АЯГ) в карликовых галактиках, принад-

с-1) в диапазоне 17-60 кэВ, а предельная чув-

лежащих к крупнейшей близкой группе галактик

ствительность составляет 2.9 × 10-12 эрг см-2 с-1

М81 (Караченцев и др., 2002) по данным наблю-

для детектирования на уровне значимости 4.5σ

дений обсерватории ИНТЕГРАЛ (Винклер и др.,

(при таком пороге ожидаемое количество ложных

2003), накопленным за более чем 17 лет ее ра-

источников составляет значительно менее одного

боты на орбите. Центральная галактика группы —

объекта на все поле). Детектирование источников

M81 — расположена на расстоянии 3.7 Мпк (Ка-

выполнялось в соответствии с процедурами, опи-

раченцев и др., 2018). Также в поле нашего обзора

санными в работе (Кривонос и др, 2022).

попала группа галактик NGC 2787, лежащая зна-

чительно дальше, на 7.4 Мпк (Караченцев и др.,

ВЫБОРКА КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИК

2018). Поэтому карликовые галактики этой группы

Для составления выборки мы использовали

тоже были включены в исследование.

данные каталога Местного объема (Караченцев и

др., 2013; Караченцев, Кайсина, 2019). Всего было

ПОЛЕ M81

отобрано 78 галактик, лежащих в центральной ча-

сти поля (R = 14^◦). Для всех галактик по известной

Для построения карты неба были использованы

наблюдаемой звездной величине в K-фильтре (для

все доступные данные, полученные с марта 2003 г.

некоторых галактик из выборки звездная величина

по июль 2021 г. прибором ISGRI/IBIS (Лебран

в K-фильтре была рассчитана по наблюдаемой

и др., 2003). Использовался набор программного

звездной величине в B-фильтре, см. описание

обеспечения, разработанный в ИКИ РАН (Кри-

каталога Караченцева и др., 2013) была рассчи-

вонос и др., 2010; Чуразов и др., 2014). Для по-

тана звездная масса M_∗ в предположении, что

строения обзора был взят энергетический диапазон

отношение массы к светимости Υ_∗ = 1 M_⊙/L_⊙,K

17-60 кэВ, поскольку в нем достигается наиболь-

(Бэлл и др.,

2003). Далее, из выборки были

шая чувствительность, как было показано в работе

исключены галактики M81, M82 и NGC2787,

(Кривонос и др., 2022).

звездная масса которых log(M_∗) ≳ 10, и которые,

Поле М81 является уникальным по накоплен-

очевидно, не являются карликовыми, а также

ной экспозиции и достигнутой чувствительности

галактика HIJASS J1021+6842, обнаруженная

в жестком рентгеновском диапазоне. Изначаль-

в линии нейтрального водорода 21 см (Бойс и

но это поле наблюдалось в ходе программ, по-

др., 2001) и не зарегистрированная в оптических

священных исследованию спектров ультраярких

обзорах.

рентгеновских источников в близких галактиках

Угловое разрешение телескопа IBIS (≈12^′, Ле-

(M82 X-1, Hol IX X-1, Сазонов и др., 2014) и

бран и др., 2003) накладывает ограничения на воз-

поиску линий радиоактивного распада⁵⁶Co после

можность разделить собственное излучение кар-

вспышки сверхновой SN2014J типа Ia в галактике

ликовой галактики от излучения центральной га-

M82 (Чуразов и др., 2014). Глубокий обзор поля

лактики группы, если в ней присутствует активное

М81, основанный на этих данных, был представлен

ядро, или от других рентгеновских источников. Мы

в работе (Мереминский и др., 2016). Начиная с

исключили из выборки все карликовые галактики,

2019 г. по нашим заявкам проводятся регуляр-

расположенные на угловом расстоянии менее 12^′

ные наблюдения этого поля обсерваторией ИНТЕ-

от известных рентгеновских источников в поле

ГРАЛ, основной задачей которых является поиск

(Мереминский и др., 2016). Всего таких галактик

сильнопоглощенных АЯГ по совокупности данных

оказалось две — HolmIX и BK3N: обе расположе-

наблюдений обсерватории ИНТЕГРАЛ в жестких

ны близко к M81, активное ядро которой является

рентгеновских лучах и квази-одновременного об-

ярким источником жесткого рентгеновского излу-

зора всего неба обсерватории СРГ (Сюняев и др.,

чения (Сазонов и др., 2014).

2021) в более мягком рентгеновском диапазоне.

Всего в выборке осталось 72 галактики, значи-

Благодаря столь продолжительным наблюдениям,

тельная часть (55) из которых имеет массу log M_∗ ≤

к настоящему времени в поле M81 с помощью

≤ 8 (рис. 1). Кроме того, для 24 галактик выборки

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

№1

2023

МЕРЕМИНСКИЙ и др.

lgM_*

Рис. 1. Слева: распределение карликовых галактик выборки по звездной массе, определенной по звездной величине

в K-фильтре. Справа: корреляция звездной массы и полной массы внутри холмбергского радиуса для подвыборки

галактик.

T, morphological type

Рис. 2. Распределение карликовых галактик выборки по морфологическому типу Т.

имеется оценка полной массы внутри холмберг-

рентгеновскую светимость, не учитывая возмож-

ского радиуса¹ (Холмберг, 1958), сделанное по

ный вклад нескольких компонент. Большинство

объектов в выборке (35) являются сфероидальны-

измерениям в линии 21 см (Робертс, Хайнес, 1994),

и она хорошо коррелирует с измерением звездной

ми галактиками раннего типа (с морфологическим

массы по NIR-фотометрии.

типом T по де Вокулёру (де Вокулер и др., 1991,

-3...-1), примерно столько же (33) иррегулярных

Некоторые карликовые галактики в выборке

галактик (T = 9-10). Распределение галактик по

также не разрешаются телескопом IBIS, в част-

морфологическому типу показано на рис. 2.

ности, плотные группы вблизи M81 и NGC2787.

Следует отметить, что большинство галактик в

Несмотря на это, мы приводим верхние пределы на

выборке находятся на расстояниях в 3-4.5 Мпк

¹Т.е. внутри изофоты 26.5 зв. величины на кв. угл. сек в

и принадлежат к группе M81 (Караченцев и др.,

B-фильтре.

2002). Также в выборке много галактик группы

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

№1

2023

ПОИСК АКТИВНЫХ ЯДЕР В КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИКАХ

MBH = 2.5

10⁴ M*, 10% L

Edd

MBH = 2.5

10⁴ M*, 1% LEdd

MBH = 2.5

10⁴ M*, 0.1% LEdd

lgM_*

Рис. 3. Верхниепределына болометрическуюсветимость центральныхЧД в карликовых галактиках выборки. Сплошные

линии соответствуют темпам аккреции в 10-3-0.1 эддингтоновского, в предположении, что масса центральной ЧД

пропорциональна звездной массе галактики MBH = 2.5 × 10-4M∗, а пунктирные— темпам аккреции в 10-3-10-2

эддингтоновского для ЧД с массой 10⁵ M⊙.

NGC 2787, лежащих на расстоянии 7.5 Мпк. Про-

Ни одна из галактик выборки не регистрируется

чие галактики лежат на б ´oльших расстояниях, за

в нашем обзоре. Для известного положения каждой

исключением карликовой сфероидальной галак-

из галактик мы рассчитали 3σ верхний предел на

тики UMa II (Цукер и др., 2006), являющейся

поток в диапазоне 17-60 кэВ. В табл. 1 приведе-

спутником Млечного Пути и расположенной на

ны полученные ограничения на болометрическую

расстоянии в 30 кпк. Вся выборка представлена в

светимость АЯГ в карликовых галактиках в поле

табл. 1; для каждой галактики приведены небесные

М81. Полученные из жесткого рентгеновского диа-

координаты (на эпоху 2000), расстояние, оценка

пазона ограничения соответствуют характерным

звездной массы, морфологический тип T и тип

болометрическим светимостям L_bol ≲ 10⁴¹ эрг с-1

распределения поверхностной яркости (см. часть 3

для расстояния в 5 Мпк.

каталога Караченцев и др., 2013).

В современных внегалактических обзорах, про-

водимых с помощью зеркальных рентгеновских те-

ОГРАНИЧЕНИЯ НА БОЛОМЕТРИЧЕСКУЮ

лескопов, находят кандидатов в АЯГ в карликовых

СВЕТИМОСТЬ АЯГ

галактиках с болометрической светимостью в 1-

Полученные нами карты позволяют напрямую

10% от эддингтоновской (Пардо и др., 2016; Бир-

ограничить наблюдаемый поток в жестком рент-

чалл и др., 2020). Есть ли такие в нашей выборке?

геновском диапазоне от интересующих источни-

На рис. 3 показаны полученные в данной работе

ков, а уже исходя из измеренного рентгеновско-

верхние пределы на болометрическую светимость

го потока можно сделать предположение о пол-

ядер карликовых галактик. Для сравнения пока-

ной болометрической светимости АЯГ. В рабо-

заны линии, соответствующие разным (0.01-10%)

те (Сазонов и др., 2012) по данным многовол-

долям эддингтоновской светимости в предположе-

новых наблюдений 68 ярких сейфертовских га-

нии, что масса центральной ЧД пропорциональ-

лактик, отобранных по результатам обзора всего

на звездной массе галактики с коэффициентом

неба обсерватории ИНТЕГРАЛ, было определено

отношение наблюдаемой светимости L17-60keV в

M_BH = 2.5 × 10-4 × M_∗. Эта зависимость измере-

жестком рентгеновском диапазоне к болометриче-

на для обычных (массивных) галактик (Рейнес, Во-

ской светимости. Оно оказалось равным в среднем

лонтери, 2015; Грини и др., 2020) и характеризуется

L_bol/L17-60keV = 9, с характерным разбросом 6-

значительной дисперсией. Для менее массивных

15. Далее в наших расчетах используется коэффи-

галактик соотношение между M_BH и M_∗ плохо изу-

циент L_bol/L17-60keV = 9.

чено. Немногочисленные имеющиеся оценки масс

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

№1

2023

МЕРЕМИНСКИЙ и др.

Таблица 1. Верхние пределы на болометрическую светимость для галактик в поле M81

Индекс

Имя

Dec

D, Mпк

log M_∗

T_dw

log L_bol

NGC2366

112.2275

69.2053

3.28

8.7

Im N

40.6

DDO044

113.5471

66.8861

3.21

7.8

Sph L

-3

40.6

NGC2403

114.2142

65.5994

3.19

9.9

40.7

MADCASH J0742+65dw

115.6621

65.4172

3.39

5.9

Sph L

-2

40.7

HolmII

124.7667

70.7142

3.47

9.2

Im N

40.5

KDG052

125.9833

71.0294

3.42

7.0

Ir L

40.5

Dw0827+6452

126.8179

64.8739

3.70

5.9

Sph L

-2

40.6

DDO053

128.5271

66.1792

3.68

7.3

Ir N

40.6

UGC04483

129.2625

69.7753

3.58

7.1

Ir N

40.5

UMa II

132.875

63.13

0.03

4.1

Sph X

-2

36.4

PGC025409

135.7108

71.3061

7.50

7.6

BCD N

41.1

Dw0910+7326

137.565

73.44

3.70

7.4

Sph L

-2

40.5

Dw0910+6942

137.6754

69.7031

7.50

7.2

Sph L

-2

41.1

Dw0916+6944

139.1821

69.7336

7.50

6.4

Irr L

41.1

Dw0918+6935

139.6454

69.5953

7.50

6.8

Sph L

-2

41.1

Dw0919+6932

139.7825

69.5483

7.50

6.1

Tr L

41.1

UGC04918

139.8238

69.8011

7.50

7.8

Im N

41.1

Dw0919+6955

139.8912

69.9222

7.50

7.0

Sph L

-2

41.1

Dw0920+6924

140.0108

69.4125

7.50

6.7

Sph L

-2

41.1

Dw0920+7017

140.0933

70.2914

7.50

7.2

Sph L

-2

41.1

UGC04998

141.3004

68.3831

8.24

8.7

BCD N

41.2

[CKT2009]d0926+70

141.6162

70.5067

3.40

6.1

Tr L

40.4

Dw0927+6818

141.8658

68.3153

7.50

6.3

Irr L

41.1

[CKT2009]d0934+70

143.5154

70.2158

3.02

7.2

Sph X

-3

40.3

[CKT2009]d0939+71

144.8162

71.3117

3.65

5.6

Sph L

40.4

HolmI

145.1346

71.1864

4.02

8.1

Ir N

40.5

[CKT2009]d0944+69

146.0937

69.2111

3.84

5.9

Sph X

-3

40.5

[CKT2009]d0944+71

146.1433

71.4825

3.47

7.4

Sph L

-1

40.4

F8D1

146.1962

67.4386

3.75

7.6

Sph L

-3

40.5

FM1

146.2917

68.765

3.78

7.7

Sph L

-3

40.5

NGC2976

146.815

67.9136

3.66

9.5

40.4

KK77

147.5417

67.5067

3.80

8.1

Sph L

-3

40.5

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

№1

2023

ПОИСК АКТИВНЫХ ЯДЕР В КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИКАХ

Таблица 1. Продолжение

Индекс

Имя

Dec

D, Mпк

log M_∗

T_dw

log L_bol

[CKT2009]d0955+70

148.8067

70.4081

3.45

6.5

Sph X

-3

40.4

JKB83

148.9567

69.3325

3.70

5.6

Ir N

40.4

KDG061

149.2612

68.5917

3.66

8.1

Sph N

-1

40.4

KDG61em

149.2812

68.5983

3.70

6.0

Ir N

40.5

ClumpI

149.3383

68.7153

3.60

5.6

Ir N

40.4

A0952+69

149.3708

69.2722

3.93

6.9

Ir L

40.5

[CKT2009]d0958+66

149.7021

66.8497

3.82

7.1

BCD N

40.5

[CKT2009]d0959+68

149.8879

68.6569

4.27

6.4

Ir L

40.6

KKH57

150.0667

63.185

3.68

7.0

Sph L

-3

40.5

ClumpIII

150.1683

68.6603

3.60

5.6

Ir L

40.4

NGC3077

150.8375

68.7339

3.85

9.6

dEem N

40.5

GARLAND

150.925

68.6933

3.82

6.8

Ir X

40.5

BK5N

151.1679

68.2556

3.70

7.2

Sph L

-3

40.5

KDG063

151.2804

66.555

3.65

8.1

Tr L

-3

40.5

UGC05423

151.3775

70.3644

8.87

8.4

Ir N

41.2

d1005+68

151.3825

68.2389

3.98

5.9

Sph X

-2

40.5

[CKT2009]d1006+67

151.6925

67.2011

3.61

6.3

Sph X

-3

40.4

d1006+69

151.7312

69.9047

4.33

6.3

Sph X

-3

40.6

KDG064

151.7579

67.8275

3.75

8.0

Tr L

-3

40.5

IKN

152.0246

68.3992

3.75

8.4

Sph X

-3

40.5

d1009+68

152.3096

68.7569

3.73

6.3

Sph X

-3

40.5

[CKT2009]d1009+70

152.3954

70.5486

9.00

7.9

Sph L

-1

41.2

UGC05497

153.2017

64.1075

3.73

7.2

BCD N

40.5

[CKT2009]d1014+68

153.7325

68.7575

3.84

6.1

Sph X

-1

40.5

[CKT2009]d1015+69

153.7787

69.0375

4.07

6.1

Sph X

-1

40.5

HS117

155.355

71.1161

3.96

6.9

Tr L

40.5

DDO078

156.6162

67.6567

3.48

8.4

Sph L

-3

40.4

IC2574

157.0933

68.4161

3.93

9.1

40.5

[CKT2009]d1028+70

157.1654

70.2336

3.84

7.0

BCD N

40.5

DDO082

157.6458

70.6194

3.93

8.4

Im N

40.5

BK6N

158.6329

66.0117

3.31

7.3

Sph L

-3

40.4

[CKT2009]d1041+70

160.32

70.1508

3.70

6.4

Sph X

-2

40.5

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

том 49

№1

2023

МЕРЕМИНСКИЙ и др.

Таблица 1. Окончание

Индекс

Имя

Dec

D, Mпк log M_∗

T_dw

log L_bol

DDO087

162.4021

65.5306

8.51

8.4

Ir L

41.3

Dw1051+6416

162.8171

64.2781

9.00

6.5

Sph L

-2

41.3

KDG073

163.2379

69.5458

3.91

6.6

Ir L

40.6

KDG74

165.5908

70.2639

3.70

6.7

Sph L

-2

40.5

UGC06456

172.0025

78.9914

4.63

7.7

Ir N

40.9

UGC06451

172.1933

79.6019

3.70

6.9

Im N

40.7

[KK98] 125

183.1746

68.9272

8.00

7.1

Ir L

41.4

NGC4236

184.1804

69.4656

4.41

9.6

40.9

центральных ЧД в галактиках с массами log M_∗ =

чем в 90% случаев в исследуемой выборке карли-

= 9-9.5 (в массах Солнца) демонстрируют зна-

ковых галактик не регистрировалось бы ни одного

чительный разброс log M_BH ∼ 4-6.5 (Чилингарян

объекта - в соответствии с нашими наблюдениями.

и др., 2018; Балдассарэ и др., 2020), а для ком-

Для определенной таким образом доли АЯГ, благо-

пактных карликовых галактик в работе (Ферре и

даря большому размеру выборки, удается получить

др., 2021) было отмечено явное “уплощение” за-

достаточно строгий верхний предел F_AGN ≲ 3.3%.

висимости M_BH - M_∗ в области 6 ≤ log M_∗ ≤ 8, в

В массивных галактиках ближней Вселенной

которой массы центральных ЧД оказываются на

(z < 0.15), зарегистрированных в жестком рент-

3-4 порядка больше, чем следует из параметриза-

геновском диапазоне, распределение темпов ак-

ции (Грини и др., 2020). Поэтому на рис. 3 также

креции f(λ_Edd) может быть описано степенным

нанесены линии, соответствующие уровням в 0.1-

законом с показателем около -0.7 (Прохоренко,

1% от эддингтоновской светимости для ЧД с мас-

Сазонов, 2021). Если предположить, что для кар-

сой 10⁵ M_⊙. Таким образом, можно сделать осто-

ликовых галактик распределение темпов аккреции

рожный вывод, что болометрическая светимость

также следует степенному распределению с по-

центральных черных дыр большинства карликовых

казателем -1 в диапазоне λ_Edd = 0.1-10%, то,

галактик нашей выборки, по-видимому, не превы-

повторяя процедуру, описанную выше, можно по-

шает нескольких процентов от эддингтоновского

лучить более консервативную оценку на долю АЯГ

предела.

в близких карликовых галактиках: F_AGN ≲ 9.4%.

ДОЛЯ АЯГ СРЕДИ КАРЛИКОВЫХ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ГАЛАКТИК ПОЛЯ М81

Поскольку АЯГ в карликовых галактиках вы-

По данным многолетних наблюдений обсерва-

борки не были обнаружены, по полученным дан-

тории ИНТЕГРАЛ в жестком рентгеновском диа-

ным можно ограничить частоту, с которой такие

пазоне получены верхние пределы на болометри-

объекты встречаются в Местном объеме Вселен-

ческую светимость ядер 72 близких карликовых

ной. Для этого мы провели следующую симуля-

галактик, расположенных в поле M81. В простых

цию. Пусть в некоторой доле F_AGN карликовых

предположениях о населении центральных ЧД эта

галактик протекает аккреция на центральную ЧД

выборка позволяет ограничить долю активных ядер

с массой 10⁵ M_⊙ (что характерно для карликовых

в карликовых галактиках в Местном объеме на

галактик со звездными массами log M_∗ ≈ 9 (Чи-

уровне F_AGN ≲ 9%. Для получения более стро-

лингарян и др., 2018, Балдассарэ и др., 2020), с

гих ограничений требуются оценки масс черных

темпом аккреции λ_Edd = 0.1 - 10% относительно

дыр в исследуемых галактиках. Полученный предел

эддингтоновской светимости, причем все значения

сравним с другими имеющимися оценками доли

внутри этого интервала равновероятны (указания

активных ядер в карликовых галактиках (Шрамм и

на такое распределение темпов аккреции в близких

др., 2013; Лимонс и др., 2015; Прадо и др., 2015;

галактиках см. в Бирчал и др., 2020, 2022). Тогда

Бирчалл и др., 2022), однако данные ИНТЕГРАЛ

можно определить такую F_AGN, при которой более

позволяют эффективно исследовать галактики со

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

2023

№1

ПОИСК АКТИВНЫХ ЯДЕР В КАРЛИКОВЫХ ГАЛАКТИКАХ

звездной массой log M_∗ < 8, которые сложно изу-

Волонтери и др. (M. Volonteri, M. Habouzit, and

чать за пределами Местного объема.

M. Colpi), Nature Rev. Phys. 3(11), 732 (2021).

10.

Грини и др. (J.E. Greene, J. Strader, and L.C. Ho),

Б ´ольшую часть исследованной выборки соста-

Ann. Rev. Astron. Astrophys. 58, 257 (2020).

вили галактики, принадлежащие к группе M81.

11.

Инаёши и др. (K. Inayoshi, E. Visbal, and

Они делятся примерно поровну между галактиками

Z. Haiman), Ann. Rev. Astron. Astrophys.

58,

ранних и поздних типов. Благодаря близкому рас-

27 (2020).

положению группы M81 физические свойства мно-

12.

Каарет и др. (P. Kaaret, H. Feng, and T.P. Roberts),

гих из этих галактик достаточно хорошо изучены

Ann. Rev. Astron. Astrophys. 55(1), 303 (2017).

(см., например, Чибукас и др., 2013). В частности,

13.

Караченцев и др. (I.D. Karachentsev, E.I. Kaisina,

известно, что звездное население сфероидальных

and D.I. Makarov), MNRAS 479(3), 4136 (2018).

галактик группы является очень старым (хотя и

14.

Караченцев и др. (I.D. Karachentsev, D.I. Makarov,

в них встречаются локальные области звездооб-

and E.I. Kaisina), Astron. J. 145(4), 101 (2013).

разования — например в DDO044, Караченцев и

15.

Караченцев, Кайсина (I.D. Karachentsev and

др., 2011). В то же время в значительной до-

E.I. Kaisina), Astrophys. Bull. 74(2), 111 (2019).

ле галактик позднего типа группы M81 выявлено

16.

Караченцев и др. (I.D. Karachentsev, E. Dolphin,

молодое звездное население, что свидетельствует

D. Geisler, E.K. Grebel, P. Guhathakurta,

о недавних вспышках звездообразования, которое

P.W. Hodge, et al.), Astron. Astrophys. 383, 125

продолжается в некоторых галактиках и сейчас с

(2002).

характерными темпами, около 10-2...-3 M_⊙ год-1

17.

Караченцев и др. (I. Karachentsev, E. Kaisina,

(подробнее см. Караченцев, Кайсина, 2019), в том

S. Kaisin, and L. Makarova), MNRAS 415(1), L31

числе в центральных областях галактик. Это го-

(2011).

ворит о том, что в их ядрах может содержать-

18.

Корменди, Хо (J. Kormendy and L.C. Ho), Ann. Rev.

ся заметное количество холодного газа, который

Astron. Astrophys. 51(1), 511 (2013).

мог бы подпитывать аккрецию на центральную

19.

Кривонос и др. (R. Krivonos, M. Revnivtsev,

ЧД. Поэтому поиск АЯГ в карликовых галактиках

S. Tsygankov, S. Sazonov, A. Vikhlinin, M. Pavlinsky,

группы M81 несомненно стоит продолжить. Мы

et al.), Astron. Astrophys. 519, A107 (2010).

надеемся уже в скором времени получить более

20.

Кривонос и др. (R.A. Krivonos, S.Y. Sazonov,

строгие ограничения на присутствие таких объек-

E.A. Kuznetsova, A.A. Lutovinov, I.A. Mereminskiy,

тов в этой группе по данным продолжающегося

and S.S. Tsygankov), MNRAS 510(4), 4796 (2022).

рентгеновского обзора неба обсерватории СРГ.

21.

Лебран и др. (F. Lebrun, J.P. Leray, P. Lavocat,

J. Cr ´etolle, M. Arqu‘es, C. Blondel, et al.), Astron.

Astrophys. 411, L141 (2003).

Работа поддержана грантом РНФ 19-12-00396.

22.

Лимонс и др. (S.M. Lemons, A.E. Reines,

Авторы благодарят рецензентов за полезные заме-

R.M. Plotkin, E. Gallo, and J.E. Greene), Astrophys.

чания.

J. 805(1), 12 (2015).

23.

Мереминский и др. (I.A. Mereminskiy,

R.A. Krivonos, A.A. Lutovinov, S.Y. Sazonov,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

M.G. Revnivtsev, and R.A. Sunyaev), MNRAS

1. Анш и др. (S. Ansh, C.-T.J. Chen, W.N. Brandt,

459(1), 140 (2016).

C.E. Hood, E.S. Kammoun, G. Lansbury, et al.),

24.

Пардо и др. (K. Pardo, A.D. Goulding, J.E. Greene,

arXiv e-prints p. arXiv:2209.09913 (2022).

R.S. Somerville, E. Gallo, R.C. Hickox, et al.),

2. Балдассарэ и др. (V.F. Baldassare, C. Dickey,

Astrophys. J. 831(2), 203 (2016).

M. Geha, and A.E. Reines), Astrophys. J. (Lett.)

25.

Прохоренко, Сазонов (S. Prokhorenko and

898(1), L3 (2020).

S. Sazonov), arXiv e-prints arXiv:2111.07422

3. Бирчалл и др. (K.L. Birchall, M.G. Watson, and

(2021).

J. Aird), MNRAS 492(2), 2268 (2020).

26.

Рейнес, Волонтери (A.E. Reines and M. Volonteri),

4. Бирчалл и др. (K.L. Birchall, M.G. Watson, J. Aird,

Astrophys. J. 813(2), 82 (2015).

and R.L.C. Starling), MNRAS 510(3), 4556 (2022).

27.

Робертс, Хайнес (M.S. Roberts and M.P. Haynes),

5. Бойс и др. (P.J. Boyce, R.F. Minchin, V.A. Kilborn,

Ann. Rev. Astron. Astrophys. 32, 115 (1994).

M.J. Disney, R.H. Lang, C.A. Jordan, et al.),

28.

Сабурова и др. (A.S. Saburova, I.V. Chilingarian,

Astrophys. J. (Lett.) 560(2), L127 (2001).

A.V. Kasparova, O.K. Sil’chenko, K.A. Grishin,

6. Бэлл и др. (E.F. Bell, D.H. McIntosh, N. Katz, and

I.Y. Katkov, et al.), MNRAS 503(1), 830 (2021).

M.D. Weinberg), Astrophys. J. Suppl. Ser. 149(2),

289 (2003).

29.

Сазонов и др. (S.Y. Sazonov, A. Lutovinov, and

7. Винклер и др. (C. Winkler, T.J.L. Courvoisier,

R.A. Krivonos), Astron. Lett. 40(2-3), 65 (2014).

G. Di Cocco, N. Gehrels, A. Gim ´enez, S. Grebenev,

30.

Сазонов и др. (S. Sazonov, S.P. Willner,

et al.), Astron. Astrophys. 411, L1 (2003).

A.D. Goulding, R. C. Hickox, V. Gorjian,

8. Волонтери и др. (M. Volonteri, G. Lodato, and

M.W. Werner, et al.), Astrophys. J. 757(2), 181

P. Natarajan), MNRAS 383(3), 1079 (2008).

(2012).

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 49

№1

2023