Abstract
The paper is devoted to the analysis of the observation results with the single-mirror radio telescope RT-22 (PRAO, LPI) in the water vapor maser line at 22 GHz in the direction of dust clumps from the ATLASGAL and Bolocam large-scale blind surveys in the millimeter continuum. The aim of this paper is to search for masers in the water vapor line in previously unexplored sources and to study the variability of known masers. Observations of 140 sources resulted in the detection of maser emission at 22 GHz in six sources, and in four sources (ATLASGAL 016.987+00.981, 017.216+00.821, 018.701–00.229, and Bolocam 081.174–00.100) masers were detected for the first time. In two sources (ATLASGAL 034.195–0.592 and Bolocam 081.174–0.1), the water vapor line masers showed significant variability during the 8-month observation and follow-up program. Comparison of RT-22 observational data with archival data from the GBT‑100 telescope (US National Radio Astronomy Observatory) showed that 9 out of 140 sources show a significant change in the radiation flux density of masers: two sources changed from the category of masers with low brightness (\(\sim {\kern 1pt} 0.5\) Jy) to the category bright (more than 10 Jy), and in seven relatively bright earlier (more than 3 Jy) masers, no radiation was detected. Significant changes in the characteristics of the maser emission may indicate changes in the environmental conditions in which the maser emission was produced, which is of interest for further study of maser-related processes.
Similar content being viewed by others
Notes
Jy/beam.
REFERENCES
A. C. Cheung, D. M. Rank, C. H. Townes, D. D. Thornton, and W. J. Welch, Nature (London, U.K.) 221, 626 (1969).
M. L. Meeks, J. C. Carter, A. H. Barrett, P. R. Schwartz, J. W. Waters, and I. Brown, Science (Washington, DC, U. S.) 165, 180 (1969).
R. S. Furuya, Y. Kitamura, A. Wootten, M. J. Claussen, and R. Kawabe, Astrophys. J. Suppl. Ser. 144, 71 (2003).
M. Gray, Maser Sources in Astrophysics (Cambridge Univ. Press, New York, 2012).
K. Demyk, C. Meny, X. H. Lu, G. Papatheodorou, M. J. Toplis, H. Leroux, C. Depecker, J. B. Brubach, P. Roy, C. Nayral, et al., Astron. Astrophys. 600, A123 (2017); ar**v: 1701.07225.
M. J. Kaufman and D. A. Neufeld, Astrophys. J. 456, 250 (1996).
D. Hollenbach, M. Elitzur, and C. F. McKee, Astrophys. J. 773, 70 (2013); ar**v: 1306.5276.
B. E. Svoboda, Y. L. Shirley, C. Battersby, E. W. Rosolowsky, A. G. Ginsburg, T. P. Ellsworth-Bowers, M. R. Pestalozzi, M. K. Dunham, I. Evans, J. Neal, J. Bally, et al., Astrophys. J. 822, 59 (2016); ar**v: 1511.08810.
H. **, J. Zhou, J. Esimbek, G. Wu, Y. He, W. Ji, and X. Tang, Mon. Not. R. Astron. Soc. 453, 4203 (2015).
S. L. Breen and S. P. Ellingsen, Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 178 (2011); ar**v: 1105.1318.
J. E. Aguirre, A. G. Ginsburg, M. K. Dunham, M. M. Drosback, J. Bally, C. Battersby, E. T. Bradley, C. Cyganowski, D. Dowell, I. Evans, J. Neal, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 192, 4 (2011); ar**v: 1011.0691.
D. A. Ladeyschikov, O. S. Bayandina, and A. M. Sobolev, Astron. J. 158, 233 (2019); ar**v: 1911.04742.
F. Schuller, K. M. Menten, Y. Contreras, F. Wyrowski, P. Schilke, L. Bronfman, T. Henning, C. M. Walmsley, H. Beuther, S. Bontemps, et al., Astron. Astrophys. 504, 415 (2009); ar**v: 0903.1369.
A. J. Walsh, S. L. Breen, T. Britton, K. J. Brooks, M. G. Burton, M. R. Cunningham, J. A. Green, L. Harvey-Smith, L. Hindson, M. G. Hoare, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 1764 (2011); ar**v: 1105.4663.
S. L. Breen, G. A. Fuller, J. L. Caswell, J. A. Green, A. Avison, S. P. Ellingsen, M. D. Gray, M. Pestalozzi, L. J. Quinn, A. M. S. Richards, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 450, 4109 (2015).
T. Liljeström and C. R. Gwinn, Astrophys. J. 534, 781 (2000); astro-ph/0002299.
V. Strelnitski, J. Alexander, S. Gezari, B. P. Holder, J. M. Moran, and M. J. Reid, Astrophys. J. 581, 1180 (2002); astro-ph/0210342.
A. M. Sobolev, J. M. Moran, M. D. Gray, A. Alakoz, H. Imai, W. A. Baan, A. M. Tolmachev, V. A. Samodurov, and D. A. Ladeyshchikov, Astrophys. J. 856, 60 (2018); ar**v: 1802.06756.
R. A. Burns, G. Orosz, O. Bayandina, G. Surcis, M. Olech, G. MacLeod, A. Volvach, G. Rudnitskii, T. Hirota, K. Immer, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 491, 4069 (2020); ar**v: 1911.12634.
J. S. Urquhart, C. König, A. Giannetti, S. Leurini, T. J. T. Moore, D. J. Eden, T. Pillai, M. A. Thompson, C. Braiding, M. G. Burton, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 473, 1059 (2018); ar**v: 1709.00392.
M. F. Skrutskie, R. M. Cutri, R. Stiening, M. D. Weinberg, S. Schneider, J. M. Carpenter, C. Beichman, R. Capps, T. Chester, J. Elias, et al., Astron. J. 131, 1163 (2006).
G. G. Fazio, J. L. Hora, L. E. Allen, M. L. N. Ashby, P. Barmby, L. K. Deutsch, J. S. Huang, S. Kleiner, M. Marengo, S. T. Megeath, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 154, 10 (2004); astro-ph/0405616.
A. Poglitsch, C. Waelkens, N. Geis, H. Feuchtgruber, B. Vandenbussche, L. Rodriguez, O. Krause, E. Renotte, C. van Hoof, P. Saraceno, et al., Astron. Astrophys. 518, L2 (2010); ar**v: 1005.1487.
M. J. Griffin, A. Abergel, A. Abreu, P. A. R. Ade, P. André, J. L. Augueres, T. Babbedge, Y. Bae, T. Baillie, J. P. Baluteau, et al., Astron. Astrophys. 518, L3 (2010); ar**v: 1005.5123.
Y. Contreras, F. Schuller, J. S. Urquhart, T. Csengeri, F. Wyrowski, H. Beuther, S. Bontemps, L. Bronfman, T. Henning, K. M. Menten, et al., Astron. Astrophys. 549, A45 (2013); ar**v: 1211.0741.
Y. L. Shirley, T. P. Ellsworth-Bowers, B. Svoboda, W. M. Schlingman, A. Ginsburg, E. Rosolowsky, T. Gerner, S. Mairs, C. Battersby, G. Stringfellow, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 209, 2 (2013); ar**v: 1308.4149.
B. E. Svoboda, Y. L. Shirley, C. Battersby, E. W. Rosolowsky, A. G. Ginsburg, T. P. Ellsworth-Bowers, M. R. Pestalozzi, M. K. Dunham, I. Evans, J. Neal, J. Bally, et al., Astrophys. J. 822, 59 (2016); ar**v: 1511.08810.
I. I. Berulis, V. A. Gusev, A. V. Kutsenko, G. T. Smirnov, R. L. Sorochenko, A. M. Tolmachev, and V. A. Shirochenkov, Tr. Fiz. Inst. Akad. Nauk SSSR 135, 35 (1983).
S. Maret, P. Hily-Blant, J. Pety, S. Bardeau, and E. Reynier, Astron. Astrophys. 526, A47 (2011); ar**v: 1012.1747.
E. Rosolowsky, M. K. Dunham, A. Ginsburg, E. T. Bradley, J. Aguirre, J. Bally, C. Battersby, C. Cyganowski, D. Dowell, M. Drosback, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 188, 123 (2010); ar**v: 0909.2871.
W. M. Schlingman, Y. L. Shirley, D. E. Schenk, E. Rosolowsky, J. Bally, C. Battersby, M. K. Dunham, T. P. Ellsworth-Bowers, I. Evans, J. Neal, A. Ginsburg, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 195, 14 (2011); ar**v: 1105.4181.
J. S. Urquhart, M. G. Hoare, S. L. Lumsden, R. D. Oudmaijer, T. J. T. Moore, P. R. Brook, J. C. Mottram, B. Davies, and J. J. Stead, Astron. Astrophys. 507, 795 (2009); ar**v: 0909.1720.
J. S. Urquhart, L. K. Morgan, C. C. Figura, T. J. T. Moore, S. L. Lumsden, M. G. Hoare, R. D. Oudmaijer, J. C. Mottram, B. Davies, and M. K. Dunham, Mon. Not. R. Astron. Soc. 418, 1689 (2011); ar**v: 1107.3913.
A. M. Titmarsh, S. P. Ellingsen, S. L. Breen, J. L. Caswell, and M. A. Voronkov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 443, 2923 (2014); ar**v: 1407.1131.
A. M. Titmarsh, S. P. Ellingsen, S. L. Breen, J. L. Caswell, and M. A. Voronkov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 459, 157 (2016); ar**v: 1603.04602.
S. L. Breen, J. L. Caswell, S. P. Ellingsen, and C. J. Phillips, Mon. Not. R. Astron. Soc. 406, 1487 (2010); ar**v: 1004.1060.
S. L. Breen and S. P. Ellingsen, Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 178 (2011); ar**v: 1105.1318.
S. P. Ellingsen, M. A. Voronkov, D. M. Cragg, A. M. Sobolev, S. L. Breen, and P. D. Godfrey, in Astrophysical Masers and their Environments, Ed. by J. M. Chapman and W. A. Baan, IAU Symp. Proc. 242, 213 (2007); ar**v: 0705.2906.
M. Wienen, F. Wyrowski, F. Schuller, K. M. Menten, C. M. Walmsley, L. Bronfman, and F. Motte, Astron. Astrophys. 544, A146 (2012); ar**v: 1208.4848.
D. J. Helfand, R. H. Becker, R. L. White, A. Fallon, and S. Tuttle, Astron. J. 131, 2525 (2006).
W. Yang, Y. Xu, X. Chen, S. P. Ellingsen, D. Lu, B. Ju, and Y. Li, Astrophys. J. Suppl. Ser. 231, 20 (2017); ar**v: 1705.01806.
D. J. van der Walt, M. J. Gaylard, and G. C. MacLeod, Astron. Astrophys. Suppl. 110, 81 (1995).
M. Szymczak, G. Hrynek, and A. J. Kus, Astron. Astrophys. Suppl. 143, 269 (2000).
C. J. Cyganowski, J. Koda, E. Rosolowsky, S. Towers, J. Donovan Meyer, F. Egusa, R. Momose, and T. P. Robitaille, Astrophys. J. 764, 61 (2013); ar**v: 1210.5528.
S. Sharpless, Astrophys. J. Suppl. Ser. 4, 257 (1959).
D. Elia, S. Molinari, E. Schisano, M. Pestalozzi, S. Pezzuto, M. Merello, A. Noriega-Crespo, T. J. T. Moore, D. Russeil, J. C. Mottram, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 471, 100 (2017); ar**v: 1706.01046.
D. Teyssier, P. Hennebelle, and M. Pérault, Astron. Astrophys. 382, 624 (2002); astro-ph/0111458.
R. Simon, J. M. Rathborne, R. Y. Shah, J. M. Jackson, and E. T. Chambers, Astrophys. J. 653, 1325 (2006).
S. E. Ragan, E. A. Bergin, and R. A. Gutermuth, Astrophys. J. 698, 324 (2009); ar**v: 0903.2771.
Y. Wang, Q. Zhang, J. M. Rathborne, J. Jackson, and Y. Wu, Astrophys. J. Lett. 651, L125 (2006).
S. Deguchi, D. Tafoya, and S. Nagisa, Publ. Astron. Soc. Jpn. 64, 28 (2012); ar**v: 1109.0677.
J. T. Dempsey, H. S. Thomas, and M. J. Currie, Astrophys. J. Suppl. Ser. 209, 8 (2013).
R. J. Simpson, M. S. Povich, S. Kendrew, C. J. Lintott, E. Bressert, K. Arvidsson, C. Cyganowski, S. Maddison, K. Schawinski, R. Sherman, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 424, 2442 (2012); ar**v: 1201.6357.
X. Li, J. Esimbek, J. Zhou, W. A. Baan, W. Ji, X. Tang, G. Wu, X. Tang, Q. Li, Y. Ma, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 487, 1517 (2019); ar**v: 1905.03565.
J. A. Green and N. M. McClure-Griffiths, Mon. Not. R. Astron. Soc. 417, 2500 (2011).
G. C. MacLeod, D. J. van der Walt, A. North, M. J. Gaylard, J. A. Galt, and G. H. Moriarty-Schieven, Astron. J. 116, 2936 (1998).
F. Palla, J. Brand, R. Cesaroni, G. Comoretto, and M. Felli, Astron. Astrophys. 246, 249 (1991).
A. M. Titmarsh, S. P. Ellingsen, S. L. Breen, J. L. Caswell, and M. A. Voronkov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 443, 2923 (2014); ar**v: 1407.1131.
A. J. Walsh, C. R. Purcell, S. N. Longmore, S. L. Breen, J. A. Green, L. Harvey-Smith, C. H. Jordan, and C. Macpherson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 442, 2240 (2014); ar**v: 1405.4096.
J. A. Green, J. L. Caswell, G. A. Fuller, A. Avison, S. L. Breen, S. P. Ellingsen, M. D. Gray, M. Pestalozzi, L. Quinn, M. A. Thompson, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 409, 913 (2010); ar**v: 1007.3050.
B. Hu, K. M. Menten, Y. Wu, A. Bartkiewicz, K. Rygl, M. J. Reid, J. S. Urquhart, and X. Zheng, Astrophys. J. 833, 18 (2016); ar**v: 1609.03280.
A. I. Gómez-Ruiz, S. E. Kurtz, E. D. Araya, P. Hofner, and L. Loinard, Astrophys. J. Suppl. Ser. 222, 18 (2016); ar**v: 1601.01084.
F. Fontani, R. Cesaroni, and R. S. Furuya, Astron. Astrophys. 517, A56 (2010); ar**v: 1004.3689.
L. Olmi, E. D. Araya, P. Hofner, S. Molinari, J. Morales Ortiz, L. Moscadelli, and M. Pestalozzi, Astron. Astrophys. 566, A18 (2014); ar**v: 1311.0771.
S. Zoonematkermani, D. J. Helfand, R. H. Becker, R. L. White, and R. A. Perley, Astrophys. J. Suppl. Ser. 74, 181 (1990).
S. Molinari, J. Brand, R. Cesaroni, and F. Palla, Astron. Astrophys. 308, 573 (1996).
S. Molinari, J. Brand, R. Cesaroni, F. Palla, and G. G. C. Palumbo, Astron. Astrophys. 336, 339 (1998).
V. A. Hughes and G. C. MacLeod, Astrophys. J. 427, 857 (1994); astro-ph/9311063.
S. Bontemps, F. Motte, T. Csengeri, and N. Schneider, Astron. Astrophys. 524, A18 (2010); ar**v: 0909.2315.
S. Fechtenbaum, S. Bontemps, N. Schneider, T. Csengeri, A. Duarte-Cabral, F. Herpin, and B. Lefloch, Astron. Astrophys. 574, L4 (2015); ar**v: 1501.05439.
K. L. J. Rygl, A. Brunthaler, A. Sanna, K. M. Menten, M. J. Reid, H. J. van Langevelde, M. Honma, K. J. E. Torstensson, and K. Fujisawa, Astron. Astrophys. 539, A79 (2012); ar**v: 1111.7023.
A. Duarte-Cabral, S. Bontemps, F. Motte, M. Hennemann, N. Schneider, and P. André, Astron. Astrophys. 558, A125 (2013); ar**v: 1308.6490.
G. C. MacLeod, D. P. Smits, S. Goedhart, T. R. Hunter, C. L. Brogan, J. O. Chibueze, S. P. van den Heever, C. J. Thesner, P. J. Banda, and J. D. Paulsen, Mon. Not. R. Astron. Soc. 478, 1077 (2018); ar**v: 1804.05308.
S. Deguchi and W. D. Watson, Astrophys. J. Lett. 340, L17 (1989).
O. S. Bayandina, R. A. Burns, S. E. Kurtz, N. N. Shakhvorostova, and I. E. Val’tts, Astrophys. J. 884, 140 (2019); ar**v: 1812.11353.
T. Shimoikura, H. Kobayashi, T. Omodaka, P. J. Diamond, L. I. Matveyenko, and K. Fujisawa, Astrophys. J. 634, 459 (2005).
W. M. Schlingman, Y. L. Shirley, D. E. Schenk, E. Rosolowsky, J. Bally, C. Battersby, M. K. Dunham, T. P. Ellsworth-Bowers, I. Evans, J. Neal, A. Ginsburg, et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 195, 14 (2011); ar**v: 1105.4181.
Funding
The work of D.A. Ladeyshchikov on selection of sources (Section 2), analysis of archival data (Section 4), and analysis of observational results (Sections 5, 6, 7.1) was supported by the Russian Scientific Foundation (project 20-72-00137). The work of A.M. Sobolev on the analysis of the causes of detected maser flares (Section 7.2) was supported by the Russian Scientific Foundation (project 18-12-00193).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding authors
Additional information
Translated by E. Seifina
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Ladeyshchikov, D.A., Tsivilev, A.P., Sobolev, A.M. et al. Search for Bright Masers in the Water Vapor Line towards the Dust Clumps of the Galaxy. Astron. Rep. 66, 278–295 (2022). https://doi.org/10.1134/S1063772922040047
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063772922040047