Szatmáry Károly - Kiss László

A Szegedi Csillagvizsgáló tevékenysége 1999-2000

E két évben nagy változások történtek a szegedi csillagászat berkeiben. A Magyar Akkreditációs Bizottság, valamint a Felsőoktatási és Tudományos Tanács javaslata alapján az Oktatási Minisztérium engedélyezte, hogy a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Természettudományi Karán (volt JATE TTK) az 1999/2000-es tanévtől egyetemi szintű csillagász szak induljon. Hazánkban eddig csak a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetemen képeztek csillagászokat. A csillagász szak nem tanári, hanem kutatói szak. A képzés 5 éves (10 féléves), a hallgatói létszám 12 fő. Már az első évben jelentős, 3-4-szeres túljelentkezés volt, ami azóta is jellemző a szakra.

Az újszegedi (Kertész utcai) obszervatóriumot a SZTE és a Szegedi Csillagvizsgáló Alapítvány közösen működteti. A szakmai felügyeletet a Kísérleti Fizikai Tanszék csillagász csoportja látja el egy az Optikai és Kvantumelektronikai Tanszéken dolgozó kolléga részvételével.

A SZTE Szegedi Csillagvizsgáló jelenlegi munkatársai: dr. Szatmáry Károly egyetemi docens, dr. Vinkó József egyetemi docens, dr. Kiss László egyetemi tanársegéd, dr. Gergely Árpád László tudományos főmunkatárs (Magyary Zoltán-ösztöndíjas), Balog Zoltán (jelenleg USA tanulmányúton) és Kaszás Gábor doktorandusz (PhD) hallgatók, illetve Csák Balázs, Fűrész Gábor és Szabó Gyula csillagász hallgatók, demonstrátorok. Tudományos diákköri munkája révén Sárneczky Krisztián, az ELTE hallgatója is részben a csillagvizsgálóhoz kötődik. Kiss László 2000-ben megvédte PhD értekezését.

Műszerfejlesztés

A T 032258 OTKA pályázatunk anyagilag lehetővé tette a 40 cm-es Cassegrain-távcsövünk teljes felújítását. Az igen masszív tengelykereszt és a tubus cseréjét főleg az indokolta, hogy automatizált, számítógéppel vezérelt, korszerű műszert használjunk. Gyakorlatilag a talpon kívül csak a fő- és a segédtükör maradt a régi. Beszereztünk és a távcsőre telepítettünk egy SBIG gyártmányú ST-9E CCD kamerát, szűrőváltóval, benne Johnson B, V, R, I szűrőkkel. Ennek a munkának az oroszlánrészét Fűrész Gábor végezte el, TDK dolgozatában (http://pluto.physx.u-szeged.hu/~fureszg/tdk-2k/tdk-2.html) és a Meteor 2001/2. számában olvashatunk a részletekről.


A felújított 40 cm-es távcső
Tudományos eredmények

A korábbi évekhez hasonlóan első helyen továbbra is a pulzáló és fedési változócsillagok kutatása szerepel, de néhány éve kibővítettük a tematikát a kisbolygók, nóvák, szupernóvák és csillaghalmazok vizsgálatával. Kutatásaink során fotometriai, spektroszkópiai és asztrometriai méréseket végeztünk Magyarországon (Szeged, MTA Csillagászati Kutatóintézete Piszkéstetői Obszervatórium), illetve Kanadában (David Dunlap Observatory) és Spanyolországban (Calar Alto, Sierra Nevada). Az alábbiakban az érdekesebb eredményekből válogatunk.

Félszabályos vörös változók

70-90 év hosszú időszakot lefedő vizuális fénygörbék alapján megvizsgáltuk nyolc félszabályos változócsillag szisztematikus amplitúdóváltozásait. Az alkalmazott módszerekkel (Fourier- és wavelet analízis) külön-külön sikerült megvizsgálni a periódus és az amplitúdó módosulásait. Az Y Persei szén-mira esetében a hosszú távú amplitúdócsökkenés mellett új módusok gerjesztését is kimutattuk. A változások időskálái a pulzáció és a konvekció erős csatolását valószínűsítik. Két csillagban (W Cygni, AF Cygni) az ismétlődő módusváltás okozza a folyamatos amplitúdómodulációt, míg az RY Ursae Majoris esetében a lassan forgó csillag erősen torzult alakjával magyaráztuk az amplitúdómoduláció szabályosságát. Három csillagban (RX Ursae Majoris, RY Leonis, V Canum Venaticorum) a fénygörbe frekvenciaspektruma két közeli csúcsot tartalmaz, amit a domináns radiális módushoz közeli nemradiális módus megjelenésével értelmeztünk. A hiányos mérési anyag (kizárólag vizuális fénygörbék állnak rendelkezésre) miatt más lehetőségek sem zárhatók ki a tapasztalt jelenségek magyarázataként.

Az AI Aurigae 11 évet lefedő Strömgren by-fotometriai adatsora alapján meghatároztuk a csillag legfontosabb paramétereit, valamint a pulzációt leíró jellemzőket. A félszabályos fénygörbét 65 nap körüli átlagos ciklushossz jellemzi, míg a fényváltozás amplitúdója bizonyos ciklusokban eléri a 0,6 magnitúdót is. A b-y színindex teljesen párhuzamosan változik a V fénygörbével, ami a radiálisan pulzáló változócsillagok jellemzője. Ez alapján az AI Aur fénygörbéjét a pulzáció során fellépő hőmérsékletváltozások határozzák meg. Az infravörös színek, valamint a spektráltípus alapján a csillag az aránylag "kék" SRb csillagok tagja, pulzációja pedig alapmódusban, esetleg első felhangban történik. Osztrák kollégákkal együttműködve összehasonlítottuk 9 félszabályos változó 4-5 évet lefedő szimultán fényesség és radiálissebesség változásait. Eredményeink szerint a fénygörbék igen pontosan "tükörképei" a radiálissebesség görbéknek, ami alapján a fényváltozás oka leginkább a csillagok radiális pulzációja. Ugyanakkor bizonyos eltérések nem magyarázhatók tisztán pulzációval, hanem inkább hatalmas konvekciós cellák megjelenésével a csillagok fotoszférájában.

Pulzáló változók az instabilitási sávban (cefeidák, RR Lyrae, delta Scuti csillagok)

Felvettük és publikáltuk két klasszikus cefeida változó Johnson-féle UBV fotometriáját. Közülük a DL Cassiopeae az NGC 129 nyílthalmaz tagja, spektroszkópiai kettőscsillag. Sem a DL Cas, sem az FM Cassiopeae esetében nem találtunk szignifikáns periódusváltozást.

Három éjszaka szűrő nélküli CCD méréseket végeztünk az XX Cygni nagyamplitúdójú delta Scuti változóról. Összesen öt új maximumidőpontot mértünk ki, majd összegyűjtöttük az irodalomból az összes maximumidőpontot Elkészítettük a közel 100 évet lefedő O-C diagramot, ami alapján a pulzációs periódus az 1940-es években történt periódusugrás óta változatlan értékű. Megadtunk egy új efemerist, amivel további pontos mérések tervezése lehetséges.

Befejeztük 18 cefeida változó nagyfelbontású optikai spektroszkópiai méréseinek analízisét. Megvizsgáltuk a radiálissebesség mérés pontosságát befolyásoló tényezőket, valamint kvalítatíve jellemeztük a különböző fémvonalak között fellépő sebességkülönbségeket. Baade-Wesselink analízissel meghatároztuk a Hipparcos-szonda által felfedezett új cefeida, a CK Camelopardalis egyensúlyi sugarát (31 Ro). A spektroszkópiai kettőscsillag V1334 Cygni esetében olyan vonalprofil-változásokat figyeltünk meg, amelyeket az optikai tartományban a cefeida komponenssel közel azonos fényességű, eddig ismeretlen harmadik kísérő jelenléte is okozhat.

Szoros kettőscsillagok vizsgálatai

Saját UBV és uvby fotometriai, valamint közepes felbontású spektroszkópiai mérések (David Dunlap Observatory, Kanada) alapján elvégeztük a HV Ursae Majoris változócsillag teljes analízisét. A Hipparcos asztrometriai műhold által felfedezett, és RR Lyrae-típusba besorolt csillagról kimutattuk, hogy valójában egy W UMa-típusú kontakt kettőscsillag. Elméleti modellek segítségével meghatároztuk a kettős rendszer alapvető fizikai paramétereit (felszíni hőmérséklet, tömegarány, sugár, felszíni gravitációs gyorsulás, fémtartalom, a keringés pályájának paraméterei). A főkomponens egy szubóriás, vagy óriás csillag, a másodkomponens nagy hőmérséklet többlete arra utal, hogy a kettőscsillag asztrofizikai értelemben nemrég vált kontakttá.

A HW Virginis szoros kettőscsillagról (sdB főkomponens + vörös törpe másodkomponens) CCD fotometriai, valamint objektívprizmás spektroszkópiai méréseket végeztünk. Megvizsgáltuk a csillag periódusváltozásának jelenlegi helyzetét. A 17 évet lefedő teljes O-C diagram alapján az 1990-es hirtelen perióduscsökkenés óta a keringési periódus állandó értékű. A kisfelbontású spektrumokból digitális konvolúcióval standard Johnson-VRI differenciális fénygörbéket határoztunk meg, melyekre konzisztens elméleti modellt sikerült illeszteni. A reflexiós effektus mértéke alapján a másodkomponens albedója egység körüli.

Meghatároztuk az 1999 decemberében feltűnt nóva, a V1494 Aql legfontosabb jellemzőit kis és közepes felbontású optikai színképek alapján. Az északi égen az 1975-ös V1500 Cygni óta legfényesebb nóva tipikus gyors nóva volt, azaz maximumát követően gyors halványodást mutatott. Később ennek üteme jelentősen lelassult. A hidrogén vonalprofilok alapján a robbanás során ledobott anyag kb. 1800 km/s sebességgel hagyta el a rendszert.

Elvégeztük a CI Aquilae visszatérő nóva (= Nova Aql 1917) 2000. évi kitörésének spektroszkópiai analízisét kis és közepes felbontású optikai színképek alapján. A CI Aql az U Sco-altípus minden jellemzőjét mutatja (pl. a kitörések fénygörbéje nem ismétlődik szigorúan, a He és N vonalak erősen jelentkeznek). A robbanás során 2000-2500 km/s-os sebességű anyagledobódás történt. A Na I D dublett intersztelláris komponensei, valamint több diffúz intersztelláris sáv (DIB) a csillag vörösödésének megbecslését tették lehetővé, az eredmény E(B-V)=0.85+/-0.30. A kezdetben szimmetrikus H-alfa vonal előbb erős P Cygni-profilt mutatott, majd kb. egy hónappal maximum után jellegzetes vonalkettőződés volt megfigyelhető, amit a kettős rendszer keringési síkjára merőlegesen kidobott anyagfelhő jelenlétével magyarázhatunk.

CCD fotometriai méréseket végeztünk két planetáris köd fedési kettős központi csillagáról (UU Sagittae, V477 Lyrae). Az összesen hat éjszakán felvett mérések, valamint az irodalomból összegyűjtött minimum időpontok alapján megvizsgáltuk az esetleges periódusváltozásokat. A V477 Lyrae esetében nem találtunk változást, míg az UU Sge periódusát sikerült pontosítani az évtizedes O-C diagram segítségével.

A beszámolási időszakban két fényes extragalaktikus szupernóva megfigyelésével is foglalkoztunk. Az NGC 2841 galaxisban fellángolt 1999by-ról spektrumokat vettünk fel a kanadai David Dunlap Obszervatóriumban. Ezek elemzéséből megállapítottuk, hogy az SN 1999by ún. pekuliáris Ia-típusú szupernóva volt, azaz maximumban halványabb, mint a legtöbb ilyen objektum. Az NGC 6951-ben feltűnt SN 2000E-ről hosszú időtartamú CCD-fotometriai és objektív-prizmás spektroszkópiai felvételeket készítettünk, budapesti és bajai kollégákkal való kooperációban, 4 különböző obszervatóriumból (Szeged, Piszkéstető, Baja, Calar Alto). Kimutattuk, hogy ezen szintén Ia-típusú szupernóva fényessége lassabban csökken, mint az várható a "normális" Ia-szupernóváknál, ami arra utal, hogy az SN 2000E az átlagosnál fényesebb volt. Mindkét esetben új távolságot adtunk meg a szupernóva szülő galaxisára.

Kisbolygók, üstökösök

Folytattuk a korábbi években elkezdett megfigyeléseket. A piszkéstetői mérések mellett 12 éjszakán végeztünk CCD fotometriai méréseket a Calar Alto-i Német-Spanyol Obszervatóriumban (Spanyolország). Az eredmények röviden: 126 db kisbolygó 413 db pozíciómérése, 34 db kisbolygó Minor Planet Center által elismert felfedezése, 1 független üstökös újrafelfedezés (29P/Schwassmann-Wachmann 2), 6 üstökös 17 pozíciómérése, 10 db kisbolygó fotometriája, rotációs periódusok meghatározása, 6 üstökös Johnson VR-fotometriája, az üstökösmagok méretének megbecslése.

A már publikált eredmények közé tartozik 30 db új változócsillag felfedezése a kisbolygó-fotometriai CCD kamerás idősorokban. Ezek részben pulzáló, részben fedési kettős, részben klasszifikálatlan mező változócsillagok.

Nyílthalmazok

Az M37 galaktikus nyílthalmaz hat éjszakán végzett mérései alapján hét új változócsillagot fedeztünk fel, melyek közül öt nagy valószínűséggel tagja is a halmaznak. A fénygörbe alakja alapján közülük 5 fedési, 2 pedig pulzáló változócsillag.

A galaktikus nyílthalmazok CCD-fotometriai vizsgálatára indított korábbi programunk eredményeként befejeztük az NGC 7128 nyílthalmaz komplex fotometriai és spektroszkópiai méréseinek feldolgozását. Új, a korábbiaknál pontosabb vörösödés-, kor- és távolságbecslést végeztünk, amiből megállapítottuk, hogy fiatal, kb. 10 millió éves halmazról van szó. A halmazban 3 emissziós B-csillagot mutattunk ki, és 7 új változócsillagot fedeztünk fel, melyek fedési kettősök, vagy oszcilláló B-csillagok lehetnek.

1999-ben Szabó Gyula-Sárneczky Krisztián II., Fűrész Gábor III. díjat, Csák Balázs 4., Apai Dániel 5. helyezést ért el a debreceni Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) csillagászati alszekciójában. 2000-ben Csák Balázs, Fűrész Gábor, Heiner Zsuzsanna, Jurkovity Mónika, Szabó Gyula-Sárneczky Krisztián, Sziládi Katalin-Szabó Gyula dolgozata sikeresen részt vett a kari TDK konferencián. Eredményeinket több rangos nemzetközi konferencián bemutattuk (Budapest IAU Colloquium, Kecskemét PhD Conference, Bécs, Alicante, Budapest PhD Conference).

Az 1999. és 2000. évben megjelent angol nyelvű publikációink száma 77. Nemzetközi referált folyóiratban 15, konferencia- kiadványban 13, egyéb nemzetközi kiadványban 10, cirkulárokban (IAUC, MPEC) 39. Magyarul 41 cikket közöltünk, ebből 25-öt a Meteor havi folyóiratban. A cikkek listája, a kutatási és oktatási tevékenységünk számos részlete megtalálható a http://www.jate.u-szeged.hu/obs honlapon.

Oktatás, ismeretterjesztés

A 2000/2001. tanévben 12 I. éves, 8 II. éves és 8 IV. éves csillagász szakos hallgatónkat oktattuk. A csillagközi anyagról és a csillagfejlődésről szólt dr. Kun Mária (MTA CSKI) vendégoktató féléves előadása. A IV. éves fizikusoknak Asztrofizika, a IV.éves fizika tanár szakosoknak Csillagászat, az I. éves geográfus és földrajz tanár szakosoknak Csillagászati földrajz, a Juhász Gyula Tanárképző Főiskolai Kar IV. éves fizika tanárjelöltjeinek Csillagászat kurzusokat tartottunk. Szorgalmazzuk, hogy a csillagász szak mellett a hallgatók elvégezzék a fizikatanár vagy a fizikus szakot is (bár ezt újabban sajnos csak költségtérítéssel tehetik meg). Célunk, hogy olyan tanárokat és kutatókat képezzünk, akik ha nem is tudnak csillagászként elhelyezkedni, munkájuk során hasznosítsák asztronómiai tudásukat. Továbbra is igen népszerűek voltak az általános művelő tárgyként meghirdetett előadásaink, speciálkollégiumaink, melyeket gyakran 50-100 hallgató is felvett egy-egy félév során. A két év során 5 szakdolgozat és 6 TDK dolgozat született csillagászati témakörben.

Az 1999. augusztus 11-i teljes napfogyatkozás kapcsán sok népszerűsítő előadást, távcsöves bemutatót tartottunk. A fogyatkozást Szegedről csodáltuk, hiszen a totalitás sávja közepe táján voltunk. Számos külföldi szakembert, illetve turistát láttunk vendégül. Az általunk szervezett Nagymedve országos csillagászati diákversenynek nagy sikere volt (Fizikai Szemle 2000/1. szám).

Internetes honlapunk - megújult külsővel - egyre több magyar nyelvű csillagászati és űrkutatási anyagot tartalmaz, folyamatosan fejlesztjük. Ily módon szeretnénk bemutatni tevékenységünket, illetve segíteni a hazai oktatást és tudománynépszerűsítést.

A Szegedi Csillagvizsgálóban keddenként az MCSE helyi csoportja tartotta foglalkozásait, a pénteki nyitva tartásaink során évente kb. 5000 látogatónk volt.

(Meteor csillagászati évkönyv 2002, 315-321. oldal, Magyar Csillagászati Egyesület, Bp. 2001)