A Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Természettudományi Karán a csillagász szak továbbra is népszerű, sokan jelentkeznek rá. A felvételi keretszám 15 fő.

A SZTE Szegedi Csillagvizsgáló jelenlegi munkatársai: dr. Szatmáry Károly egyetemi docens, dr. Vinkó József egyetemi docens, dr. Kiss László egyetemi adjunktus, dr. Gergely Árpád László tudományos főmunkatárs, Balog Zoltán, Csák Balázs, Fűrész Gábor, Szabó Gyula és Sziládi Katalin doktori (PhD) ösztöndíjasok, Mészáros Szabolcs, Székely Péter, Váradi Mihály csillagász hallgatók, demonstrátorok. Szatmáry 2002-ben habilitált, Kiss 2002 végétől Ausztráliában dolgozik.

Műszerfejlesztés

Befejeztük a 40 cm-es Cassegrain távcsövünk teljes felújítását, automatizált, számítógéppel vezérelt műszerré alakítását. Beszereztünk és telepítettünk egy SBIG gyártmányú ST-7 CCD kamerát, szűrőváltóval, benne Johnson B, V, R, I szűrőkkel. Fűrész Gábor egy könnyű spektrográfot tervezett és készített csillagok színképének elemzéséhez, mellyel a próbamérések a közelmúltban kezdődtek.

Tudományos eredmények

Fő kutatási területünk továbbra is a pulzáló és fedési változócsillagok vizsgálata, de sokat foglalkoztunk üstökösökkel, kisbolygókkal, nóvákkal, szupernóvákkal és csillaghalmazokkal is. Gravitációelméleti elemzéseket végeztünk a kompakt kettőscsillagok gravitációs sugárzása és a kozmológia területén. Kutatásainhoz elsősorban a megfigyelő csillagászat eszközeit használtuk. A fotometriai, spektroszkópiai és asztrometriai méréseket a következő intézetekben végeztünk: Magyarországon (Szeged, MTA KTM Csillagászati Kutatóintézete Piszkéstetői Obszervatórium), Kanadában (David Dunlap Observatory), az USA-ban (Fred L. Whipple Observatory, MMT), Spanyolországban (Calar Alto, Sierra Nevada) és Olaszországban (Asiago). Tanulmányútjaink helyszíne volt Baltimore, Cambridge MA, Strasbourg, Granada, Korzika. Eredményeinket több rangos nemzetközi konferencián is bemutattuk (Leuven, Brno, Edmonton, Noordwijk, Garching, Visnjan, La Serena, Porto, Bourbon Lancy).

2001-2002-ben 37 angol nyelvű publikációink jelent meg. Nemzetközi referált folyóiratban 19, konferencia-kiadványban 10, egyéb nemzetközi kiadványban (IBVS) 4, körlevelekben 4. Magyarul 47 cikket közöltünk, ebből 23-at a Meteor havi folyóiratban. A cikkek listája, a kutatási és oktatási tevékenységünk számos részlete megtalálható honlapunkon (http://astro.u-szeged.hu).

Kisbolygók, üstökösök

Johnson-féle BVR fotometriai méréseket végeztünk távoli (a Jupiter pályáján túli) üstökösökről. A kalibrált abszolút fotometriai adatokból megbecsültük az üstökösmagok méretét. Néhány órás mérési sorozatokból pedig a magok forgási állapotára próbáltunk következtetni. Egyetlen üstökösnél tapasztaltunk kváziperiodikus fényváltozást, ám annak időskálája kizárja a forgási eredetet.

CCD-fotometriai adatokat vettünk fel 9 földközeli kisbolygóról, a szegedi, a piszkéstetői és a Calar Alto-i műszerekkel. Több esetben meg tudtuk határozni a kisbolygók legfontosabb fényváltozási paramétereit, melyekkel a forgási állapotot tudtuk jellemezni.

2001 nyarán elkezdődött a fényesebb főövbeli kisbolygók fotometriai felmérése. Ezek során igyekeztünk minél több objektumról időbeli sorozatfelvételeket készíteni. A vizsgálatok elsődleges célja a kisbolygók forgásból származó fényváltozásának kimutatása volt, különös figyelemmel az esetleges kettősségből származó fényváltozásra. Az elmúlt két évben 11 aszteroida fénygörbéjét vettük föl, ezek közül 2 lehet kettős.

Ugyanezen a nyáron 5 üstökösről végeztünk spektrofotometriai méréseket közepes és keskeny sávú fotometriai rendszerekben a Calar Alto-i Német-Spanyol Obszervatóriumból (1. ábra). A megfigyelésekkel következtetni tudtunk az égitestek aktivitására, valamint térben, a kómán belül el tudtuk különíteni a gáz- és por komponenseket. Számszerűen megadtuk a legfontosabb összetevők felszabadulási sebességét.

Pulzáló vörös óriás változócsillagok

A Bécsi Egyetem Asztrofizikai Intézetével együttműködve összehasonlítottuk több félszabályos változócsillag egyidejű vizuális és fotoelektromos adatokon alapuló fénygörbéjét (az utóbbi mérések az arizonai Fairborn Observatory 75 cm-es, automata, fotoelektromos távcsövével készültek, 1996-2001 között). Az átlagolt és zajszűrt vizuális adatokkal a 0,1 magnitúdó nagyságú ingadozásokat is megbízhatóan lehet detektálni, ám az ennél kisebb változásokat (melyek egyértelműen látszanak a fotoelektromos görbéken) már nem. Ugyanakkor a megszakításoktól mentes vizuális görbék szerepe kiemelkedő fontosságú a periódusok meghatározásában: a pontosabb, de nem folyamatos arizonai adatsor túl rövid a hamis periódusok kiszűréséhez.

Hasonló eredményekre jutottunk néhány Mira típusú változócsillag szimultán vizuális és V-szűrős CCD-méréseinek összehasonlításában. Ehhez a Cseh Csillagászati Egyesület Meduza Csoportjától kaptunk adatokat. Eredményeink szerint a Mira csillagok periódusváltozása jól tanulmányozható a vizuális görbékből meghatározott maximum-időpontok segítségével is. Alapvető következtetésünk, hogy a gondosan kezelt amatőrcsillagász észlelések fontos összetevői lehetnek bizonyos tudományos kutatásoknak.

Összegyűjtöttük az átlagosan 430 nap ciklushosszú, Mira típusú R Cygni 100 év időtartamú vizuális adatsorát, majd a lineáris és nemlineáris idősor-analízis módszereivel részletesen megvizsgáltuk a fényváltozást. Megmutattuk, hogy a fénygörbe viselkedése nem írható le sem hosszú időskálájú fejlődéssel, sem pedig független rezgési módusok lineáris szuperpozíciójával. A fénygörbe bizonyos szakaszokon perióduskétszereződéseket mutat, amit a kaotikus csillagpulzáció egyik jeleként értelmeztünk. A fázistér-rekonstrukciós eljárásokkal elsőként mutattunk ki alacsony dimenziójú káoszt egy Mira-csillag pulzációjában.

Megvizsgáltuk a radiálisan pulzáló változócsillagokra érvényes periódus-gravitáció reláció kiterjesztését félszabályos vörös változókra. Félszabályos csillagokra összegyűjtöttük az összes pontos tömeg- és sugáradatot, illetve részben saját, részben irodalmi adatokból a periódusaikat. Eredményeink szerint a legtöbb csillag jól követi a klasszikus reláció rájuk vonatkozó kiterjesztését, ugyanakkor a csillagok jelentős hányada szisztematikusan eltér. Az eltérések jellege azt sugallja, hogy ha azok is radiálisan pulzálnak, magasabb rendű módusban végzik rezgésüket, mint a többi csillag. Az eredmények pontos értelmezése még további kutatást igényel.

Nagy felbontású optikai spektroszkópia segítségével megvizsgáltuk a 89 Herculis csillagot körülvevő anyagfelhőt. A David Dunlap Obszervatóriumban felvett echelle spektrumok lehetővé tették a csillag körüli (cirkumsztelláris) anyagfelhőben létrejött abszorpciós vonalak elkülönítését. A sebességeloszlás alapján legalább két héj különböztethető meg, melyek 80 és 140 km/s sebességgel tágulnak. A csillag kettősségére vonatkozó irodalmi adatok valószínűleg korrekciókra szorulnak, mivel a torz vonalprofilok igen nehézzé teszik a radiális sebesség mérését.

90 évet átfogó folyamatos vizuális fénygörbe alapján meghatároztuk a T Ursae Minoris Mira típusú változócsillag periódus- és fénygörbeváltozásainak legfontosabb jellemzőit. A csillag pulzációs periódusa bő két évtizede folyamatosan csökken, ami jól értelmezhető a héliumhéj-fellobbanás modelljével. Jelenleg 3,8 nap/év sebességgel csökken a periódus, ami a pulzáló változócsillagok között egyedülállóan nagy érték . Elméleti modellszámításokkal összehasonlítva a T UMi magjának tömege 0,8 M_Nap körüli, luminozitása pedig 16000 L_Nap. Fizikai paraméterei az első felhangban történő pulzációt sugallják. A fénygörbe alakja korrelált változásokat mutatott a periódusváltozással, amit a rezgés nemlineáris jellege okoz. Becsléseink szerint a T UMi perióduscsökkenése a viszonylag közeli jövőben (5-30 év) leáll. A héliumhéj-fellobbanási modell végső igazolása az ezután bekövetkező, hasonlóan gyors periódusnövekedés lehet. Amennyiben ez elmarad, akkor a T UMi egy olyan rezgési állapotváltozáson megy éppen keresztül, amire vonatkozóan nincsenek jó elméleti magyarázatok.

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

Többszín-fotometriai és spektroszkópiai méréseket végeztünk a több módusban pulzáló V784 Cas delta Scuti típusú pulzáló változóra. A fény- és színgörbék frekvenciaanalízisével behatároltuk a talált hat gerjesztett módus jellemző paramétereit. Eredményeink szerint a V784 Cas fényváltozásait több alacsonyrendű radiális és nemradiális módus viszonylag egyszerű keveréke okozza.

2000-2002 során elvégeztük az északi ég V-ben 11 magnitúdónál fényesebb, nagy amplitúdójú delta Scuti csillagainak CCD-fotometriai felmérését. A szegedi és piszkéstetői megfigyelések mellett a Sierra Nevada-i Obszervatóriumban több csillagról fotoelektromos uvby adatokat is felvettünk. A fő cél a programcsillagok periódusváltozásának vizsgálata a legújabb mérésekkel kiegészített évtizedes O-C diagramok alapján. A BE Lyncis korábban feltételezett kettősségét az új mérések nagy valószínűséggel kizárják. Pontosítottuk az SZ Lyncis fényidő-effektusára ráépülő egyenletes periódusnövekedés paramétereit. A legtöbb csillag esetében jó egyezést találtunk a csillagfejlődési effektusokból eredő periódusváltozásokkal, azaz a programcsillagok többsége kimutatható evolúciós változásokon ment keresztül a mérésekkel lefedett időszakban (a 20. sz. második fele). A V567 Ophiuchi esetében elsőként mutattuk ki egyértelműen a fénygörbe többszörös periodicitását, amit radiális és nemradiális pulzációs módusok egyidejű gerjesztettségével magyaráztunk.

Befejeztük az északi ég közepes fényességű cefeida változócsillagainak Strömgren-fotometriáját, amit 1998 és 2001 között végeztünk a Sierra Nevada Obszervatórium műszereivel. Meghatároztuk 25 csillag legfontosabb fizikai paramétereit a felületifényesség-módszer közepes sávszélességű változatával. A halmaztag csillagok így számított távolságai jó egyezést mutattak a halmazok fősorozat-illesztésével kapott adatokkal. Egy kivételt találtunk, ahol a különbség oka az lehet, hogy egy fényes kék kísérő csillag módosítja a főkomponens színindexeit. Frissítettük a vizsgált csillagok évtizedes periódusváltozásaira vonatkozó eredményeket. A változások részben kettősséggel, részben csillagfejlődési hatásokkal magyarázhatók.

Kettőscsillagok

Az NGC 2841 galaxisban lévő 1999by Ia típusú szupernóva fotometriai és spektroszkópiai megfigyeléséből kimutattuk, hogy rendkívül kis luminozitású. Többféle színszűrővel készült fénygörbéjére MLCS módszerrel modellt illesztve meghatároztuk az abszolút fényességét és a távolságát.

Kisbolygó-fotometriai célú CCD-s felvételsorozatokon felfedeztünk két új érintkező (kontakt) kettőscsillagot. Többszín-fotometriai utómérésekkel megadtuk fényváltozásuk legfontosabb paramétereit.

Nyomon követtük az OW Gem hosszú periódusú, Algol típusú fedési kettős 2002-es főminimumát. A felvett BVRI-fotometriai adatokkal jellemeztük a rendszer I-II luminozitási osztályú komponenseit.

Kis és közepes felbontású színképekkel meghatároztuk a V2275 Cygni gyors nóva kitörésének legfontosabb jellemzőit. A hidrogén Balmer-sorozatának vonalai alapján a ledobódás sebessége 2100 km/s. A csillagközi anyag okozta vörösödés becsült értéke E(B-V)=1 +/- 0.1 magnitudó. Statisztikus módszerekkel kapott eredményeink szerint a nóva maximális vizuális abszolút fényessége -9.7 +/- 0.7 magnitudó volt, amit összevetve a maximális látszó fényességgel és becsült intersztelláris extinkcióval, a rendszer távolsága 5(+3 -2) kpc.

Új VRI-szűrős méréseket végeztünk két kontakt kettőscsillagról (SW Lac, AB And). Az SW Lac periódusa az utóbbi évtizedekben egyenletesen csökkent, amit tömegátadási folyamatokkal lehet magyarázni. A fénygörbék torzulásaiból mindkét csillag esetében foltaktivitásra lehetett következtetni. Az SW Lac közelében felfedeztük a GSC 3215-0906 lassú fényváltozásait.

Nagy pontosságú Strömgren-fotometriai méréseket végeztünk az AI Draconis Algol típusú fedési kettőscsillagról. Célunk a rövid periódusú csillag 2002 tavaszán bejelentett gyors oszcillációinak kimérése volt, melyet a feltételezések szerint az egyik komponens pulzációja okozhat. A nyolc éjszakán folytatott mérések kizárták a bejelentett, viszonylag nagy amplitúdójú oszcillációk létét. Fénygörbe-modellezéssel meghatároztuk az AI Dra két komponensének fizikai paramétereit.

Csillaghalmazok

Az M37 nyílthalmaz BVR fotometriai mérései alapján 7 új változócsillagot fedeztünk fel, melyek közül öt biztosan nem tagja a halmaznak (előtér-, illetve háttércsillagok). A felvett szín-fényesség diagram izokron-illesztésével meghatároztuk a halmaz vörösödését, korát és távolságát.

Az USA-ban végzett méréseink alapján infravörös (JHK) fotometria segítségével kimutattunk egy eddig ismeretlen, fiatal csillagokból álló halmazt az NGC 7538 jelű emissziós hidrogénfelhőben. Az NGC 6871 nyílthalmaz csillagainak színképelemzése során 37 új Ha emissziót mutató csillagot találtunk. Kidolgoztunk egy automatizált színképosztályozási (spektrálklasszifikációs) eljárást, amely az abszorpciós színképvonalak tulajdonságain alapul.

2001 nyarán BVRI méréseket végeztünk az M56 gömbhalmazról a Sierra Nevada-i Obszervatóriumból. A cél a halmaz többszín-fotometriája mellett új változócsillagok felfedezése ebben a gyengén vizsgált halmazban. 2002 júliusában nyolc éjszaka végeztünk megfigyeléseket, a nagy mennyiségű adat feldolgozása még tart.

CCD-fotometriai méréseket készítettünk az NGC 2126 jelű nyílthalmazról. Az összesen 57 órányi adatsor alapján (BVRI mérések Piszkéstetőn) hat új változócsillagot fedeztünk fel a halmaz irányában. A fénygörbék alakja, illetve a színmérések alapján osztályoztuk a változókat; a legérdekesebb egy fedési kettőscsillag (a V6 jelű változó, 2. ábra), melynek egyik komponense viszonylag nagy amplitúdójú oszcillációkat mutat. Amennyiben halmaztag, ez a legelső ismert halmazbeli fedési kettőscsillag, melynek egyik tagja pulzáló változó. Két csillag delta Scuti típusú pulzáló, egy Algol típusú fedési kettős, két csillag pedig bizonytalan besorolású. Izokron-illesztéssel megbecsültük a halmaz legfontosabb paramétereit (vörösödés, távolság, kor).

2. ábra: A V6 fedési kettőscsillag fénygörbéjén a fedési minimumok mellett egy kisebb amplitúdójú változás is látható,
amit az egyik csillag pulzációja okozhat

Gravitációelmélet

Az általános relativitáselmélet szerint a szoros kettős rendszerek tagjai a gravitációs sugárzási visszahatás következtében közelednek egymáshoz. A LIGO, VIRGO és a LISA által észlelendő gravitációs sugárzás értelmezéséhez kapcsolódóan meghatároztuk a kompakt égitestek kvadrupól-momentumainak járulékát a gravitációs sugárzás által okozott pályaelem-változásokban.

Az Einstein-egyenletek fizikailag érdekes egzakt megoldásainak jelentős része Kerr-Schild típusú. Ennek a megoldáscsaládnak figyelemre méltó sajátossága, hogy a vákuumbeli Einstein-egyenletek lineáris közelítése egyben egzakt is. Ezt az eredményt általánosítottuk, meghatározva azon anyagformákat, melyek megőrzik a Kerr-Schild téridőkre vonatkozó Einstein-egyenletek lineáris jellegét.

A Randall-Sundrum II-típusú kozmológiai modellek keretén belül általánosított Einstein-univerzumot találtunk. Ezzel egy fontos unicitás-tételre találtunk ellenpéldát, melynek értelmében a Friedmann-szimmetriájú brane-t tartalmazó téridő Schwarzschild-anti de Sitter jellegű lenne. A tétel azért sérül, mert bizonyításában egy olyan függvényt választanak koordinátának, mely sztatikus esetben állandó.

Oktatás, ismeretterjesztés

A 2001/2002. tanévben hét I. éves, tíz II. éves, négy III. éves és hét V. éves csillagász szakos hallgatót oktattunk. A csillagközi anyagról és a csillagfejlődésről szólt dr. Kun Mária (CSKI), az űrcsillagászatról dr. Szabados László (CSKI) vendégoktatók féléves előadása. Dr. Balázs Lajos (CSKI) a galaktikus csillagászaton belül az asztrostatisztikáról, dr. Kolláth Zoltán (CSKI) a pulzációelméletről és a káoszról, dr. Petrovay Kristóf (ELTE) a napfizikáról tartott kurzust nálunk.

A IV. éves fizikusoknak és fizikatanár szakosoknak Csillagászat, az I. éves geográfus és földrajztanár szakosoknak Csillagászati földrajz kurzusokat tartottunk. Szorgalmazzuk, hogy a csillagász szak mellett a hallgatóink elvégezzék a fizikatanár vagy a fizikus szakot is. 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 10 szakdolgozat, diplomamunka és 7 TDK dolgozat született csillagászati témakörben.

2001-ben a pécsi XXV. Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) csillagászati szekciójában Szabó Gyula-Sárneczky Krisztián I. díjat, Sziládi Katalin-Szabó Gyula II. díjat, Csák Balázs dicséretet kapott. Fűrész Gábor a veszprémi tantárgypedagógiai szekcióban III. díjat, Jurkovity Mónika dicséretet kapott. Bebesi Zsófia, Derekas Alíz, Gáspár András, Gőgh Noémi, Keresztes Zoltán, Mészáros Szabolcs és Székely Péter dolgozata sikeresen részt vett a kari TDK-konferencián. 2002-ben csillagász oklevelet szerzett Csák Balázs, Derekas Alíz, Fűrész Gábor, Szabó Gyula és Sziládi Katalin.

Internetes honlapunk igen sok magyar nyelvű csillagászati és űrkutatási anyagot tartalmaz, folyamatosan fejlesztjük. Ily módon igyekszünk bemutatni tevékenységünket, illetve segíteni a hazai oktatást és tudománynépszerűsítést.

A Szegedi Csillagvizsgálóban keddenként az MCSE helyi csoportja tartotta foglalkozásait. A hagyományos őszi találkozóinkon az ország sok részéről mintegy 50 amatőrcsillagász vett részt. A csoport vezetését Kiss László külföldi útja miatt Mészáros Szabolcs és Székely Péter vette át. A péntek esti bemutatásaink során évente kb. 5000 látogatónk volt.

(Meteor csillagászati évkönyv 2004, Magyar Csillagászati Egyesület, Bp. 2003)