SZATMÁRY KÁROLY – HEGEDÜS TIBOR
Az SZTE szegedi és bajai csillagászati
tevékenysége 2018-ban
A
Szegedi Tudományegyetem Fizikai Intézete
csillagász és gravitációelméleti
csoportjának munkatársai: dr. Szatmáry
Károly
egyetemi tanár, dr. Gergely Árpád
László egyetemi tanár, dr. Vinkó
József
tudományos főmunkatárs, dr. Székely Péter
egyetemi docens, dr. Keresztes Zoltán
egyetemi docens, dr. Szalai Tamás tudományos
munkatárs, dr. Nagy Andrea
tudományos munkatárs. Továbbá dr. Kun Emma
tudományos segédmunkatárs, Tápai
Márton, Barna Barnabás, Mitnyan Tibor predoktorok, ifj. Jäger Zoltán, Bókon András, Czavalinga Donát, Papp
Sándor, Racskó Bence PhD ösztöndíjasok. Vinkó J. novemberben
megvédte MTA doktori értekezését.
Az egyetem Bajai Obszervatóriuma személyzete: dr.
Hegedüs Tibor tudományos főmunkatárs, igazgató, dr. Bíró Imre Barna tudományos
főmunkatárs, dr. Borkovits Tamás tudományos főmunkatárs, dr. Marschalkó Gábor
tudományos munkatárs (OTKA alkalmazásban), Jäger Zoltán tudományos munkatárs,
Csányi István tudományos segédmunkatárs (GINOP alkalmazásban), Ruzsics
Krisztina könyvtáros/igazgatási asszisztens, Markó Mihály karbantartó.
Borkovits T. júniusban megvédte MTA doktori
értekezését.
Tudományos
eredmények
Az érintkező kettőscsillagok
kromoszférikus aktivitásának vizsgálata céljából Mitnyan T. egynagyszabású
észlelési kampányba kezdett, amelynek
keretében a piszkéstetői 1
méteres, illetve a bolgár Rozhen Obszervatóriumban
található 2 méteres
távcsövekkel gyűjtött spektroszkópiai
mérési adatokat 13 fényesebb objektumról.
A sokszor kedvezőtlen időjárási feltételeknek
köszönhetően ezek között eddig
összesen 5 olyan objektum (V1073 Cyg, LS Del, SW Lac, EX
Leo, V357 Peg) található, amelyekről megfelelő fázislefedettség mellett a
kromoszférikus aktivitás jelei, illetve rövidtávú,
fázisfüggő változás
kimutathatóvá vált a feldolgozott spektrumok
elméleti modellekkel való
összevetése után. A tavalyi évkönyv
beszámolójában bemutatott, VW Cepheiről
szóló munkánk eredményét is
felhasználva egyelőre egy 6 objektumból
álló
kezdetleges statisztikai minta áll rendelkezésünkre
a kromoszférikus aktivitás
és a csillagok különböző fizikai
paraméterei között fennálló esetleges
kapcsolatok vizsgálatára. Ez a minta a
továbbiakban még várhatóan jelentősen
bővülni fog, azonban mivel ez a 6 objektum viszonylag
széles körben lefedi a
paraméterteret, így egy kezdetleges statisztikai
vizsgálatra adott lehetőséget.
Ez alapján előzetesen elmondható, hogy a
kromoszférikus aktivitás erőssége
kapcsolatban áll a következő fizikai mennyiségekkel:
effektív hőmérséklet, B-V
színindex, Rossby-szám, illetve a rendszerbeli
komponensek közötti
hőmérséklet-különbség. Jellemzően a
gyorsabban forgó, „vörösebb” és
nagyobb
hőmérséklet-különbséggel rendelkező
rendszerek aktívabb kromoszférával
rendelkeznek. Egyéb fontos paraméterekkel, mint
például a rendszer tömegaránya,
inklinációja vagy kitöltöttségi faktora
és a kromoszférikus aktivitás erőssége
között ezen 6 objektum alapján nem mutatható ki
egyértelműen hasonló trend. Az itt ismertetett munkát és előzetes eredményeit
Mitnyan T. a Szlovákiában megrendezett KOLOS 2018 nevű
konferencián, 2018.12.06-án egy angol nyelvű előadásban is bemutatta. A
elvégzett munka az Emberi Erőforrások
Minisztériuma
ÚNKP-18-3 kódszámú Új Nemzeti
Kiválósági Programjának
támogatásával készült.
Szupernóvák
2018-ban
tovább folytattuk a fényes, közeli
szupernóvák kutatására
irányuló programunkat, szoros
együttműködésben a Texasi
Egyetem Csillagászat Tanszékével, az MTA CSFK
Csillagászati Intézetével és az
SZTE Bajai Obszervatóriummal. Ezen időszak alatt mintegy 30
szupernóva
fényváltozását követtük,
többről színképeket is felvettünk a texasi
McDonald
Obszervatórium 10 m-es Hobby-Eberly
Távcsövével. Emellett – Vinkó J. révén – a Global Supernova Project nemzetközi
megfigyelőhálózat adatsoraihoz is hozzáférünk, illetve együttműködünk velük
több objektum vizsgálatában. Vinkó J. nevesített
együttműködő a Kepler K2 misszió
szupernóvákat és egyéb tranzienseket
vizsgáló
programjában is, amely jó néhány
szupernóva nagyon jó időfelbontású
vizsgálatát
teszi lehetővé a Kepler-űrtávcső, valamint az
együttműködésben részt vevő földi
obszervatóriumok adatai segítségével.
Az
MTA CSFK Csillagászati Intézet Piszkéstetői
Obszervatóriumából és a Bajai
Obszervatóriumból zajló több éves
fotometriai
megfigyelések egyik gyümölcseként 2018-ban
került közlésre négy közeli, nagy
látszó fényességű Ia szupernóva
részletes adatsoraira épülő tanulmány,
amelyben
főként a kozmológiai vizsgálatokban elterjedten
használt, távolságmeghatározást
lehetővé tevő fénygörbe-illesztő kódok
megbízhatóságát vizsgáltuk
(Vinkó et al.,
2018, PASP, 130, 4101) ); a vezető szerzőn kívül szegedi
részről Szalai T.,
Nagy A., Kun E. és
Székely P., bajai részről Bíró I.B., Borkovits T. és
Hegedüs T. is közreműködött a munkában.
Szintén
a piszkéstetői fotometriai adatok, valamint a
külföldi partnerintézményekben
rögzített színképek
segítségével vizsgáltuk az
utóbbi évek egyik legközelebbi, legfényesebb
szupernóváját, a
„Tűzijáték”-galaxisban (NGC 6946) felbukkant,
II-P típusú SN 2017eaw-t. Az
űrtávcsöves mérésekkel is
kiegészített adatsorokon, illetve azok komplex
modellezésén alapuló eredmények
közlésére nemzetközi szerzőgárda
állt össze,
amelyet kutatócsoportunk munkatársai vezetnek.
A texasi McDonald Obszervatórium 2,7m-es
távcsövével, keskeny sávú H-alfa
szűrőkkel végzett észlelések
segítségével
tovább folytatjuk a szupernóva-robbanások
táguló maradványainak a
környezetükben lévő, a robbanást megelőző
évszázadokban, évezredekben
ledobódott anyaggal való kölcsönhatásuk
vizsgálatát. A legérdekesebb
objektumokról a keskeny sávú
képalkotás mellett
színképfelvételeket is
készítünk a megújult Hobby-Eberly
Távcső LRS2 spektrográfjával. A kutatást
egy,
a projektet vezető Texasi Egyetemi kutatócsoport által
elnyert, nagy presztízsű
NSF pályázat is támogatja.
Befejeződött a Spitzer-űrtávcső adataira épülő, az
eddigi legnagyobb közép-infravörös szupernóva-adatsor elemzése (1100 vizsgált
objektum, 120 pozitív detektálás), amely nemzetközi együttműködésben, Szalai T.
vezetésével és
Zsíros Szanna MSc-hallgatónk
közreműködésével zajlott. Az eredmények
alapján a közép-infravörös
tartomány
kiemelten alkalmas a szupernóvák hosszabb
időtávú nyomon követésére, valamint
az évekkel a robbanás után zajló fizikai
folyamatok feltárására. Az eredményeket összefoglaló cikket az Astrophysical Journal
Supplement Series folyóirathoz küldtük be közlésre; a témából magyar nyelvű
cikk is született a Természet Világában (2018/08. szám). A témával kapcsolatban
Szalai T. posztert mutatott be a „Supernovae - From
Simulations to Observations and Nucleosynthetic Fingerprints” (Bad Honnef,
Németország, 2018.01.21-24.), illetve a „Shocking Supernovae: surrounding
interactions and unusual events” (Stockholm, Svédország, 2018.05.28-06.01.)
konferenciákon.
Nagy A. tovább
folytatta a kollapszár
szupernóva-robbanások lefolyásának,
valamint a robbanást megelőző
csillagfejlődési állapotok komplex modellezéssel
történő vizsgálatát. Korábbi
munkáinak folytatásaként ebben az évben
hidrodinamikai modellszámításokon
alapuló, egyszerzős cikket publikált a
nívós Astrophysical Journal folyóiratban
(Nagy A., 2018, ApJ, 862, 143), az említett Bad Honnef-i konferencián
pedig posztert mutatott be.
Barna
B. kiterjesztette az egy évvel korábban
megkezdett, az ún. Iax altípusba tartozó,
speciális termonukleáris szupernóvák
színképsorozatainak modellezésével
végzett munkáját; új, szegedi, német
és brit
kollégákkal publikált tanulmányában
(Barna et al. 2018, MNRAS, 480, 3609) öt
ilyen szupernóva esetén vizsgálta a
táguló gázburokban lévő kémiai
elemek
eloszlását (ún.
„abundancia-tomográfia”). Barna B. a
témáról előadást tartott
az említett Bad Honnef-i konferencián,
továbbá – az ESO garchingi
kutatóközpontjában töltött időszaka alatt
– rövid vendégkutatói látogatást
tett
a Rutgers Egyetemen (New Jersey, USA).
Az elmúlt időszakban folyamatosan zajlott az újonnan
üzembe helyezendő piszkéstetői, illetve bajai 80 cm-es távcsövek mérési
eredményeinek párhuzamosított, nagy sebességű adatfeldolgozását lehetővé tevő
szoftverkörnyezet kialakítása.
Gravitációelméleti kutatások
Bajai
kutatások
Az
OTKA K113117 projekt keretében fejlesztett új
generációs fénygörbe-,
radiálissebesség-görbe- és
fedésiminimumidőpont-illesztő
programcsomagunkat immáron alkalmassá tettük nem
csak kettős és hármas, hanem
2+2-es hierarchiájú négyes rendszerek
spektro-fotodinamikai modellezésére. A
programcsomag felhasználásával, nemzetközi
együttműködés keretében több fedési
kettős, illetve hármas csillagrendszer széleskörű
vizsgálatát végeztük el. Így
például, a Kepler űrtávcső meghosszabbított
(K2) küldetése során frissen
felfedezett, EPIC 249432662 katalógusszámú, triplán fedő hármascsillag esetében
kimutattuk, hogy a rendszer gyakorlatilag teljesen sík, a 8 napos periódusú
belső, illetve a 188 napos periódusú külső pálya síkja 0,2
fokon belül egybeesik. A hármasrendszer pontos dinamikai
és asztrofizikai
paramétereinek meghatározásán felül
előrejeleztük a későbbi hármas fedési
események bekövetkezésének időpontjait,
amelyeket azután földi távcsövekkel a
jelzett időpontokban sikerült is megfigyelni (Borkovits et al.,
2019, MNRAS, 483, 1934). A témából
Borkovits két előadást is tartott, előbb 2018 szeptemberében Leidenben a Triple
Evolution and Dynamics Trendy-2 meghívásos műhelytalálkozón, majd októberben az
MTA CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének szemináriumán.
Ugyanezen
kutatási projekt keretében elvégeztük az
EPIC 211759736 fedési kettőscsillag átfogó
vizsgálatát is. E rendszer
érdekessége, hogy a főcsillaga egy foltos
óriáscsillag. A Kepler űrtávcső nagy
pontosságú méréseit földi,
köztük bajai észlelésekkel kombinálva az
égitestek
pontos tömegének, méretének és
hőmérsékletének
meghatározásán felül értékes
eredményeket kaptunk az óriáscsillag
tengelyforgásával, illetve
folttevékenységének hosszú
távú alakulásával kapcsolatban is
(Oláh et al.,
2018, A&A, 620, A189).
Átalakítottuk
a pulzáló komponenst tartalmazó fedési
kettőscsillagoknál a nemradiális pulzációk
módusazonosítását
célzó
kódcsomagot, hogy a korábbinál több
frekvenciát legyen képes szimultán
vizsgálni és azokra jobb képi megoldásokat adjon.
Bókon A.
PhD hallgató sztochasztikus mintavételezési
módszert dolgozott ki, amely az optimális módusok
megkeresése mellett a teljes
valószínűségi eloszlást
feltérképezi, ami hibabecsléseket is
lehetővé tesz.
Előzetes eredményeiről a Szlovákiában decemberben
megrendezett, KOLOS 2018 konferencián angol nyelvű előadáson számolt be.
Ifj.
Jäger Z. PhD hallgató továbbfejlesztette a Nagy Andrea által készített
szupernóva modellező kódot, hogy megtalálja a sztochasztikus mintavételezési
módszerrel az adott fénygörbéhez való legjobb illeszkedéseket
és valószínűségi becsléseket adjon a robbanó objektum fizikai paramétereire.
Előzetes eredményeiről a Romániai Akadémiai Napok, valamint a KOLOS 2017-ben és
2018-ban megrendezett konferenciáin számolt be.
Földünk „közeli világűr” tartományában (30-100 km)
megfigyelhető jelenségek vizsgálatára irányuló multidiszciplináris kutatásaink
két téma köré csoportosulnak:
A
téma kutatása három terület köré
összpontosul: a
ritkán jelentkező bolidák fénylő
pályaszakaszának túlcsordulás-mentes
észlelését biztosító gyors
(és kevésbé érzékeny) kamerák
fejlesztése,
telepítése és működtetése;
másrészt saját írású
szoftvereink állandó
fejlesztése, amikkel a leendő új események
meteorit-hullási szórásmezőit tudjuk
meghatározni, és rövid időn belül
helyszíni kereséssel is lehet majd
próbálkozni – illetve korábbi
hullások adatsorainak újra történő
kiértékelése
alapján a régebbi hullások ismételt terepi
keresése is ide sorolandó; végül
pedig magaslégköri ballonokkal a
sztratoszférában
lebegő, lassan ülepedő meteoritikus por detektálása,
jellemzőinek megállapítása. A
beszámolási időszakban a második
témában történő
előrehaladásunkról tudtunk két jelentősebb
konferencián poszter formájában
beszámolni: Hegedüs, T. et al., 2019, in Proceedings
of IMC, Pezinok, Slovakia, 30 Aug-2 Sept, 2018, valamint : Hegedüs, T. et al., 2019, 50th Lunar and Planetary Science Conference, 18-22
March, 2019, Houston, USA.
2018-ban ballon indítás 4 alkalommal történt: február
9., június 20., július 25. és szeptember 28. A június
20-i repülés során eddigi rekordmagasságot értünk el: meghaladtuk a 35 km-es
szintet! Első pordetektálási (és koncentráció meghatározási) kísérletünk a szeptember 28-i „StratoLab-10” repülés
során történt. Sajnos az alkalmazott PMS7003 típusú szenzorról bebizonyosodott,
hogy 2000 m fölött használhatatlan – így csoportunknak vagy saját
műszerfejlesztésbe kell fogni, vagy a világpiacon esetleg létező komolyabb
szenzort beszerezni.
Említésre méltó multidiszciplináris eredményre jutottunk
az Interreg HUSRB/1602/31/0197 sz. pályázati együttműködés keretében, az
Újvidéki Egyetem fizikusaival: két ballonos repülés
során is egybehangzóan ki tudtunk mutatni az általunk mért sugárzási szintben
egy nem várt anomáliát kb. 5-6000 m magasságban. A ballonjainkon szállított
ultravékony csillámpala ablakos detektor elsősorban alacsony energiájú ~10 keV
fotonokra és ~50 keV elektronokra volt érzékeny. A tapasztalt anomális
sugárzási szint emelkedés nem teljesen példa nélküli:
japán kutatók hasonló ballonos technikával 2011-ben 10 km körül tapasztaltak
hasonló anomáliát – az ő detektoruk ~250 keV energiájú b-sugárzásra volt érzékeny – de akkor azt gondolták, hogy ezt csak az
akkoriban történt fukushimai atomerőmű-katasztrófa miatt a légkörbe került radioaktív
por okozhatta. Eredményünk tükrében viszont valami sokkal általánosabb
jelenséget lehet sejteni, ami jelentősége igen nagy is lehet. Minderről egy
rövid cikket a Nature Geo-nak küldött meg a szerb kutatócsoport (Bikit et al., 2019).
Pályázatok,
díjak
A
kutatásaink végzéséhez
kapcsolódó kiadásokat (bérek, szakmai utak,
eszközbeszerzések) különféle
pályázatok segítségével tudjuk
fedezni: GINOP 2.3.2-15-2016-00033
(„Tranziens asztrofizikai objektumok”, témavezető: Vinkó J., 2017-2020, 687
MFt), NKFIH-OTKA: K113117 („Többszörös csillag- és bolygórendszerek
űrfotometrián alapuló komplex vizsgálata”, témavezető: Borkovits T., 2015-2018,
32 MFt), KH130372
(„Különleges
fedési változócsillagok keresése és
vizsgálata a TESS űrtávcső mérési adatsorai
alapján”, témavezető: Borkovits T., 2018-2020, 19
MFt), PD112325 („Rejtélyes csillagrobbanások: a szupernóvák homogenitása és változatossága”, témavezető: Szalai
T., 2015-2018, 20 MFt), K123996 („Gravitációs hullámok és forrásaik az általánosított
gravitációelméletek erős tér tartományaiban”, témavezető: Gergely Á. L., 2017-2021, 30 MFt).
Oktatás,
ismeretterjesztés
A
3 éves fizika alapszakon (BSc) belül a csillagász
specializáción
tanítunk csillagászatot. A 2 éves
csillagász mesterszak (MSc) mellett a fizikus
mesterszakon belül a csillagászat és az asztrofizika
modulban is számos
tantárgyat oktatunk. A fizikatanároknak a
„Csillagászati megfigyelések, a
„Fizika a társtudományokban” és a
„Válogatott fejezetek a modern fizikából
1.”
kurzusokon is tanítunk csillagászatot. A bajai
kutatók az SZTE csillagász
képzésében égi mechanika, kettőscsillagok,
és műszertechnika tárgyak
oktatásával, nyári gyakorlatok és
szakdolgozatok témavezetésével vesznek
részt,
valamint az ELTE Csillagászati Tanszékén is
tartanak MSc/PhD-s szabadon
választható kurzust a hierarchikus többes
csillagrendszerek témakörében,
illetve SZTE-s és ELTE-s PhD-hallgatók
témavezetését is ellátják.
2018-ban az SZTE-n 4 BSc szakdolgozat és 2 MSc diplomamunka született csillagászati és gravitációelméleti témakörökben. Papp Sándor és Racskó Bence felvételt nyertek a Fizika Doktori Iskolába. A kari TDK konferencián 5 hallgatónk vett részt, mindannyian továbbjutottak a 2019. tavaszi országos konferenciára.
A
bajai és a szegedi csillagászok (az MCSE-vel és az
ELTE GAO-val közösen) immár tizedik alkalommal
együtt rendeztek középiskolások
számára országos csillagászati
diákvetélkedőt, amely 2011 óta egyben a
Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai
Diákolimpia (IOAA) magyar csapatának
válogatója is. Baján 2018. során a
középiskolai tanév ideje alatt
kéthetenként
regionális olimpiai szakkör zajlott, amelyre helybelieken
kívül más
településekről is jártak diákok (elsősorban
Mohács, Szekszárd és Bácsalmás), ezen
felül hagyományosan tavasszal és ősszel 1-1 teljes
hétvégén vendégül láttuk az
aktuális évi magyar diákválogatott keretet,
intenzív felkészítő képzés
céljából. Szegeden a Fizika Diákolimpiai
Szakkör
keretén belül tartunk évente 1-2
csillagászati témájú foglalkozást. A
szegedi
és bajai szakemberek közösen rendezték meg (a
Zánkai Erzsébettáborban) 2018. szeptember 1-8 között
7 ország diákolimpiai csapatának
részvételével az azévi nemzetközi
diákolimpiára történő
„éles” tréninget IWAA2018
néven. Ez egyben egy „miniolimpiai”
előtanulmány is volt a következő évi
„nagy”
olimpia megrendezéséhez!
A 2019. évi IOAA magyarországi megrendezésének
koordinálását az 1847/2017. (XI.29.)
kormányhatározattal a Szegedi Tudományegyetem,
csillagászati munkaközösségünk
kapta. Ennek keretében a szegedi és bajai
kollektíva valamennyi hazai, a
csillagászat terén működő intézmény
és szakmai csoport, valamint néhány civil
szervezet bevonásával folytatta az előző évben
már elkezdett előkészítő munkát.
Innovációs erőfeszítéseink említésre méltó eredménye a Baján 2018 végére kifejlesztett (Jäger, Hegedüs, Markó) Arduino-alapú, távvezérelhető, időjárásálló all-sky kamera ház, amely első 6 db-os flottáját 2019 elején adtuk át az ország teljes fényszennyezési térképének elkészítését célzó kutatócsoportnak (ld. 1. kép).
A Szegedi Csillagvizsgáló honlapján (http://astro.u-szeged.hu), a Bajai Obszervatórium honlapján (http://www.bajaobs.hu), illetve a közösségi médiában (https://www.facebook.com/csillagvizsgaloszeged, https://www.facebook.com/CsillagvizsgaloBaja)
bemutatóhelyeink programjai
és hírei elérhetők.
A nyitva tartásaink során
Szegeden 2018-ban kb. 3000, Baján 400 látogatónk
volt.
A helyi, az országos, ill. nemzetközi
koordinálású rendezvényeken (Fizika
Napja, Csillagászat Napja, Fizikus Teaház,
Múzeumok Éjszakája és a Kutatók
Éjszakája) normál bemutatásaink
látogatottságait messze meghaladó számban
nézhettek érdeklődők az égre
távcsöveinkkel, ill. nézhettek planetáriumi
műsorokat Baján is és Szegeden is.
A
szerzők köszönetet mondanak
az alábbi kollégáknak a beszámoló
szövegéhez való
hozzájárulásukért: Bíró Imre
Barna, Borkovits Tamás, Gergely Árpád
László, Mitnyan Tibor, Szalai Tamás,
Székely
Péter, Vinkó József.
(Meteor csillagászati évkönyv 2020, Magyar
Csillagászati Egyesület, Bp. 2019)