SZATMÁRY KÁROLY – HEGEDÜS TIBOR
Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben
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 adjunktus, dr. Keresztes Zoltán adjunktus, dr. Szalai Tamás tu-dományos munkatárs, dr. Nagy Andrea tutu-dományos munkatárs. Továbbá dr.
Kun Emma tudományos segédmunkatárs, Tápai Márton predoktor, Barna Barnabás, Bódi Attila, Mitnyan Tibor, ifj . Jäger Zoltán PhD-ösztöndíjasok.
Keresztes Zoltán és Székely Péter habilitációs előadásokat tartott. Kun Emma megvédte „Szupernagy tömegű fekete lyuk kettősökre utaló jelek rádió-hangos aktív galaxismagok jeteiben” című PhD-értekezését.
Az egyetem Bajai Obszervatóriuma személyzete: dr. Hegedüs Tibor tudomá-nyos főmunkatárs, igazgató, dr. Bíró Imre Barna tudomátudomá-nyos főmunkatárs, dr.
Borkovits Tamás tudományos főmunkatárs, dr. Marschalkó Gábor tudomá-nyos munkatárs (OTKA alkalmazásban), Jäger Zoltán tudomátudomá-nyos munkatárs, Csányi István tudományos segédmunkatárs (GINOP alkalmazásban), Ruzsics Krisztina könyvtáros/igazgatási asszisztens, Markó Mihály karbantartó.
Tudományos eredmények
Változócsillagok
Tovább folytattuk a Kepler-mezőben található, hosszú másodlagos periódust mutató kis amplitúdójú vörös óriás csillagok vizsgálatait. Periódusarányokból a lehetséges pulzációs módusokra következtettünk. Kimutattuk a TU Cygni mira típusú változócsillagról, hogy fényességváltozásának hátterében periódus-kettőződés, azaz alacsony dimenziójú káosz áll.
A pulzáló RV Tauri csillagok RVb alosztályába tartozó 15 objektum fényes-ségváltozását vizsgáltuk meg. A fl uxusgörbék alapján meghatároztuk a pulzáció és a moduláció periódusát. Arra következtettünk, hogy az RVb csillagokra a pulzációs amplitúdó lineárisan arányos az átlagfényesség fl uxusértékével. Ezek
valószínűleg kettős rendszerek, amelyek körül egy porkorong okoz periodikus elhalványodást (Kiss és Bódi 2017, A&A 608, A99, Meteor 2018. május, 46. o.).
Befejeztük a VW Cephei szoros fedési kettős rendszer fotometriai és spekt-roszkópiai vizsgálatát, fi zikai paramétereinek meghatározását, valamint a peri-ódusváltozás elemzését (Mitnyan et al. 2018, A&A 612, A91). Kimutattuk, hogy a főkomponens az aktívabb, továbbá a foltosság és a kromoszferikus akti-vitás összefügg egymással (1. ábra).
1. ábra: A VW Cep fényességváltozása az összehasonlító csillaghoz képest g, r és i színszűrővel (fent), alatta a folytonos vonallal való illesztés levonása utáni maradvány, valamint a szoros kettőscsillag
modellje felszíni foltokkal a keringési periódus négy fázisában (lent).
Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben
Szupernóvák
2017-ben is folytattuk a fényes, közeli szupernóvák kutatására irányuló prog-ramunkat, szoros együttműködésben a Texasi Egyetem Csillagászat Tanszé-kével, az MTA CSFK Csillagászati Intézetével és a Bajai Obszervatóriummal.
Ezen időszak alatt mintegy 30 szupernóva fényváltozását követtük, többről színképeket is felvettünk a texasi McDonald Obszervatórium 10 m-es Hob-by-Eberly-távcsövével.
Továbbra is kutatásaink homlokterében áll a szupernóva-robbanások tá-guló maradványainak a környezetükben lévő, a robbanást megelőző évszáza-dokban, évezredekben ledobódott anyaggal való kölcsönhatásának vizsgálata.
Ebben az évben jelent meg az első publikációnk a 2014 óta a texasi kollégák-kal közös programunk gyümölcseként, amelynek során a texasi McDonald Obszervatórium 2,3 m-es távcsövét használva, keskeny sávú Hα-szűrős ész-lelések elemzése segítségével keressük az említett kölcsönhatások jeleit (Vinkó et al. 2017, ApJ, 837, 62). A legérdekesebb objektumokról a keskeny sávú kép alkotás mellett színképfelvételeket is készítünk a megújult Hobby-Eberly-táv cső LRS2 spektrográfj ával. Vinkó J. emellett részt vett az SN 2017egm jelű szuperfényes szupernóva fénygörbéjének cirkumsztelláris kölcsönhatá-sokkal történő modellezésében (Wheeler et al. 2017, ApJ Letters, 851, 14).
Szintén ehhez a témakörhöz sorolandó az eddigi legnagyobb, középinfravörös szupernóva-adatsor elemzése, amely nemzetközi együttműködésben, Szalai T. vezetésével és Zsíros Szanna MSc-hallgatónk közreműködésével zajlik; a Spit zer űrtávcső adatbázisának átfésülése eredményeképp több mint 1100 szupernóva-pozícióról készült felvétel (köztük 120 pozitív találat) segítségével vizsgálhatók a különböző cirkumsztelláris kölcsönhatások, valamint a rob-banások előtti és utáni porképződés lehetősége. A témából Szalai T. a „Th e AGB-Supernovae Mass Transition” c. konferencián (Róma, 2017. március) poszterrel, a „Deciphering the violent Universe” c. konferencián (Playa del Carmen, Mexikó, 2017. december) előadással szerepelt. Barna B. vezetésével modellezési vizsgálatokat folytattunk az ún. Iax altípusba tartozó (különle-ges, relatíve kis energiájú) szupernóvák színképsorozatainak felhasználásával, a szupernóvaburokban lévő kémiai elemek eloszlásának megismerése céljá-ból (ún. abundanciatomográfi a). A vizsgálatok első, a 2011ay jelű szuper-nóvára vonatkozó eredményeiről publikáció is megjelent (Barna et al. 2017, MNRAS, 471, 4865).
Nagy A. vezetésével szintén sikeresen folytatódott a kollapszár szupernó-va-robbanások lefolyásának, valamint a robbanást megelőző csillagfejlődési állapotok komplex modellezéssel történő vizsgálata, amely munka egyre szé-lesedő nemzetközi együttműködéseket is eredményez. Nagy A. az említett ró-mai és mexikói konferenciákon szintén bemutatta munkáját (előbbin előadás, utóbbin poszter formájában).
Gravitációs kutatások
Gergely Árpád László tanítványaival két évtizede foglalkozik egymásba spirá-lozó feketelyuk-kettősökkel és a folyamatot kísérő gravitációs hullámok elmé-leti vizsgálatával. Ennek folyományaként részt vesznek a LIGO Tudományos Kollaborációban, melynek az Advanced LIGO detektor segítségével 2017-ben négy esetben sikerült gravitációs hullámokat közvetlenül kimutatnia. Külö-nös jelentősége volt a GW170817 neutroncsillag-kettősből érkezett gravitációs hullám felfedezésének, amelyet az elektromágneses spektrum valamennyi tar-tományában kimutatott sugárzás kísért. Mind a GW170817-et 1,7 s késéssel követő gammakitörés, mind a gravitációs hullámok diszperziójának mérése a gravitációs hullámok fénysebességű terjedését igazolta, szűkítve ezzel a lehetsé-ges gravitációelméletek számát. Gergely Á. L. és Tápai Márton társszerzői a fel-fedezéseket bejelentő és azokat értelmező 28 cikknek, részvételükért a spanyol Princess of Asturias-díjban, az Amerikai Csillagászati Társaság Rossi-díjában, valamint a Royal Astronomical Society Group Achievement díjában részesül-tek. Nemzetközi együttműködésben Kun Emma és Gergely Á. L. az ID5-ös azonosítójú neutrínóeseményt szupernagy tömegű fekete lyuk kettős végső ösz-szeolvadásának kísérőjelenségeként magyarázta, forrását azonosította, a mun-ka eredményeit összefoglaló cikk az MNRAS Letters-ben jelent meg. Szintén nemzetközi együttműködésben Kun E. és Gergely Á. L. a 1308+326 kvazár kilövellésének (jet) kinematikáját vizsgálta, a munka az Astronomy and Ast-rophysics folyóiratban jelent meg.
Gergely Á. L. és Keresztes Z. a „Gravitációs hullámok, fekete lyukak és fundamentális fi zika” (GWniverse), valamint a „Kozmológiai és asztrofi zikai hálózat az elméleti fejlemények és képzési kezdeményezések” (CANTATA) COST hálózatok Menedzsment Bizottsági tagjaiként tevékenykedtek. Gergely Á. L., Kun E., Tápai M., Racskó Bence és Nagy Cecília előadásokat
tartot-Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben
tak Gyöngyösön a 10. Bolyai–Gauss–Lobacsevszkij nemzetközi konferencián.
Gergely Á. L. és Tápai M. nagyszámú hazai meghívott és konferencia-előadást tartottak a gravitációs hullámok felfedezéséről.
Bajai kutatások
Az OTKA K113117 projekt keretében tovább folytattuk az új generációs fedé-sifénygörbe-illesztő programcsomagunk fejlesztését és a Kepler űrtávcső által mért fedési kettőscsillagok tanulmányozására történő alkalmazását. A prog-ramcsomag legfrissebb verziója a fotometriai fénygörbék mellett lehetővé te-szi a radiálissebesség-görbék, valamint az észlelt, illetve az előre jelzett fedési minimumidőpontok változó eltéréseiből képzett ún. O-C-görbék egyidejű modellezését is. Ezen felül, 2+1-es hierarchiájú hármas rendszerek esetében a mozgásegyenletek szimultán numerikus integrálására is lehetőség van, tehát ebben az esetben a programcsomag már teljes „fotodinamikai” fénygörbe- és pályafejlődés-modellezésre is képes. (A szoftver fejlesztésének aktuális állását Marschalkó G. az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontjában 2017. június 23-án rendezett GPU Day 2017 – Th e Future of Many-Core Computing in Sci-ence című szakmai konferencián tartott előadásában ismertette.) A jelentősen továbbfejlesztett programcsomaggal nemzetközi együttműködésben sikeresen modelleztük a Kepler űrtávcső meghosszabbított (K2) küldetése során frissen felfedezett, EPIC 219217635 katalógusszámú, két fedési kettőscsillag alkotta négyes csillagrendszer fényesség- és radiálissebesség-változásait, és meghatároz-tuk a négy csillag asztrofi zikai paramétereit és evolúciós fázisát (Borkovits et al., 2018, MNRAS, 478, 5135).
Részben a fenti témához kapcsolódva a CoRoT űrtávcső által vizsgált fedési kettősök O-C-görbéit átvizsgálva hierarchikus hármascsillag-jelölteket keres-tünk és találtunk, majd elvégeztük e rendszerek fedési fénygörbe- és O-C-gör-be-analízisét. Ezen felül felfedeztük a CoRoT űrtávcső első két triplán fedő hármas csillagrendszerét is (Hajdu et al., 2017, MNRAS, 471, 1230). A fenti két témával kapcsolatos, korábbi, másfél évtizednyi kutatásaira alapozva Bor-kovits T. akadémiai doktori disszertációt nyújtott be.
Másik nagy tématerületünk a pulzáló komponensű fedési kettőscsillagok fénygörbéjének modellezése és inverz problémájának megoldása. E területen az eddig sikeresen vizsgált KIC 3858884 rendszer mellett további rendszerek
elemzése is elkezdődött Bókon András PhD hallgató révén, aki 2017 őszén kezdte el a doktori képzést ebben a témában.
Néhány éve indult, multidiszciplináris kutatási területek a Földünk „köze-li világűr” tartományában (30–100 km) megfi gyelhető jelenségek vizsgálata.
Ezek jelenleg két téma köré csoportosulnak:
1. Légköri elektrooptikai jelenségek észlelése. E témában 2014 óta szoros együttműködésben vagyunk az MTA CSFK Geofi zikai Kutatóintézetével (Sopron, témavezető: dr. Bór József), folyamatosan működtetjük az általuk in-tézetünkbe telepített távirányítható „red sprite kamerát” (Jäger). Minthogy a másik ilyen hazai állomáson, Sopronban 2015 óta szünetel az észlelés technikai okok miatt, a légköri jelenségcsoport nemzetközi szintű szervezett észleléseit magyar részről az elmúlt években kizárólag a bajai állomás képviseli. 2017-ben júniustól szeptemberig 44 éjszaka volt alkalmas megfi gyelések végzésére. Eb-ből 29 éjszakán rekord számú, összesen 468 különböző elektrooptikai eredetű fényjelenséget sikerült rögzíteni. A bajai állomás a világűrből történő (az ISS fe-délzetéről 2018-ban induló Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM)) megfi gyelésekhez kapcsolódó felszíni észlelési kampány fontos állomása lesz.
Az év során készült legjelentősebb cikkünk J. Bór, Z. Zelkó, T. Hegedüs, Z.
Jäger, J. Mlynarczyk, M. Popek, and H. D. Betz: On the Series of +CG Light-ning Strokes in Dancing Sprite Events, benyújtva a Journal of Geophysical Research Atmospheres folyóirathoz.
2. A meteorjelenségek modellezése és konkrét események tanulmányozása.
A munka külső együttműködők bekapcsolásával folyik (Csizmadia Sz., Zel-kó Z., Kereszty Zs.), és egy szakdolgozati munka tárgya is (Horváth, PTE).
OTKA kutatási pályá-zatot adtunk be, Gu-csik Arnold vezetésével (K129173 „Meteors and Space Debris: a complex study of dust amount in the Atmos-phere”). Új eredmény a 2017.04.08. 18:47:33 UTC-kor Dél-Dunán-túl felett feltűnt és
ké-sőbb robbanásszerűen 2. ábra: A 2016GF241 aszteroida pályája
Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben
dezintegrálódott tűzgömb feldolgozása (Hegedüs, Jäger). A sötétrepülési pá-lyaszakasz elemzésével hullási zónát határoztunk meg, amely alapján egy 3 napos miniexpedíció során 8 fős keresőcsapat kísérletet tett hullott darabok megtalálására – egyelőre sikertelenül. Szoftverünk továbbfejlesztésével a nap-rendszerbeli pályát is meg tudtuk határozni, amelynek alapján feltételezhetően a 2016GF241, egy kb. 65-147 m méretű Apollo típusú aszteroida lehet a szü-lőégitest (2. ábra).
További felmerülő kérdés volt a korábban, szinte ugyanezen időszakban (2015.04.06. 17:31:01 UTC-kor, a Bükk felett) felrobbant „húsvéti tűzgömb”
esetleges hasonlósága, közös eredete a mostanival. Azonban a 2017-es tűzgöm-bétől teljesen eltérő – és egyúttal semmilyen ismert aszteroidával összefüggésbe nem hozható – pályaelemeket kaptunk. A csillagászat történetében rendkívül rit-ka a kiszámolt pályaelemekkel jellemzett, jól észlelt vizuális pályával és megtalált meteoritdarabokkal is bíró hullás (20 alatti), ezért minden egyes ilyen esemény alapos tanulmányozása nagy jelentőséggel bír. Munkánkról a ZILELE 2017 és IMC 2017 konferenciákon előadásokban, ill. posztereken számoltunk be.
Pályázatok, díjak
A kutatásaink végzéséhez kapcsolódó kiadásokat (bérek, szakmai utak, esz-közbeszerzések) különféle pályázatok segítségével tudjuk fedezni: GINOP 2.3.2-15-2016-00033 („Tranziens asztrofi zikai objektumok”, témavezető: Vin-kó J., 2017-2020, 687 M Ft), NKFIH–OTKA: K113117 („Többszörös csillag- és bolygórendszerek űrfotometrián alapuló komplex vizsgálata”, témavezető:
Borkovits T., 2015–2018, 32 M Ft), PD112325 („Rejtélyes csillagrobbanások:
a szupernóvák homogenitása és változatossága”, témavezető: Szalai T., 2015–
2017, 20 M Ft), K123996 („Gravitációs hullámok és forrásaik az általánosí-tott gravitációelméletek erős tér tartományaiban”, témavezető: Gergely Á. L., 2017–2021, 30 M Ft). Ez utóbbi keretén belül Gergely Á. L., Keresztes Zoltán és Kun E. galaktikus forgásgörbékkel sötétanyag-modelleket tesztelt, a mun-kák az Astronomy and Astrophysics és az Advances in High Energy Physics folyóiratokban jelentek meg.
A 2017/18-as tanévre több hallgatónk (Kövér Krisztina, Nagy Cecília, Zsí-ros Szanna) és munkatársunk (Barna B. – predoktori kategória, Keresztes Z.
és Szalai T. – posztdoktori kategória) is elnyerte az Új Nemzeti Kiválósági
Program támogatását. Nagy A. a Fulbright Ösztöndíjprogram támogatásával 3 hónapot töltött a Michigan State University-n (USA).
Bódi A. 2017 júliusában Angliában a TASC3/KASC10, majd szeptemberben Lengyelországban az RRL2017 konferencián vett részt. Mindkét helyen posz-teren mutatta be eredményeit az OGLE vörös óriás csillagok szeizmológiájával, valamint az erősen Blazskó-modulált RR Lyrae csillagokkal kapcsolatban. 2017 októberében a nyertes Campus Mundi pályázatának köszönhetően egy hónapot töltött az angliai Birminghami Egyetemen, ahol forró, pulzáló csillagok granu-lációjának vizsgálatával foglalkozott. Barna B. a Campus Mundi program tá-mogatásával vett részt rövid tanulmányúton (Queens University Belfast), majd ősztől az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Student Fellowship program ke-retében egy évig az ESO garchingi kutatóközpontjában dolgozik.
2017 tavaszán a XXXIII. OTDK konferencián 7 hallgatónk vett részt; kö-zülük Nagy Cecília az Extragalaktikus asztrofi zika tagozatban I. díjat kapott.
Szalai T. 2017-ben elnyerte az SZTE TTIK Kari Tudományos Díját, valamint magyar tudomány kategóriában Junior Príma-díjban részesült.
Oktatás, ismeretterjesztés
A 3 éves fi zika alapszakon (BSc) belül a csillagász szakirányon tanítunk csilla-gászatot. A 2 éves csillagász mesterszak (MSc) mellett a fi zikus mesterszakon belül a csillagászat és az asztrofi zika modulban is számos tantárgyat oktat-tunk. A fi zikatanároknak a „Csillagászati megfi gyelések”, a „Fizika a társtu-dományokban” és a „Válogatott fejezetek a modern fi zikából 1.” kurzusokon is tanítunk csillagászatot. A bajai kutatók az SZTE csillagász képzésében égi mechanika, kettőscsillagok és műszertechnika tárgyak oktatásával, nyári gya-korlatok és szakdolgozatok témavezetésével vesznek részt, valamint az ELTE Csillagászati Tanszékén is tartanak szabadon választható MSc/PhD-s kur-zust a hierarchikus többes csillagrendszerek témakörében, illetve SZTE-s és ELTE-s PhD-hallgatók témavezetését is ellátják.
2017-ben az SZTE-n 5 BSc szakdolgozat és 6 MSc diplomamunka szüle-tett csillagászati témakörben. Csányi István csillagász MSc oklevelet szerzett.
Bókon András és Czavalinga Donát felvételt nyert a Fizika Doktori Iskolába.
A bajai és a szegedi csillagászok (az MCSE-vel és az ELTE GAO-val közö-sen) immár kilencedik alkalommal együtt rendeztek középiskolások számára
Az SZTE szegedi és bajai csillagászati tevékenysége 2017-ben
országos csillagászati diákvetélkedőt, amely 2011 óta egyben a Nemzetközi Csillagászati és Asztrofi zikai Diákolimpia (IOAA) magyar csapatának váloga-tója is. Baján ősszel kéthetenként regionális olimpiai szakkör indult, amelyre helybelieken kívül más településről is jártak diákok. Szegeden a Fizika Diáko-limpiai Szakkör keretén belül tartunk évente 1-2 csillagászati témájú foglal-kozást. A 2019. évi IOAA magyarországi megrendezésének koordinálását az 1847/2017. (XI.29.) kormányhatározattal a Szegedi Tudományegyetem, csilla-gászati munkaközösségünk kapta. Ennek keretében a szegedi és bajai kollektíva valamennyi hazai, a csillagászat terén működő intézmény és szakmai csoport, valamint néhány civil szervezet bevonásával megkezdte a szervezőmunkát. A beszámolási időszakban a fő helyszínek és együttműködő piaci szereplők kivá-lasztása és érdekegyeztető tárgyalások történtek meg, valamint megszülettek a diákolimpia grafi kai elemei (logó, szimbólumok stb.). Mindezt a thaiföldi di-ákolimpián (2017. nov. 11–21. Phuket) félórás prezentáció keretében mutattuk be, a nemzetközi szakmai fórum általános tetszése mellett.
A Szegedi Csillagvizsgáló honlapján (http://astro.u-szeged.hu), a Bajai Ob-szervatórium honlapján (http://www.bajaobs.hu), illetve a közösségi médiá-ban (https://www.facebook.com/csillagvizsgaloszeged, https://www.facebook.
com/CsillagvizsgaloBaja) bemutatóhelyeink programjai és hírei elérhetők.
A péntek esti nyitva tartásaink során Szegeden 2017-ben kb. 3000, Baján 400 látogatónk volt. Az országos, ill. nemzetközi koordinálású nagyrendezvé-nyeken (csillagászat napja, múzeumok éjszakája és kutatók éjszakája) különö-sen sokan nézhettek az égre távcsöveinkkel Baján is és Szegeden is.
A szerzők köszönetet mondanak az alábbi kollégáknak a beszámoló szövegé-hez való hozzájárulásukért: Bíró Imre Barna, Bódi Attila, Borkovits Tamás, Bór József, Gergely Árpád László, Szalai Tamás.