Meteor csillagászati évkönyv 1998
Balázs Lajos
Lassan már közhelynek tûnik azzal kezdeni a beszámolót, hogy az intézet az elmúlt évben is megôrizte mûködôképességét. Bármennyire is közhelynek tûnik, mégis ez az egyik legfontosabb, amit el kell mondanunk, kiegészítve azzal, hogy a romló anyagi feltételek mellett, nemzetközi mércével mérve is színvonalas, eredményekben gazdag kutatómunka folyt.
A GRB 970508 gamma-felvillanás optikai megfelelôje (a bal oldali képen nyíl mutatja), és idôbeli változása. A felvételeket a piszkéstetôi Scmidt-teleszkópra szerelt CCD-kamerával Kelemen János készítette
Tudományos eredmények
A változócsillagok vizsgálata az a tudományterület, ahol intézetünk a legnagyobb hagyományokkal rendelkezik, és a legnagyobb nemzetközi elismertségre tett szert. Ehhez a hagyományhoz hûen a beszámolási idôszakban végzett tudományos vizsgálatok az RR Lyrae, delta Scuti, delta Cephei, RV Tauri és más, az aszimptotikus óriáságról elfejlôdött (poszt-AGB) pulzáló, valamint az RS Canum Venaticorum és BY Draconis típusú aktív csillagokkal foglalkoztak.
A galaxiskozmogóniai kutatások keretében folytattuk a csillagkeletkezésben aktív intersztelláris porfelhôk szerkezetének és a bennük található, keletkezôben lévô csillagok fizikai tulajdonságainak a vizsgálatát. Tanulmányoztuk továbbá a csillagközi por keletkezésében nagy szerepet játszó AGB-csillagok galaktikus eloszlását.
A napaktivitási jelenségek közül, figyelembe véve az intézetben folyó kutatások hagyományait és mûszerezettségét, elsôsorban a napfoltok pozíciójának és alakjának idôbeli változását vizsgáltuk.
A földi felsôlégköri folyamatokban szerepet játszó naptevékenység hatását, illetve a belôle származó fûtési mechanizmus tulajdonságait kutattuk.
A fenti fô témákon túlmenôen eredményesen foglalkoztunk a Naprendszer kisebb égitestjeinek (üstökösök, kisbolygók) a vizsgálatával is. Sikeresen mûveltünk néhány interdiszciplináris témát is (naptevékenység és meteorológiai paraméterek, színképvonalak erôs mágneses térben).
Változócsillagok
Pulzáló változócsillagok. Folytattuk azokat a vizsgálatokat, amelyek arra irányulnak, hogy az RRab változók fénygörbéje hogyan függ a mögöttes fizikai paraméterektôl. A fénygörbe paramétereibôl a változók távolságának és vörösödésének kiszámítására alkalmas formulákat származtattunk le. Ennek segítségével, valamint a Kurucz-féle atmoszféramodellek alkalmazásával lehetôség nyílt statisztikusan nagyszámú változó elhelyezésére a HRD-n. Az RRab csillagokra ily módon kapott empirikus instabilitási sáv jelentôsen eltér a modellszámítással kapottaktól.
Az M 15 gömbhalmaz kétmódusú RR Lyrae csillagainak átfogó vizsgálata során kifejlesztettünk egy módszert, amely a Fourier-analízis és a fázisdiagram elônyeit egyesíti. Az új módszer lehetôvé teszi a kétmódusú RR Lyrae csillagok alapmódusaiban és elsô felharmonikusaiban mutatkozó változások egyidejû vizsgálatát.
Az EROS-program adatbázisában egy 14 napos periódusú csillagot találtunk, amelyben a két pulzációs módus 3:2 rezonanciában van. A részletes lineáris modellezés azt mutatta, hogy csak igen szûk paraméter-tartományban fordulhat elô ilyen periódus-kombináció. Nemlineáris modellek viszont a megfigyelthez képest lényegesen kisebb amplitúdójú fényességváltozást adnak, vagyis ez a csillag az elmélet számára további kihívást jelent.
Sikerült a lineáris pulzáció egyenleteit közelítések nélkül is a Schrödinger-egyenlethez hasonló alakra transzformálni. Az így kapott egyenletekben lévô potenciálban a hidrogén ionizációs zóna egy magas potenciálfalat hoz létre, amely a csillag burkát két részre osztja. A két rész közötti rezonancia felelôs a különös módusok létrejöttéért.
Tovább vizsgáltuk a fotometriai kritériumok kettôsségi indikátor szerepét. A fényesség és a radiális sebesség változásának amplitúdóiból származtatott paraméterek több cefeidánál utalnak kék vagy vörös kísérô jelenlétére. A kétmódusú cefeidákra végzett hasonló vizsgálat megerôsítette, hogy a látóirányú sebesség és a fényesség változásának mértékébôl a pulzációs módusra is lehet következtetni. E módszer alapján kimutatható, hogy a V473 Lyrae nevû cefeida az elsô felhangnál magasabb módusban rezeg.
A korai F színképtípusú HD 108100 jelû csillagnál \gamma Doradus-típusú változást sikerült felfedezni. A megfigyelt 1.32 és 1.40 ciklus/nap értékû periódusok l=1 rendû gravitációs módusnak (g-mode) felelnek meg. Korábban ez a csillag a 4 CVn delta Scuti-változó összehasonlítójaként szerepelt.
A mátrai állomás 1 m-es távcsövére szerelt CCD kamerával az NGC 744 nyílthalmazban egy mindössze 0\ttm04 amplitúdójú változót sikerült felfedezni.
Gömbhalmazbeli RV Taurinak klasszifikált csillagok periódusanalízisébôl megállapítottuk, hogy ezek valójában nem RV Tauri változók. Ennek az a jelentôsége, hogy ezzel elveszett a legfontosabb bizonyíték az RV Tauri csillagok poszt-AGB csillagként való értelmezéséhez. Régóta észlelt RV Tauri csillagok O-C diagramjának vizsgálatából kiderült, hogy az azokon észlelt hullámok véletlenszerûen is keletkezhetnek.
Csillagaktivitás. Elkészítettük a HK Lacertae foltos változó hosszú idôskálájú modellezését. Foltmodellezô program alkalmazásával kimutattuk, hogy a csillag 30 évnyi fényváltozása jól magyarázható a poláris vidékeken elhelyezkedô aktív területekkel. Az eredmények egyéb elméleti kutatásokkal összhangban egy konzisztens kép kialakítását tették lehetôvé. A csillag pólusán levô foltokkal minden fénygörbe leírható volt.
Idôsoros foltmodellezést alkalmazva változásokat mutattunk ki a fénygörbék egymást követô ciklusain. Egy új módszerrel jó alsó becslést adtunk a csillag folttalan fényességére, és meghatároztuk a folt hômérsékletét is. Az eljárás elegendôen nagy észlelési adatsorra alkalmazva megbízható alsó becslést ad erre a másként eléggé pontatlanul meghatározható paraméterre.
Elkészítettük a fotometriai foltmodellezés vizsgálatát, a teszteredmények kiértékelését. Ezzel számszerûsíteni tudtuk a használt modellezési eljárás korlátait, illetve alkalmazási körét.
Befejeztük az IM Pegasi óriáscsillag 14 IUE-spektrumának analízisét. A kapott paraméterek rotációs modulációt mutatnak, és az eredmények egy fényesebb terület (plage) jelenlétére utalnak.
Az SV Camelopardalis kettôscsillagról a piszkéstetôi állomás 50 cm-es teleszkópjával végzett megfigyelés, valamint a McDonald obszervatóriumból kapott spektroszkópiai mérések alapján készített Doppler-leképezési analízis egyaránt kimutatta egy nagyméretû, kör alakú folt jelenlétét a fôkomponens felszínén. E folt létezésével az optikai fénygörbe teljes egészében megmagyarázható. A spektroszkópiai mérések értelmezésekor azonban egy további kisebb folt létezését is fel kellett tenni.
A Galaxis szerkezete és kozmogóniája
Részt vettünk az ISO mesterséges holddal a távoli infravörös háttér vizsgálatát célzó programban, amelynek keretében három 0.5 x 0.5 fokos terület 25 mikronos hullámhosszon való feltérképezése történt. Az állatövi fény intenzitás-eloszlása szögperces skálán vizsgálva meglepôen simának mutatkozott. Kérdés, hogy mi az a mechanizmus, amely ilyen mértékben elkeveri az üstökösökrôl/kisbolygókról leváló porrészecskéket a bolygóközi térben. A holdra szerelt ISOPHOT spektrométerrel mérések történtek az állatövi fény 5-11.5 mikron hullámhossztartományában. Ezek a mérések megmutatták, hogy a spektrális energiaeloszlás jól közelíthetô egy 260 K-es feketetest-sugárzással. A jelenlegi mérési pontossággal nem lehet semmiféle emissziós, vagy abszorpciós vonalat látni a színképben.
Meghatároztuk a kis tömegû csillagok keletkezésében aktív Cepheus Flare molekulafelhôinek a távolságát. A +10 fok galaktikus szélesség fölötti felhôk két különbözô struktúra részei, amelyek sebessége, távolsága és csillagkeletkezési tulajdonságai eltérôek. A felhôk mintegy 160 négyzetfoknyi területén feltérképeztük a lehetséges csillagkeletkezési gócokat és fiatal csillagokat. Az eredmények lehetôvé teszik a Cepheusban levô molekulafelhôk csillagképzô tulajdonságainak összehasonlítását egyéb, jól ismert molekulafelhôkével.
Monte Carlo-eljárással modelleztük az intersztelláris por jelentôs forrásának tartott vörös változók eloszlását az (I, J, K, 12 mikron) színekbôl álló paramétertérben. Az eredményekrôl készített (I-K;J-K) és (I-K;K) diagramok meggyôzôen bizonyítják, hogy a Mira-változók egy olyan területet népesítenek be az (I;J;K) paramétertérben, amely jól elhatárolódik attól, amelyet a törpe és óriáscsillagok foglalnak el. Az eredményeket az Európai Unió által támogatott DENIS projekt eredményeinek értelmezésénél lehet felhasználni.
Napaktivitási jelenségek
Folytattuk a bonyolult foltcsoportokban lezajló változások és a mögöttük meghúzódó fizikai folyamatok vizsgálatát. Az 1992 augusztusi NOAA 7248 és 7260 aktív vidékeken megfigyelhetô volt az új aktivitás kölcsönhatása az öreg napfoltokkal. Az 1991 szeptemberi NOAA 6850 esetében a már publikált fejlôdés és a kölcsönhatások a YOHKOH mesterséges holdról készített koronaképeken is követhetôk, a fiatal és a szabálytalan alakú umbrák felett a korona fényesebb.
A napaktivitás különféle megnyilvánulásait tanulmányozva a naplégkör mindhárom rétegérôl (fotoszféra, kromoszféra, korona) készített egyidejû észlelések felhasználásával több aktív vidéket tanulmányoztunk. Kimutattuk, hogy a NOAA 7493 aktív vidéken a mágneses erôvonal átkapcsolódás kvázi-szeparátrix rétegek mentén zajlik le, tehát a mágneses nullapontok jelenléte nem szükséges feltétele az átkapcsolódásnak.
A NOAA 7792-es aktív vidéken észlelt fler látványos, erôsen csavart flerhurkai gyorsan tágultak 200 km/s sebességgel. A flert követôen két koronalyuk megjelenését figyeltük meg az aktív vidéktôl jelentôs távolságban.
A NOAA 7205 aktív vidék fejlôdését tanulmányozva kimutattuk, hogy a flerezéshez szükséges szabad mágneses energia két forrásból származott: a napfoltok mozgása keltett áramokat, továbbá egy új, csavart fluxuscsô jelent meg az aktív vidéken, amely elektromos áramot hozott fel a napfelszín alatti rétegekbôl. Ebben az aktív vidékben észlelt hosszú idôtartamú (kb. 16 óra) fler tanulmányozása arra utalt, hogy az egyre növekvô flerhurkok folytonos, egyre magasabban létrejövô mágneses átkapcsolódás eredményei. Az egyedi forró röntgenhurkok lehûlve megjelennek a kromoszférában Halpha poszt-fler hurok-protuberanciákként.
A Nap-Föld-fizikai kutatások terén folytattuk a geomágneses aa index és a hômérséklet közötti korreláció változásának vizsgálatát az idô és a földrajzi hely függvényében az északi félgömbre. 728 állomás adatainak felhasználásával megállapítottuk, hogy a korreláció függ a zavar típusától, és az északi félgömb atlanti- és csendes-óceáni részén ellentétes értelmû. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a mechanizmusban fontos szerepe van bolygóközi mágneses térnek.
A Föld felsôlégkörének vizsgálata
Folytattuk a légköri hullámok vizsgálatát a 220-700 km magassági tartományban. Megállapítottuk, hogy a hullámok amplitúdója 280 km felett majdnem mindig monoton nô a magassággal, de meredekebben 550-600 km felett. Geomágnesesen aktív idôkben ez a tendencia azonban tavasz és ôsz kivételével megfordul 600 km felett. Nyugodt idôszakban nincs függés a szélességtôl 500 km alatt, zavart idôszakban azonban nem ilyen egyszerû az amplitúdó viselkedése. Az amplitúdó változik a helyi idô függvényében. Nyugodt és zavart idôszakban is maximális a kora hajnali órákban és minimális napközben. Zavart napokon azonban egész nap magasabb a hullámtevékenység, mint nyugodt idôszakban, kivéve az 500 km feletti régiókat az éjszaka közepén.
Több éves munka után elkészült a DTM94 (Drag-temperature model). A munka során felhasználtuk az interferométeres és spektrométeres hômérséklet-méréseket, akcelerométeres és fékezôdésbôl levezetett sûrûség, továbbá spektrométerrel nyert N_2, O és He koncentráció adatokat. A számításokban összesen 396 100 mérést használtunk fel. Végeredményben a modell egy jól áttekinthetô, matematikailag könnyen kezelhetô, és igen rövid számítási idôt igénylô algoritmusból áll. A tapasztalattal történt egybevetés szerint a DTM94 lényeges javulást jelent a korábbi DTM78-hoz képest és semmiben sem marad el az MSIS86-tól, sôt bizonyos esetekben jobb annál.
Egyéb témák
Kiértékeltük a Hubble ûrtávcsô új planetáris kamerájával (HST PC2) készített felvételeket a 19P/Borrelly (1994 l) üstökösrôl. Új, nagyon pontos módszert dolgoztunk ki az üstökösmag detektálására, kómától való szeparálására. A kamera nagy felbontása lehetôvé teszi az üstökösmag megfigyelését a fényes mag körüli, optikailag igen vékony kóma ellenére is.
A VEGA-1 és VEGA-2 valamint a GIOTTO ûrszondák által a Halley-üstökös magjáról és belsô kómájáról készített felvételek elemzésével kimutattuk, hogy az üstökös magjának szubszoláris területén több aktív porkibocsátó terület található. Az eddig feldolgozott VEGA-2 anyagból az a következtetés vonható le, hogy a jet-aktivitás idôben változik.
Befejeztük az erôs mágneses térbe helyezett hidrogénatom kötött állapotainak vizsgálatát. A szokásos analitikus és numerikus módszerektôl eltérve sikerült egy hatékony, stabil és matematikailag is egzakt algoritmust kidolgozni. Olyan kötött állapotok váltak kiszámolhatóvá, amelyeket eddig a legnagyobb szuperszámítógépekkel sem határoztak meg túlzott számításigényük miatt.
Kapcsolat felsôoktatási intézményekkel
A beszámolási idôszakban is jó kapcsolatot tartottunk fenn felsôoktatási intézményekkel. Az ELTE TTK-val aláírt szerzôdéssel kihelyezett asztrofizikai laboratórium eredményesen mûködött. Ez az egyezmény az ELTÉ-vel, KLTE-vel, illetve JATÉ-val aláírt, korábbi együttmûködési megállapodással együtt megfelelô adminisztratív keretet adott az intézet munkatársai által végzett oktatási tevékenységhez.
Az intézet kutatói a következô elôadásokat, illetve gyakorlatokat tartották:
Az ELTÉ-n: Általános csillagászat, Extragalaktikus asztrofizika (doktori iskola, asztrofizikai szakirány), Csillagrendszerek dinamikája, Csillaglégkörök (doktori iskola, asztrofizikai szakirány), Bevezetés a csillaglégkörök fizikájába, Csillagászati gyakorlatok, Csillagok belsô szerkezete (asztrofizikai szakirány), Asztrofizika labor (asztrofizika szakirány), Asztrofizikai megfigyelési módszerek (doktori iskola, asztrofizika szakirány), Csillagászati szeminárium, Csillagászati mûszertechnika.
A KLTE-n: Csillagászat, A Nap fizikája.
Nemzetközi kapcsolatok
Az elért tudományos eredmények jelentôs hányada nemzetközi együttmûködés eredménye. Akadémiai együttmûködések keretében Egyiptom, Észtország, Lengyelország, Mexikó, Oroszország, valamint Spanyolország csillagászaival van kapcsolatunk. Kormányközi TÉT megállapodások keretében a Bécsi Csillagászati Intézettel és a Kölni Egyetemmel folytattunk közös kutatást. Az intézetben két, az Európai Unió által támogatott PECO pályázat indult 1995-ben. Kutatóink részt vettek a nyugat-európai DENIS ( Deep Near-Infrared Survey) projektben. Rendszeres kapcsolataink vannak a floridai (USA), a villanovai (USA), a nashville-i (USA) és a nagoyai (Japán) egyetemmel; valamint a varsói (Lengyelország), a potsdami (NSZK), az armagh-i (Észak-Írország), a kanzelhöhei (Ausztria), a bécsi (Ausztria), a marseille-i (Franciaország), a wellingtoni (Új-Zéland) és a pekingi (Kína) csillagászati intézetekkel.
A Nemzetközi Csillagászati Unió megbízásából az intézet kutatói szerkesztik az IAU Information Bulletin on Variable Stars kiadványt, amely az Internet hálózaton keresztül elektronikusan is elérhetô.
A debreceni napfizikai obszervatóriumban dolgozó kollégák szerkesztik szintén az IAU megbízásából a Debrecen Photoheliographic Results címû katalógust, amely elektronikusan is hozzáférhetô.
Mind napfizikában, mind változócsillagászatban kutatóink rendszeresen részt vettek nemzetközi kampányokban.
A kutatóintézet 1996. évi tudományos teljesítményének fôbb mutatói
Létszám 61 fô, ebbôl kutató 33 fô.
Az év folyamán megjelent összes idegen nyelvû publikáció száma 61; nemzetközi folyóiratban 36, hazai folyóiratban 7, konferencia-kiadványban 18. Közlésre elfogadott publikációk száma 59, ebbôl külföldi folyóiratban 27.
Elôadások száma 44.
Elnyert tudományos fokozat: 1 PhD.
Az év folyamán oktatási tevékenységet végzôk száma 10 fô, összesített heti óraszám 18 óra.
Az év folyamán mûvelt OTKA témák száma 15; OMFB pályázati témák száma 1; egyéb pályázatok, együttmûködések keretében mûvelt témák száma 5.