Meteor csillagászati évkönyv 1997
Balázs Lajos
A pénzügyi nehézségek ellenére az intézet ezévben is megôrizte mûködôképességét, és nemzetközi mércével mérve is eredményes tudományos munkát végzett.
Tudományos eredmények
Az intézet kutatási profilja hosszú évek, évtizedek, munkájának eredménye, amelyet alapvetôen a rendelkezésre álló mûszerpark, illetve a kutatók tudományos felkészültsége alakít ki. Ennek megfelelôen a kutatás fôirányát továbbra is a jelentôs nemzetközi tekintélynek örvendô, nagy hagyományokkal rendelkezô téma, a változócsillagok kutatása jelentette. Ezen fôirány mellett azonban eredményes tudományos munka folyt a Tejútrendszer-szerkezet, a napaktivitás, a felsôlégkör-szerkezet, valamint néhány kisebb téma területén is.
Változócsillagok
Pulzáló változók. Ezeknek a változóknak a fényváltozása fontos információt hordoz a csillag belsô szerkezetérôl. A tapasztalatot hûen visszaadó elméleti modellek kimunkálásához annyit azonban mindenképpen tudni kell, hogy hány lényeges fizikai mennyiség van, amely szerepet játszik az adott fénygörbe létrejöttében, és melyek ezek a mennyiségek.
A korábban már megkezdett munkát folytatva tovább vizsgáltuk az RRab pulzáló változócsillagok fénygörbéjének függését a fizikai paraméterektôl, jelesül a fémtartalomtól és az abszolút fényességtôl. A fénygörbe-fémtartalom korábban talált összefüggés szorosságát jelentôsen javítottuk pontosabb analízis és nagyobb adatbázis alkalmazásával.
A vizsgálatok egyértelmûen bebizonyították, hogy a fémtartalom a periódus és a fénygörbe Fourier-analízisébôl adódó egyik epocha-független fázis egyszerû lineáris függvénye. Az összefüggés pontossága hasonló a spektroszkópiai értékek pontosságához. A módszert alkalmaztuk a gömbhalmazbeli RRab csillagok fémességének a számításához. Az összefüggés elméleti értelmezése a kimunkálandó modellek feladata lesz.
A fémtartalommal fennálló szoros kapcsolathoz hasonlóan vizsgáltuk a fénygörbe alakjának függését a csillag abszolút fényességétôl. Ennek az összefüggésnek az analizálásához felhasználtuk a Nagy Magellán Felhôben levô gömbhalmazokról, valamint a Sculptor törpe galaxisról rendelkezésre álló észleléseket is. A 194 csillagból álló minta alapján kimutattuk, hogy az abszolút fényesség lineáris függvénye a fényváltozás periódusának, egy fázisnak, valamint az amplitúdónak. A kapott formulák alapján meghatároztuk több gömbhalmaz távolságát és életkorát.
A delta Scuti típusú változócsillagok fénygörbéjének Fourier-analízise a belsô szerkezet feltárásával kapcsolatos ún. asztroszeizmológiai vizsgálatok egyik legérdekesebb területe. A theta Tucanae fénygörbéjének Fourier-analízise során 13 frekvenciát határoztunk meg, amelyek közül 10 a p-módusok (a csillag belsejében tovaterjedô nyomásváltozások) tartományába esik, míg 2 az átlagfényesség változását írja le.
A p-módusok frekvenciái olyan rendezettséget mutatnak, ami a csillag tengelyforgásából adódó rotációs felhasadás jelenlétét valószínûsíti. Az átlagfényesség periodikus változása valószínûleg egy kísérô jelenlétével magyarázható, tekintve, hogy közvetlen szomszédságában egy (eddig egyedülálló csillagként ismert) késôi F színképtípusú csillag található.
A csillagok közötti térben esetleg fellelhetô sötét testek gravitációs mikrolencse hatásának kimutatására indított VIRGO és MACHO projektek melléktermékként sok cefeida (és egyéb) változócsillag-fénygörbét eredményeztek. Ez egy újabb lehetôséget teremt az elmélet tesztelésére. A 10 nap körüli periódusú bump cefeidák esetén közvetve megfigyelhetjük a fundamentális és a második felharmonikus közötti (2:1) rezonanciát. Kiterjedt lineáris modellsorozat-számítás segítségével meghatároztuk azt a területet a tömeg-fényesség diagramon, ahol ez a rezonancia fellép.
A Tejútrendszer esetén az eredmények összhangban vannak az evolúciós csillagmodellekbôl származtatott tömeg-fényesség összefüggéssel, de mind a Kis, mind a Nagy Magellán Felhô esetén eltérés mutatkozik a csillagfejlôdés, a pulzációs modellek, valamint a megfigyelések között. Ennek az eltérésnek a magyarázata újabb nehéz feladatot jelent az elmélet számára. Az eltérések okát széles skálán kereshetjük, pl. nem ismerjük kellôképpen a csillag anyagának fényelnyelését, hibásak lehetnek a fejlôdési modellek stb.
Az elméleti elképzelések szerint az RV Tauri változók a csillagfejlôdés késôi fázisában vannak, a vörös óriás állapot után, ahol a fényváltozás periódusában évszázados skálán is megfigyelhetô gyors változás várható. A csoport névadójánál, az RV Tauri változócsillagnál kimutattuk, hogy a hosszú periódusú fényváltozás amplitúdója nagyon lecsökkent a század eleje óta. Ez a változás elméleti értelmezésénél fontos támpont lehet. A megfigyelt periódusok azonban, a többi RV Tauri csillaghoz hasonlóan, hullámszerû ingadozást mutatnak, ami ellentétben áll az elméleti jóslásokból várt gyors változással.
Csillagaktivitás. A foltok a csillagok felszínén megfigyelhetô aktivitási jelenségek egyik legmarkánsabb megjelenési formái, amelyek a tengelyforgás eredményeképpen jellegzetes fényváltozásként figyelhetôk meg. A fényváltozásokból következtetni lehet a foltok helyzetére és fôbb fizikai sajátságaira (méret, hômérséklet). Kidolgoztunk egy módszert az aktív csillagok felszínén található foltok hômérsékletének becslésére. A programban használt eljárást több szempontból is megvizsgálva azt találtuk, hogy egyfoltos konfigurációk esetén az újramodellezett fénygörbékre mindig visszakaptuk a helyes megoldást.
Két vagy több folt esetén azonban több kielégítô megoldás is létezik, de olyan esetekben, amikor a csillag forgástengelye a látóiránnyal nagy szöget zár be, jó fotometriai adatokkal sikerül az eredeti konfiguráció reprodukálása. A módszert alkalmazva tovább vizsgáltuk a BY Dra, illetve az ER Vul folthômérsékleteit, feltételezve, hogy a kettôsök mindkét komponensén található aktív terület. Az eredmények szerint a folthômérsékletek különbözôek lehetnek különbözô idôpontokban, illetve a fényváltozások magyarázatához forró foltok is szükségesek.
Modelleztük az IM Pegasi óriáscsillag 1992-ben, egy rotációs ciklus alatt az IUE mesterséges holddal kapott 14 spektrumát. Sikerült kimutatni, hogy a csillag légkörében jelen levô turbulenciát leíró paraméter, amely a vonalprofil kiszélesedésének mintegy feléért felelôs, változik a tengelyforgással. A turbulens kiszélesedés akkor a legerôsebb, amikor az aktív terület látszik.
Az SV Cam fedési kettôscsillagra vonatkozó többhullámhosszú, koordinált, optikai, röntgen és Doppler-tomografikus mérések megmutatták, hogy a ROSAT röntgenhold által mért fénygörbe szerint a rendszer röntgen-tartományban mért teljesítménye nem különbözik lényegesen az adott színképtípusú egyedülálló csillagok teljesítményétôl. Ez ellentmondásban van azzal, hogy az RS CVn csillagok általános tulajdonsága a fokozott röntgen aktivitás. A röntgen fénygörbét két kiterjedt korona forrással lehet magyarázni. Az egyik forrás az aktív hosszúság felett van, míg a másik a két komponens közötti térben helyezkedik el.
Galaxisszerkezet, galaxiskozmogónia
Az intersztelláris anyagban az intézet kutatói által 1987-ben felfedezett Cepheus óriás buborék területén az új Dwingeloo-i HI mérések felhasználásával ( l. Csillagászati évkönyv 1996) a különféle látóirányú sebességekhez tartozó hullámhosszakhoz tartozó hidrogén térképekkel, a többváltozós matematikai statisztikában használatos faktoranalízist végeztünk. Az új hidrogén-adatok nagyobb felbontásának, illetve a szélesebb sebességintervallumnak köszönhetôen az intersztelláris anyagban hat réteg különböztethetô meg, amelyek közül az egyik a buborékkal azonosítható.
A hidrogén-adatokban, a buborék közepén képzett pozició-radiálissebesség diagramon jól látható a buborék jelenléte, és leolvasható a tágulási sebesség. Ennek a diagramnak a faktoranalízis eredményeivel való egybevetése arra utal, hogy a sebességtérben a buborék fizikai közepe nem egyezik meg a geometriai középponttal, ami úgy magyarázható, hogy a buborék az óriás molekulafelhô felénk esô oldalán keletkezett.
A piszkéstetôi Schmidt-lemezeken végzett spektrálklasszifikáció, valamint a NASA által kiadott Guide Star Catalog magnitúdóadatainak a felhasználásával meghatároztuk több molekulafelhô távolságát. A L1333 aktív csillagkeletkezési hely távolságára 160 pc adódott, ami így a legközelebbi csillagkeletkezési területek közé tartozik. A L1214-re kapott távolság szerint ez a felhô 700 pc távolságban valószínûleg a Cepheus OB2 és Cepheus OB3 asszociációk rendszeréhez tartozik.
Az intersztelláris anyag többnyire a Galaxis síkja mentén koncentrálódik, jóllehet néhány jelentôsebb felhôcsoport nem követi ezt az általános szabályt. Közéjük tartozik a Cepheus Flare néven ismert csoport. Vizsgálatuknak az ad különös jelentôséget, hogy a csoporthoz tartozó több felhôben jelenleg is keletkeznek Napunkéhoz hasonló tömegû csillagok A Cepheus Flare felhôinek területén talált 153 Halpha emissziós csillag közül 30-nak van az IRAS mesterséges hold méréseibôl összeállított katalógusokban publikált fluxusa. Az eredeti IRAS mérések átvizsgálásával további 54 csillag bizonyult infravörös pontforrásnak, amelyek színe hasonló a csillagfejlôdés korai szakaszát képviselô T Tauri csillagokéhoz.
A Napon megfigyelhetô aktív folyamatok
Folytattuk a Nap fotoszferikus mozgásainak, valamint a napfoltcsoportok közötti összefüggéseknek a kutatását a NOAA 7216 aktív vidék tanulmányozásával. Az eddig feldolgozott anyag alapján megállapítható, hogy a kifejlett csoportokban felbukkanó új aktivitás (születô napfoltok, felbukkanó új mágneses fluxus) mind látósugár irányú, mind az arra merôleges mozgásokban megfigyelhetô jellegzetességeket mutat.
A fejlôdô foltok ún. Evershed-mozgása eltér a tipikus, kifejlett Evershed-áramlástól, az újonnan keletkezô foltok lényegesen gyorsabban mozognak, a felbukkanó új foltok helyén szokatlan Evershed-mozgások és a napfolt sajátmozgások kisugárzási pontja figyelhetô meg. A Nap egy nagyobb területének hosszabb távú fejlôdését áttekintve olyan változásokat találtak, amelyekhez hasonlók egyes változócsillagokon is megfigyelhetôk.
A szoláris-meteorológiai összefüggésekre korábban talált szabályszerûségek kiállták a vizsgálatok kibôvítésének próbáját. A korábban és újabban talált összefüggések segítenek annak a megértésében, hogyan függ a Nap-Föld kölcsönhatás a Föld helyzetétôl, illetve a bolygóközi mágneses tér egyes komponenseitôl.
Felsôlégköri jelenségek vizsgálata
A geomágneses tag vizsgálatával korábban már kimutattuk, hogy a felsôlégkör referencia-modelljétôl való eltérés függ az ebben a régióban létrejövô gyûrûáram erôsségét jellemzô Dst paramétertôl. Ez arra utal, hogy valóban két fûtési hely létezik geomágneses tevékenység esetén. A vizsgálatoknál használt CASTOR mesterséges hold CACTUS mikroakcelerométerének megfigyelési anyaga csak 40\fok\ alatti geomágneses szélességekre vonatkozik, így nem lehet belôle az auróra övezeti fûtést az egyenlítôivel szinkronban modellezni. Az MSIS modell geomágneses tagját az auróra fûtés leírására alkalmasnak elfogadva a CACTUS anyagból az egyenlítôi tag modellezését végeztük el az MSIS modell maradékainak az analízisével.
Megvizsgáltuk az egyenlítôi ionoszféra anomália ( EIA), valamint a topográfia hatását a gravitációs sûrûséghullám-tevékenységre. Azt találtuk, hogy az egyenlítô közelében és a magas hegységeket tartalmazó szárazföldek felett erôsebb a hullámtevékenység, mint nagyobb szélességeken, illetve a Csendes-óceán nyílt vizei felett.
Egyéb témák
Folytatódott a 4P/Faye rövid periódusú üstökösrôl készült HST WFPC1 megfigyelési anyag interpretációja. Elôször sikerült közvetlenül optikailag is detektálni egy kómás üstökös magját és belsô kómáját. Az elnyúlt alakú kóma megfigyelt szerkezete vagy egy aktív forrásból származó kidobott poranyaggal, vagy a porcsóva vetületével magyarázható. Ez utóbbi tûnik valószínûbbnek a vizsgálatok alapján. A kóma fényességeloszlása közel stacionárius állapotra utal. A kiszámított aktív felület a magon igen kicsi, felszíni kéregképzôdésre utal, ami idôs, elfejlôdött üstökösre vall.
A piszkéstetôi 1 m-es RCC teleszkópra szerelt CCD kamerával megfigyeltük, hogy egy üstökös majdnem centrálisan elfedett egy kb. 10 magnitúdó fényes csillagot az Aquarius-ban. A csillag semmilyen optikai vagy egyéb katalógusban nem szerepel. Valószínûleg egy új szuperflér csillagról van szó. A kitörés amplitúdója legalább 10 magnitúdó, és gyors lecsengés jellemezte.
Mûszaki fejlesztés, számítástechnika
A beszámolási idôszakban az intézet a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Program jóvoltából egy SPARCserver 20-as munkaállomással, és egy CISCO routerrel gyarapodott. Internet vonalunk sebessége 64 kBaud-ra növekedett. A PC-ken kívül immár öt munkaállomással és öt X-terminállal rendelkezünk.
Kapcsolat felsôoktatási intézményekkel
A beszámolási idôszakban is jó kapcsolatot tartottak fenn felsôoktatási intézményekkel. Az ELTE TTK-val aláírt szerzôdéssel kihelyezett asztrofizikai laboratórium alakult. Ez az egyezmény az ELTE-vel, KLTE-vel, illetve JATE-val aláírt együttmûködési megállapodással együtt megfelelô adminisztratív keretet adott az intézet munkatársai által végzett oktatási tevékenységhez. Az újonnan indult fizikus asztrofizikai szakirány keretében 3 elôadást és egy gyakorlatot tartottak.
Az intézet kutatói a következô elôadásokat, illetve gyakorlatokat tartották:
Az ELTE-n: Általános csillagászat, Extragalaktikus asztrofizika (doktori iskola, asztrofizikai szakirány), Csillagrendszerek dinamikája, Galaktikus csillagászat, Csillaglégkörök (doktori iskola, asztrofizikai szakirány), Bevezetés a csillaglégkörök fizikájába, Csillagászati mûszertechnika, Csillagászati gyakorlatok, Csillagok belsô szerkezete (asztrofizikai szakirány), Asztrofizika labor (asztrofizika szakirány), Csillagászati szeminárium.
A KLTE-n: Csillagászat, A Nap fizikája.
Nemzeközi kapcsolatok
Az elért tudományos eredmények jelentôs hányada nemzetközi együttmûködés eredménye. A Magyar Tudományos Akadémia által kötött szerzôdések keretében Egyiptom, Észtország, Lengyelország, Mexikó, valamint Spanyolország csillagászaival volt aktív kapcsolatuk. Kormányközi TéT megállapodások keretében a bécsi csillagászati intézettel és a kölni egyetemmel folytatnak közös kutatást. Az intézetben két,
a Közös Piac által támogatott PECO pályázat indult 1995-ben A kutatók aktívan részt vettek a nyugat-európai DENIS ( Deep Near-Infrared Survey) projektben. Rendszeres kapcsolataik vannak a floridai (USA), a villanovai (USA), a Vanderbilt (USA) és a nagoyai (Japán) egyetemmel, valamint a varsói (Lengyelország), a potsdami (NSZK), az armagh-i (Észak-Iroország), a kanzelhöhei (Ausztria), a bécsi (Ausztria), a marseille-i (Franciaország), a wellingtoni (Új-Zéland), a pekingi (Kína) csillagászati intézetekkel.
A NASA Naprendszer kisebb égitestjeinek adatait tartalmazó adatbázisnak az intézet továbbra is otthont adott.
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 szintén elérhetô elektronikusan is (ftp-vel).
Mind napfizikában, mind változócsillagászatban a kutatók rendszeresen részt vettek nemzetközi kampányokban.
A kutatóintézet 1995. évi tudományos teljesítményének fôbb mutatói
Létszám 68 fô, ebbôl kutató 32 fô.
Az év folyamán megjelent összes idegen nyelvû publikáció száma 53. Nemzetközi folyóiratban 26, hazai folyóiratban 2, konferencia kiadványban 25.
Közlésre elfogadott publikációk száma 27, ebbôl külföldi folyóiratban 21.
Elôadások száma 23.
Elnyert tudományos fokozatok: 1 fizikai tudomány doktora, 1 fizikai tudomány kandidátusa.
Az év folyamán oktatási tevékenységet végzôk száma 7 fô, összesített heti óraszám 24 óra.
Az év folyamán mûvelt OTKA témák száma 13, OMFB pályázati témák száma 3. Egyéb pályázatok, együttmûködéseknek keretében mûvelt témák száma 8.