-----------------------------------------------------------
Nagy energiájú csillagászat, ELTE (2020) - pdf (29 MB)
-----------------------------------------------------------

Extragalaktikus neutrínóforrások, aktív galaxismagok

TDK, BSc, MSc szintű projektjánlatok



Rövid témaismertetés. A részecskenyalábjaikat a Föld felé irányító aktív galaxismagok, a blazárok intenzív extragalaktikus rádió, optikai, röntgen, és némely esetben gamma források. A blazár részecskenyalábokban felgyorsított kozmikus sugarak kölcsönhatnak a közeli gázzal és/vagy sugárzási térrel, nagy energiájú neutrínók emissziójához vezetve. Habár a kozmikus sugarak keltik a neutrínókat és gamma-fotonokat, az extragalaktikus eredetű hírvivők közül csupán a neutrínókat észlelhetjük a Világegyetem azon távoli szegleteibõl is, amelyek mind a kozmikus sugarak, mind a fotonok számára áthatolhatatlan régiók. Az IceCube Déli Sarki Neutrínó Obszervatóriumban már több száz kozmikus eredetű, 10 TeV és 10 PeV közötti tartományba eső energiájú, kozmikus eredetű neutrínót detektáltak. A kozmikus neutrínók eredete az extragalaktikus csillagászat egyik leginkább kutatott enigmája.

Téma 1: Neutrínó-forrás jelölt blazárok rádiócsillagászati vizsgálata archív VLBA mérések alapján

A Monitoring Of Jets in Active galactic nuclei with VLBA Experiments (MOJAVE) nevű rádiócsillagászati felmérés keretében egyes extragalaktikus részecskenyalábokról már több mint 20 éve készülnek rendszeresen 15 GHz-es (2 cm), ún. nagyon hosszú bázisvonalú interferometriai (very long baseline interferometry, VLBI) mérések. Az észlelések a Very Long Baseline Array nevű rádió-interferométer 10 darab, egyenként 25 m átmérőjű rádióteleszkópból álló hálózatával történnek, amelynek több ezer km-es bázisvonalai lehetővé teszik a rádióhangos aktív galaxismagok részecskenyalábjainak az 1 milliívmásodpercnél is finomabb, a forrás kozmológiai vöröseltolódástól függően jellemzően parszek skálán való feltérképezését. A rendszeres mérések pedig lehetővé teszik a nyalábszerkezet időbeli változásának megfigyelését. Dolgozattípustól függően a feladat egy vagy több IceCube neutrínóforrás-jelölt blazár VLBI térképezése és nyalábkinematikai vizsgálata lesz, MOJAVE kalibrált vizibilitások alapján.

Téma 2: Neutrínó-forrás jelölt blazárok gamma csillagászati vizsgálata a Fermi Gamma-sugár Űrtávcső archív mérései alapján

A Fermi Gamma-sugár Űrtávcső napjaink leghatékonyabb, legsikeresebb gamma tartományban működő űrtávcsöve. Főként “survey” üzemmódban működő távcső, látómezeje igen nagy, 2 szteradián. Kb. 3 óra alatt nézi végig a teljes égboltot, a helyazonosítás pontossága 1 szögperc fényes objektumok esetén. Fő műszere a 20 MeV és 300 GeV között érzékeny Large Area Telescope (LAT). A pontforrásokból származó, jellemzően kis számú fotonoknak a fényes és szerkezettel bíró diffúz háttértől való elkülönítése statisztikai módszerek alkalmazását követeli meg. A forrás-azonosítás maximum likelihood módszeren alapuló mikéntje igencsak CPU időigényes feladat, aminek elvégzését az ELKH Cloud egy 16 vCPU-ból álló szuperszámítógépes kapacitása segíti.
https://science-cloud.hu/projektek/gamma-sugarzo-aktiv-galaxismagok-fermi-adatainak-likelihood-analizise
Dolgozattípustól függően a feladat egy vagy több IceCube neutrínóforrás-jelölt blazár Fermi gamma fénygörbéjének előállítása és vizsgálata lesz.

TDK és BSc szinten egy később kijelölt neutrínóforrás-jelölttel fogunk foglalkozni, vagy a rádiócsillagászat, vagy pedig a gamma csillagászat eszközeivel.
MSc szinten lehetőség van a két téma kombinálására is, ez esetben egy IceCube neutrínóforrás-jelöltet fogunk behatóbban vizsgálni a rádiócsillagászat és a gamma csillagászat eszközeivel.
MSc szinten lehetőség van adott témán belül több neutrínóforrás-jelölt vizsgálatára.
☞ Mindkét témához ajánlott a Linux vagy Mac operációs rendszerek felhasználói szintű ismerete, illetve a python programozási nyelv alapszintű ismerete.
☞ A rendelkezésre álló tankönyvek és a szakirodalom nyelve angol.
☞ A témavezetés nyelve magyar, de igény szerint lehetőség van angol nyelvű témavezetésre is.