Hallgatónk Európa legjobb rádióteleszkópjával vizsgálhatja a csillagkeletkezést

2021.02.11.

Szabó Zsófia Marianna, az ELTE TTK csillagász mesterszakos hallgatójának ötlete nyomán Európa legjobb rádiótávcsövei március 11-én méréseket végeznek a tőlünk 450 fényév távolságra lévő kettős csillagrendszeren, hogy pontosabb képet alkossanak a Naphoz hasonló csillagok kialakulásáról.

Az egyik legfontosabb európai csillagászati műszer-rendszer, az Európai Nagyon Hosszú Bázisvonalú Interferométer Hálózat (EVN) Szabó Zsófia Marianna (jobbra képünkön), az eddigi egyik legfiatalabb pályázó programját hajtja majd végre nemzetközi szakértői csapat segítségével, akik a csillagkeletkezést kísérő egyik különleges folyamatot, az úgynevezett mézer emissziót figyelik majd meg. Szabó Zsófia az ELTE Természettudományi Kar földtudomány alapszakán csillagászat specializációval szerezte első diplomáját, most végzős csillagász mesterszakos hallgató.

A mézer (az angol maser betűszó magyar átírása) stimulált sugárzás általi mikrohullámú erősítést jelent. A fiatal csillagok közvetlen környezetében gyakori vízgőz molekulák kb. 22 GHz-en megfigyelhető mézer emisszióját elsősorban a nagytömegű csillagok kialakulásánál figyelhetjük meg. A kistömegű csillagok keletkezésekor is megjelennek, azonban itt nagyságrendekkel halványabbak, így esélyünk az észlelésükre erősen korlátozott.

A keskeny mézer vonalak azok várt hullámhosszától való eltérése, rövidebb vagy hosszabb hullámhosszak felé való eltolódása (szokásos elnevezéssel: kék- vagy vöröseltolódása), a sugárzó terület látóirányban való mozgására, a megfigyelő felé való közeledésre, vagy a megfigyelőtől való távolodásra utalnak, amelyek a rendszerben folyamatos változást mutatnak.

Az IRAS 16293-2422 környezete a Kígyótartó csillagképben, csillagközi felhőkkel és más fiatal csillagokkal - hamis színes kép a WISE infravörös űrtávcső mérései alapján.

Az egyedi, kompakt mézer források megfigyeléséhez nagy térbeli felbontóképességre van szükségünk. Ebben segíti a rádiócsillagászokat az interferométeres megfigyelési technika, amelynek lényege, hogy két vagy több rádióantenna jelét kombinálják, lehetővé téve olyan részletesség elérését, amely fizikailag megvalósíthatatlan, akár több ezer kilométer átmérőjű műszerekkel érhetnénk csak el. Az interferométer hálózatba kötött rádióantennák úgy működnek, mint egyetlen hatalmas virtuális antenna, amelynek felbontását az antennák közti legnagyobb távolság, a leghosszabb bázisvonal határozza meg.

Az EVN - Európai Nagyon Hosszú Bázisvonalú Interferométer Hálózat a legérzékenyebb, nagyon hosszú bázisvonalú interferometriát megvalósító csillagászati megfigyelő eszköz. A hálózat nyílt hozzáférésű, azaz bárki adhat be rá távcsőidő-kérelmet, amelyet kizárólag tudományos értéke alapján bírálnak el. Az EVN-t alkotó antennák, a hálózat nevével ellentétben nemcsak Európában helyezkednek el, hanem Ázsiában és Dél-Afrikában is. Az IRAS 16293-2422 jelű fiatal csillag megfigyelésére kért pályázatban a leghosszabb bázisvonal egyharmad ezredívmásodpercnél is finomabb szögfelbontást biztosít. Összehasonlításképpen a Hold fél fokos szögátmérőjűnek látszik a Földről.

A vizsgált fiatal kettőscsillag rendszerben eddig a vörös-eltolódott víz-mézerek jelenléte volt domináns, azonban a nemzetközi Maser Monitoring Organisation (M2O) a közelmúltban az eddigi legerősebb kék-eltolódott vízmézert detektálta itt.

A képen látható EVN hálózat antennái közül a március 11-i mérésekben várhatóan 14 fog részt venni Európa és Dél-Afrika területéről. A kép forrása: Paul Boven/JIVE, műholdkép: Blue Marble Next Generation, NASA Visible Earth.

Az új mézer foltok megfigyelésére Szabó Zsófia Marianna, az ELTE csillagász mesterszakos hallgatója vezetésével a Holland JIVE Intézet, az ELKH Konkoly Thege Csillagászati Intézet SACCRED kutatócsoportja és az ELTE kutatói közösen adtak be távcsőidő-kérelmet az Európai Nagyon Hosszú Bázisvonalú Interferométer Hálózatra (EVN), amelyet december elején az EVN programbizottsága elfogadott.

A közreműködés célja az újonnan megfigyelt kék-eltolódott fényes vízmézer megfigyelése, a finom térbeli felbontásnak köszönhetően annak pontos lokalizálása, majd az eredmények összevetése a nagytömegű csillagkeletkezésben tapasztaltakkal annak érdekében, hogy a kutatók megismerhessék milyen hasonlóságokat vagy különbségeket rejt egy ilyen rendszer a csillagkeletkezés bonyolult kirakósában.

A kutatás résztvevői: Szabó Zsófia Marianna (vezető kutató, ELTE csillagász ötödéves mesterszakos hallgató), Tóth L. Viktor (ELTE FFI Csillagászati Tanszék habil.), Ábrahám Péter (ELKH Konkoly Thege Csillagászati Intézet), Gabányi Krisztina (ELTE FFI Csillagászati Tanszék adjunktus), Kóspál Ágnes (ELKH Konkoly Thege Csillagászati Intézet), Olga Bayandina (JIVE, Hollandia), S. P. van den Heever (SARAO, Dél-Afrika).

A borítóképen a rendszer egyik legnagyobb antennája látható.