VCSE – Késő délután a Marson – Forrás: APOD, NASA, Curiosity
A 2019. december 20-i APOD a Curiosity marsjáró felvétele volt. (APOD: Astronomy Picture of the Day, A Nap Csillagászati Képe). 2011. november 26-án indították útnak az eszközt a Földről, 2012. augusztus 6-án szállt le a Mars felszínére a Gale-marskráterben. 2019. július 30-ig az eredeti leszállási helyétől számolva 21,09 km-t tett meg. 2019. december 24-ig 2625 marsi (2696 földi) napot működött már a Vörös Bolygó felszínén. A 899 kg tömegű nagyobbfajta marsjáró mérete megfelel egy kisebb földi autóénak. (E marsjáró 2,9×2,7×2,2 méteres.). 14 különböző tudományos mérőműszer van rajta, pl. robotkar, különböző kamerák, mintaelemző stb. Mivel rádióizotópos termoelektromos generátor (RTG) az áramforrása, nem porosodhatnak be napelem-táblái, amik poros állapotban nem szolgáltatnak elegendő energiát. (Hiába is keresnénk rajta napelem-táblákat.) RTG-je legalább 14 évig tud szolgáltatni elektromos áramot az üzemeltetéséhez. (Érdekesség, hogy az RTG egyébként is kb. négyszer több elektromos energiát szolgáltat, mintha napelem-táblákkal oldották volna meg az energiaellátását.)
A 2616-ik Marson töltött marsi napján készült a fenti felvétel, nem sokkal napnyugta előtt. (Földi idő szerint 2019. december 16-án.) AZ árnyékok már nagyon megnyúltak ilyenkor a Marson is. Jobboldalt az Aeolis Mons hegy látszik, ami a Curiosity egyik következő célpontja lesz. A kép a navcam nevű fekete-fehér navigációs kamerával készült (ezekből igazából kettő van, hogy 3D-s képet állíthassanak össze belőle a marsjáró irányításának, közlekedtetésének megkönnyítéséhez). Utólag színezték be a képet a többi kamera felvételei alapján olyanra, amilyennek a Mars látszik errefelé.
VCSE – A Curiosity szelfije. Érdemes a képre klikkelve kinagyítani, mert nagyon sok részlet látható a képen. – Forrás: NASA, Curiosity
Az akkor használt naptár szerint – éppen 377 éve – 1642. december 25-én, karácsony napján született valószínűleg minden idők egyik legnagyobb hatású tudósa, Isaac Newton (talán ő még nagyobbat változtatott a tudomány menetén, mint pl. Einstein – a modern tudomány és gondolkodás kezdetét Newtontól számítjuk). Csak egyetlen idézet Newtontól, ami minden amatőr és hivatásos természetvizsgáló figyelmébe ajánlható: “Nem tudom, a világ milyennek lát, de a magam számára csupán tengerparton játszadozó kisfiú voltam, kinek figyelmét minduntalan elterelte egy-egy simább kavics vagy tetszetősebb kagylóhéj, miközben az igazság hatalmas óceánja ott hevert előttem felfedezetlenül.” (Szóban mondta nem sokkal a halála előtt valakinek.)
(Megjegyzés: Newton a Julián-naptár szerint született karácsony napján, amit akkoriban Angliában még használtak (1752-ig). A mai Gergely-naptár szerint 1643. január 4-én született. Tehát nem csúsztatás azt mondani, hogy karácsony napján született, mert az angolok aznap ünepelték, amikor ő született.)
VCSE – Newton távcsövének replikája
Két másikat is érdemes idézni tőle: “Azért láttam messzebb elődeimnél, mert óriások vállán álltam.” (Newton levele Robert Hooke-nak, 1676) és “Ki tudom számítani az égitestek mozgását, de nem az emberi hülyeséget.” (Ezt Newtonnak tulajdonítják a 19. század óta, de nem biztos, hogy ő mondta vagy írta.)
Newtonnak rossz gyerekkora volt: édesapja három hónappal Newton születése előtt meghalt. Későbbi mostohaapjával nem jött ki, de Newton 11-12 éves korában mostohaapja is meghalt. Élete nem volt könnyű mindaddig, amíg egyetemre nem mehetett. Hasznos könyvtárból kikölcsönözni vagy antikváriumból megszerezni és elolvasni ezt a könyvet: Vekerdi László: Így élt Newton. Móra Kiadó, 1977. Simonyi Károly “A fizika kultúrtörténete” c. könyvében pedig igen sok oldalt szentel Newton fizikai-matematikai-csillagászati-filozófiai munkásságának. Mi pedig gyakran használunk Newton-távcsövet: ilyen az egyesületi 46 cm-es is, és ilyen a csillagdai 25 cm-es is. Meg a legtöbb amatőrcsillagászé is. A felső képen Newton második távcsövének replikája látható (az eredeti 1672-ben készült – figyeljük meg a mechanikáját). A legutolsó honlaplátogatás szerint a Vixen cég legyártotta Newton eredeti távcsövének replikáját működőképes változatban, ami az Amazonon 329 dollárért volt kapható pár hete.
VCSE – Newton arcképe fiatalabb korából
Az alsó képen Newton látható 1689-ben, két évvel “A természetfilozófia matematikai alapelvei” (Principia) című könyve megjelenése után.
Kellemes karácsonyi ünnepeket kívánunk minden kedves tagtársunknak, barátunknak és honlaplátogatónknak!
VCSE – A J0030+0451 pulzár hamisszínes felszíntérképe – Forrás: APOD
Ismereteink szerint a neutroncsillagok II-es típusú szupernóvákból alakulnak ki. Ezek kb. 10 és 29 naptömegű csillagokból jönnek létre, amikor életük végén kialakul bennük magfúzió révén egy vasmag. A vas fúziója már energiaelnyelő folyamat, nem pedig energiatermelő. A csillag korábbi életszakaszaiban a magban termelődő magfúziós energia kifelé tartó fénynyomása tartott egyensúlyt a külső rétegek súlyával. A vasmag kialakulása után ezek – egyensúlytartó erő hiányában – ráomlanak a magra, összenyomják a magot, a csillag külső részei pedig robbanásszerűen leválnak. Ez a II-es típusú szupernóvarobbanás. A 8-10 naptömegű kezdeti tömegű csillagok magja is szétrepül, a 10-29 naptömegűek neutroncsillagot, az ennél is nagyobbak néhány naptömegű fekete lyukat hagynak hátra. (A megadott tömegértékek körülbelüliek.) A neutroncsillagok tömege kb. 1,4 és 3,2 naptömeg közötti.
A neutroncsillag örökli a csillagmag mágneses terét és perdületét. Utóbbi miatt nagyon gyorsan forog. Idővel forgása ugyan lelassul, de kezdetben akár percenként ezerszer is megfordulhat tengelye körül a kb. 5-20 km átmérőnyi neutroncsillag. (A perdület, és ezért a forgássebesség azért csökken, mert a neutroncsillag a mágneses erővonalain keresztül anyagot és energiát sugároz ki.)
A neutroncsillag mágneses tere nagyon erősen fókuszált. A felszínéről eltávozó elektronok ezért a két mágneses pólus irányában repülnek ki az objektumból, másfelé nem nagyon mozognak. Eközben rádióhullámhosszakon sugárzást bocsátanak ki. Mint általában a bolygók és a csillagok esetében, a mágneses tengely nem esik egybe a forgástengellyel.
A pulzárok azok a neutroncsillagok, amelyek forgástengelye valahogy úgy áll a térben, hogy a mágneses pólusok egyike, vagy sokkal ritkábban mindkettő minden fordulat során a Föld felé irányulnak. Az elmondottakból következik, hogy véletlenszerű, hogy melyik neutroncsillagot észleljük pulzárként: csak azon múlik, felénk tud-e fordulni a mágneses pólusa.
VCSE – A forgástengely (spin axis) nagyon ritkán esik egybe a mágneses tengellyel (magnetic axis). Előfordulhat, hogy a neutroncsillag egyik mágneses tengelye fordulatonként egyszer a Föld felé (to Earth) néz. Ritka eset, hogy mindkét pólus felénk tudjon fordulni. (Ha a mágneses tengely merőleges a forgástengelyre, akkor elméletileg ilyen lehet.) – Forrás: https://www.space.com/32661-pulsars.html
Nagyon izgalmas kérdés, hogy hogyan nézhet ki egy neutroncsillag felszíne. Távcsöveinkkel közvetlenül nem tudjuk feltérképezni felszínüket, mert picik és messze vannak: a távcső nem oldja fel őket. Csak pontoknak látszanak (már amelyik elég fényes ahhoz, hogy optikai tartományban is lehessen észlelni).
Első alkalommal idén sikerült feltérképezni azonban egy ravasz technikával egy neutroncsillag felszínét, a J0030+0451 pulzárét. A kép hamisszínes, az intenzitásviszonyokat a kék és fehér különböző árnyalataival töltötték ki. Ez a pulzár mindössze 0,0049 másodpercenként fordul meg egyszer a tengelye körül. Távolsága a Földtől kb. 1000 fényév.
A képet a NICER műszerrel kapták (Neutron star Interior Composition ExploreR, neutroncsillagok belső szerkezetét és összetételét tanulmányozó eszköz). A NICER egy, az ISS-re feltett röntgentávcső. A neutroncsillagok felszíne forró, ezért röntgentartományban különösen fényes. A térkép elkészítéséhez azt használták ki, hogy a neutroncsillagban nagyon hatalmas tömeg összpontosul nagyon pici térfogatban, ezért rendkívül erős a gravitációs tere (nagy a téridő-görbület körülötte). Emiatt a felszínéről eltávozó fénysugár jelentősen elhajlik, de mindig csak meghatározott irányba. A forgás következtében mindig más és más pontját látjuk a neutroncsillag látszó közepén és szélén, ahol más a fényelhajlás mértéke. Egy fordulat alatt le lehet tapogatni így az egész felszínnek azt a részét, amely tőlünk látható (a forgástengely állásszöge miatt bizonyos részeket soha nem látunk), és a különböző irányokba más és más fényelhajlást visszaállítva lehet modellezni a neutroncsillag felszíni fényességviszonyait. A lényeg az, hogy ha nem lenne fényelhajlás, akkor csak a neutroncsillag felénk forduló felét látnánk. A fényelhajlás miatt azonban több, mint a felét, gyűrű alakban átlátunk egy kicsit mindig a túloldalra. (A technika elmélete nem új, már legalább 1986 óta ismert. Csak éppen a műszeres feltételek most lettek adottak hozzá, hogy kihasználhassuk ezt a régen kidolgozott technikát.) A neutroncsillag gravitációs erőtere olyan erős, hogy a felszínéről bizonyos szög alatt távozó fény annyira sokat meg tud hajolni, hogy az még a túloldalról is felénk juthat. A forgás miatt pedig mindig más pontjáról jön felénk a fény.
A felszínen forró foltokat is lehet látni, amelyek pici, fényes területekként jelennek meg. Az alábbi animáció mutatja, hogy – lassítva! – fordulatról-fordulatra milyennek látjuk e pulzár felszínének intenzitásviszonyait a NICER-rel:
VCSE – A cikkben említett pulzár felszínének intenzitásviszonyai – Forrás: APOD, NICER
Az ilyen mérések máris rengeteget elárulnak a neutroncsillagokról, és olyan pontos adatokhoz, illetve olyan természetű megfigyelésekhez jutunk, amilyenek korábban elérhetetlenek voltak. (Vö. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019ApJ…887L..24M/abstract.)
Ez az első ilyen jellegű térkép egy neutroncsillagról, tehát mindenképpen áttörésnek számít a csillagászatban. A megfigyelt forró, fényes helyek pontos asztrofizikai értelmezése még várat magára.
Szerda óta zajlik a SIYSS – Stockholm International Youth Science Seminar elnevezésű esemény (Stockholmi Nemzetközi Fiatal Tudósszeminárium), mely a Nobel-hét egyik alprogramja Stockholmban.
Vámosi Flórián és projektjének ismertetője az SIYSS rendezvény kiadványában
Az eseményen Magyarországot Vámosi Flórián képviseli, aki a Kaposvári Táncsics Mihály Gimnázium tanulójaként társával első helyezett lett a 28. Ifjúsági Tudományos Innovációs és Tehetségkutató versenyen a csillagászati távcsövek automatizálása című projektjükkel. Flórián, aki a VCSE tagja 2017 óta, múlt hét szerda óta a világ országaiból érkezett 24 társával együtt különböző tudományos programokon vesz részt, illetve holnap 8.30-tól kezdődő előadásokon, illetve panelbeszélgetéseken vesz részt. Kedden pedig részt vesz a Nobel-díj átadón, illetve az azt követő banketten, ahova a 25 diákból csak ő és a japán fiatal tudós mehet be, a többieknek egy másik teremben lesz bankett. Ők ketten egy asztalhoz ülnek a díjazottakkal és a királyi családdal. Ma pedig meghallgatták a Nobel-díjasok előadásait. Kedden frakkot ölt, mert szigorú dresszkód van érvényben a rendezvényen. Bizonyára érdekes lesz találkozni J. Peebles-szel, D. Queloz-val és M. Mayorral, az idei fizikai Nobel-díjasokkal, akik mind csillagászok, és az elméleti kozmológia terén alkottak (Peebles), illetve az első igazolt exobolygót felfedezték (Mayor és Queloz).
További információk és képek a ezen a honlapon találhatók. Flórián bemutatkozó videója, természetesen csillagászati témában, elérhető itt.
2019. december 9-én reggel 8.30-tól ezen az oldalon közvetítik a Seminar-t élőben, ahol panelbeszélgetésen vesz részt.
Már találkoztak minden díjazottal, néhány képet is küldött, egyébként a királyi palotával szemben laknak egy hajón.
Érdemes hozzátenni, hogy 2018-ban Flórián és Pósa Péter, aki szintén tagtársunk, 3 TUDOK tematikus konferencián is bejutott a Kárpát-medencei döntőbe. Mindhárom témájuk csillagászat volt, és országos II. díjazottak lettek. A TUDOK poszterpályázatot pedig megnyerték az Akadémián az Astro Pi Challenge űrkutatási projektjükkel.
Gratulálunk, és természetesen majd meghallgatjuk egyesületi összejövetelünkön az élménybeszámolójukat!
