Csillagrezgések kutatása a Kepler űrtávcsővel
Az MTA KTM Csillagászati Kutatóintézet kutatói is részt vesznek
a forradalmi űreszköz adatain alapuló asztrofizikai vizsgálatokban
2009. március 7-én 03:50 UT-kor (közép-európai idő szerint 04:50-kor) a NASA a tervek szerint Nap körüli pályára állítja a Kepler űrtávcsövet. A hordozórakéta, csúcsán a csillagászati megfigyelő berendezéssel a floridai Kennedy Űrközpontból, a 17B jelű kilövőállásról fog indulni. A küldetés célja rendkívül ígéretes és izgalmas. A Keplerrel a NASA arra az alapvető kérdésre remél választ, hogy léteznek-e Föld-méretű bolygók más csillagok körül. Maga az eszköz nem más, mint egy nagy távcső (egészen pontosan egy 95 cm-es belépő nyílású Schmidt-kamera), ami 170 ezer csillag fényváltozását fogja egyidejűleg és folyamatosan mérni legalább 3,5 évig.
A Kepler űrtávcső Nap körüli pályán (fantáziarajz). Az eszköz elsődleges feladata a távoli csillagok előtt elvonuló bolygók okozta kicsiny fényességcsökkenés érzékelése.
A NASA Keplerről elnevezett missziója nem csak bolygókat fog találni távoli napok körül, hanem a bolygók szülőcsillagairól is sok új információval fogja gazdagítja a tudományt. A fényváltozás nagy pontosságú megfigyelése ugyanis a csillagok belsejének kutatására is kiválóan alkalmas. A Keplerben részt vevő tudósok Galaxisunk csillagaival kapcsolatban a következő problémákra is választ várnak: Milyen idősek és hogyan fejlődnek a csillagok? Tipikus csillagnak tekinthető-e a Nap? Hogyan viselkedik az anyag a csillagok belsejében, extrém körülmények között?
A Naphoz hasonló csillagokban hanghullámok alakulhatnak ki, amitől az egész gázgömb rezgéseket mutathat, hasonlóan egy megkongatott haranghoz. A Kepler precíz fotometriája a csillagok kicsiny fényváltozásainak rögzítése révén képes lesz megfigyelni ezeket az oszcillációkat. Ez pedig lehetővé teszi a “csillagszeizmológia” alkalmazását, hasonlóan, ahogy a geológusok bolygónk belsejének letapogatására használják a földrengéshullámokat. A felbocsátandó űreszköz néhány héttől néhány hónapig vagy évig terjedő időskálán fogja mérni ezen rezgések pontos jellemzőit.
Balra: állóhullámok egy oszcilláló csillag belsejében. Jobbra: a Nap és az alfa Centauri A jelű csillag frekvenciaspektruma. Az egyes rezgési módusok frekvenciájának és erősségének eltérése az égitestek különböző méretére, korára és szerkezetére vezethető vissza.
A programban részt vevő tudósok a szeizmológia alkalmazásával nagy számú csillag belsejét fogják tanulmányozni. Mérhetővé válik ezen égitestek mérete, kémiai összetétele, sőt forgási periódusa is. Azoknak a csillagoknak az esetében, amelyek körül bolygót fedeznek fel, a csillagászok a központi égitestek korát is meg fogják határozni az asztroszeizmológia segítségével. Alapvető kérdés, hogy a távoli napok kora hasonló-e a Nap és a Föld korához.
A Kepler-adatok minősége és a megfigyelt csillagok nagy száma hatalmas előrelépést jelenthet a csillagfejlődés megértése terén. A küldetés első kilenc hónapja folyamán a szeizmológiai program keretében több mint 5000 csillag fényét fogják rögzíteni a detektorok. Az előzetes eredmények alapján mintegy 1100 csillagot fog a misszió teljes időtartama alatt figyelni az űrtávcső. A szóban forgó teleszkóp a csillagok oszcillációit olyan fantasztikus pontossággal képes detektálni, hogy a tudósok közvetlenül láthatják majd a csillagok szerkezetében a csillagfejlődés miatt bekövetkező változásokat.
Az adatok minél jobb kiaknázása érdekében egy konzorcium jött létre, melynek révén a tudósok világszerte hozzáférhetnek a létrejövő hatalmas adatbázishoz, és analizálhatják azt. A Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium (Kepler Astroseismic Science Consortium, KASC) több mint 200 kutatót tömörít, a világ 50 országából.
Az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet munkatársai is aktívan részt vesznek a KASC munkájában: az adatok elemzése, modellszámítások és földi megfigyelések révén járulnak hozzá a projekt sikeréhez. A Kepler látómezejébe eső egyéb objektumok, így a pulzáló változócsillagok is soha nem látott részletességgel lesznek vizsgálhatók. A magyar tudósok az előkészítő munka során mintegy 100 ilyen csillagot javasoltak, melyek bekerültek a Kepler programjába. A KASC tudományos programját 14 munkacsoport fogja megvalósítani. Ezek közül a cefeida változócsillag-típushoz kapcsolódó munkacsoport vezetésével Szabó Róbertet (MTA KTM CsKI) bízták meg.
Szabó Róbert
rszabo @ konkoly.hu
Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium
További információk a Kepler-projektről:
-
William J. Borucki, Kepler Science Principal Investigator, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035-1000, telefon: +1 650-604-6492; FAX: +1 650-604-0673, email: William.J.Borucki@nasa.gov
-
NASA Ames. Contact person: Michael Mewhinney Ames Research Center, Moffett Field, Calif., telefon: +1 650-604-3937, email: michael.s.mewhinney@nasa.gov
-
JPL, Contact person: Whitney Clavin, telefon: +1 818-458-9008, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., email: whitney.clavin@jpl.nasa.gov
-
George Diller, Kennedy Space Center, telefon: +1 321-867-2468, email: george.h.diller@nasa.gov
-
Tracy Young, Kennedy Space Center, telefon: +1 321-867-2468, email: tracy.g.young@nasa.gov
További információk a Kepler Asztroszeizmológiai programjáról:
-
Szabó Róbert, Magyar Tudományos Akadémia Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézete, +36 1 3919326, +36 30 9726076, email: rszabo@konkoly.hu
-
Ronald Gilliland, Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md., telefon: +1 410-338-4366; email: gillil@stsci.edu
-
Jørgen Christensen-Dalsgaard, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet
Ny Munkegade 120, 8000 Aarhus C., telefon: +45 8942 3614, email: jcd@phys.au.dk
-
Tim Brown, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Inc., 6740 Cortona Dr. Suite 102, Santa Barbara, CA 93117, email: tbrown@lcogt.net
-
Hans Kjeldsen, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet
Ny Munkegade 120, 8000 Aarhus C., telefon +45 2338 2160, email: hans@phys.au.dk