Kóspál Ágnes mta.hu

Kutatási téma

Csillagkörüli korongok dinamikája - csillag- és bolygókeletkezés az ALMA-korszakban

Kóspál Ágnes fizikus, csillagász Hollandiában, a Leideni Egyetemen és az Európai Űrügynökségnél töltött kutatóévei után tér haza. Az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontban felállítandó kutatócsoportja a chilei Atacama-sivatagban működő ALMA rádióteleszkóp-rendszer segítségével vizsgálja a most születő csillagok körüli korongok szerkezetét, emellett fejleszti a mérések értelmezéséhez szükséges modellezési hátteret is. A szubmilliméteres hullámhosszú sugárzást érzékelő antennarendszer közelmúltbeli üzembe helyezése új távlatokat nyit az asztrofizikában, hiszen eddig elképzelhetetlen részletességgel térképezi fel a fiatal csillagok környezetét, s így segít megérteni, miként keletkeznek a Naphoz hasonló csillagok és bolygórendszereik. Kóspál Ágnes véleménye szerint az "ALMA-korszakból" a magyar csillagászat sem maradhat ki, amely éppen a Lendület program révén lehet részese ennek az egyedülálló tudományos vállalkozásnak.

Befogadó intézet

MTA Csillagászati és Földtudomány Kutatóközpont

A kutatócsoport működési időszaka

2014-2019

A kutatócsoport tagjai

Moór Attila PhD; Regály Zsolt PhD; Ábrahám Péter, az MTA doktora; Mező György MSc; Kun Mária, az MTA doktora; Mosoni László PhD; Szegedi-Elek Elza MSc; Pál András PhD

Interjú a kutatóval

Az interjú 2014. augusztus 8-án jelent meg az mta.hu-n.

A csillagok születésének titkait kutatja a Lendület-pályázat keretében a Hollandiából hazatérő Kóspál Ágnes. A Magyar Tudományos Akadémia kiválósági pályázatának nyertese az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontban (MTA CSFK) megalakítandó kutatócsoportjával azt szeretné megfejteni, miként keletkeznek a Naphoz hasonló csillagok és bolygórendszereik.

"Lendület-csoportvezetőnek lenni még nemzetközi viszonylatban is irigylésre méltó pozíció, hiszen az a körülmény, hogy öt év és egy csapat áll az ember rendelkezésére, nagy ívű, ambiciózus tervek megvalósítását teszi lehetővé" – mutatott rá Kóspál Ágnes, aki az mta.hu-nak nyilatkozva szakmai pályafutása fontos előrelépéseként jellemezte a nyertes pályázatot. Mint mondta, e lehetőség nélkül valószínűleg nem tér haza, hanem külföldön folytatja a kutatásait.

A csillagkeletkezés rejtélyeinek megfejtése

"A Nap és a hozzá hasonló csillagok, valamint bolygórendszereik kialakulása a modern asztrofizika egyik legizgalmasabb, nagy erőkkel kutatott területe. A csillagok a csillagközi por- és gázfelhők gravitációs összeomlása során keletkeznek. A létrejövő protocsillagot egy korong veszi körül, amely tovább táplálja a kialakulóban levő csillagot. A porszemcsék az anyagbefogási (akkréciós) korongban idővel összetapadnak, bolygókezdeményeket (planetezimálokat) és végül bolygókat hozva létre. Mai tudásunk szerint mintegy 10 millió év alatt fogy el a korong anyaga, amelyből a csillag és bolygórendszere felépül. Évmilliókkal később a megmaradt planetezimálok ütközése során friss por keletkezhet, amely törmelékkorongot alakít ki. Így keletkezhetett 4,5 milliárd éve a Nap, de hasonló folyamatok napjainkban is zajlanak a világegyetem csillagkeletkezési területein, ahol fiatal, néhány millió éves protocsillagok figyelhetők meg. Kutatásaim fő témája e fiatal csillagok és az őket körülvevő korongok vizsgálata, hiszen sok alapvető kérdés vár még megoldásra e téren" – magyarázta Kóspál Ágnes.

Nyitott kérdés az úgynevezett epizodikus akkréció jelensége, ugyanis egyre több adat utal arra, hogy a korongból az anyag nem egyenletesen hull a csillagokra, hanem időszakosan. "Nem tudjuk, hogy az epizodikus akkréció milyen hatással van a korongra és az ott kialakuló bolygókra, és hogy a jelenséggel valóban meg lehet-e magyarázni a protocsillagok megfigyelt tulajdonságait. Jelenleg nagyon kevés az információnk a korongok belső szerkezetéről is, amelyek a legújabb mérések szerint távolról sem olyan egyszerű struktúrák, ahogyan korábban elképzeltük. Valójában nem szimmetrikusak, görbületek, spirálstruktúrák lehetnek bennük, s nem ismert, hogy mindez miként befolyásolja az anyagbefogást, valamint a bolygókeletkezést, mint ahogy az sem, pontosan mennyi időre elegendő a korong por- és gázanyaga. Ez azért lényeges, mert a készletek nagysága határozza meg, mennyi idő áll rendelkezésre a Földhöz hasonló kőzetbolygók, illetve a Jupiterhez hasonló gázóriások létrejöttéhez" – sorolta a még megválaszolandó kérdéseket a nyertes pályázó.

Az ALMA rádióteleszkóp-rendszer új távlatokat nyit az asztrofizikában

"A csillag körüli anyag hőmérsékleténél fogva látható fényt nem nagyon bocsát ki, elsősorban az infravörös és milliméteres tartományban figyelhető meg. Ezért az egyik legfontosabb műszerünk a Chilében, az Atacama-sivatagban 5000 méteres tengerszint feletti magasságban épülő rádiótávcső-rendszer, az ALMA lesz" – mondta a kutató.

Az óriásteleszkópként működő ötven rádiótávcső együttese a legnagyobb és legmodernebb műszer a szubmilliméter és milliméter hullámhosszúságú sugárzás észlelésére, így a leghaloványabb objektumokról is páratlanul éles képeket készít. További előnye, hogy színképeket vesz fel, amelyek vizsgálata a csillag körüli gázanyag mozgásáról és kémiai összetételéről ad információt. "A Nap-Föld-távolság skáláján képes felbontani a fiatal csillagok környezetét. Ez megnyitja az utat a csillagok és bolygórendszereik keletkezésének megértéséhez. A Lendület programnak köszönhetően a magyar csillagászat is részese lehet ennek az egyedülálló tudományos vállalkozásnak" – hívta fel rá a figyelmet Kóspál Ágnes.

Gazdag hagyományok, tehetséges kutatói gárda

A befogadó intézmény hozzájárulását ismertetve Kóspál Ágnes mindenekelőtt az MTA CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet gazdag hagyományait emelte ki, ahol az 1980-as évektől folyik a fiatal csillagok és a csillagközi anyag vizsgálata. "Munkatársaim sok olyan kutatásban vettek részt, amelynek révén az intézmény a csillagkeletkezés egyik elismert központjává válhatott. A hagyományokra építve a csillagkeletkezési kutatásokat új, magasabb szintre szeretném emelni azáltal, hogy egy új hullámhossztartományra, a milliméteres sugárzásra koncentrálunk, és a csillag körüli anyag mozgását, dinamikáját is modellezzük" – hangsúlyozta.

Az infrastruktúra, valamint egy hároméves fiatal kutatói állás biztosítása mellett az MTA CSFK támogatja a csoportnak az MTA posztdoktori állásokra benyújtott pályázatait is. A lendületes csillagászok emellett előnyt élveznek a piszkéstetői távcsövekre benyújtott pályázatoknál.

Kutatócsoportjáról Kóspál Ágnes elmondta: Moór Attila PhD a törmelékkorong-kutatások nemzetközileg elismert szakértője, Regály Zsolt PhD fő érdeklődési köre a bolygók és korongok kölcsönhatásának vizsgálata. Ábrahám Péter, az MTA doktora, az MTA CSFK főigazgatója elsősorban a fiatal csillagok változékonyságával és az epizodikus akkrécióval foglalkozó projektekben vesz részt. Mező György MSc a piszkéstetői obszervatóriumban végzett észlelésekben és az adatfeldolgozásban segít. A csapat tagja továbbá Kun Mária, az MTA doktora, a fiatal csillagok változékonyságának nemzetközileg is elismert szaktekintélye és Mosoni László PhD, az infravörös interferometria szakértője, valamint Szegedi-Elek Elza MSc, aki a Gaia űrszonda adatainak segítségével keres fiatal eruptív csillagokat.

"Részt vesz a projektben Pál András PhD, a 2012-es Lendület-pályázat nyertese is, aki 19 egyedi kamerából álló műszert, úgynevezett légyszemkamerát épített. A műszerrel egyszerre észlelhető szinte a teljes égbolt, ezáltal kiválóan alkalmas a fiatal csillagok fényváltozásainak fotometriai monitorozására. Sok kiváló magyar csillagász kolléga dolgozik külföldön, egyebek közt a német Max Planck intézethálózatban, közülük kettővel folytatok megbeszéléseket a hazatérésük ügyében, de szívesen felvennék egy időre külföldi csillagászt is" – vázolta elképzeléseit a nyertes pályázó, aki a kutatásokba egyetemi hallgatókat is szeretne bevonni.

"Csoportunkban a diákok érdeklődésüktől függően tapasztalatot szerezhetnek a piszkéstetői távcsövekkel, dolgozhatnak a világ legnagyobb földi távcsöveinek és űrteleszkópjainak adataival, vagy nemzetközi együttműködés keretében a legkiválóbb szakemberektől sajátíthatják el a numerikus modellezés csínját-bínját. Remélem, hogy a munka során meg tudom győzni őket arról, hogy a csillagkeletkezés az asztrofizika egyik leggyorsabban fejlődő, legperspektivikusabb kutatási iránya" – fogalmazott Kóspál Ágnes.