Asztrofizikai bugyrokban a Magas-Tátra tövénél

589

Július 20., szerda. A mai napon a csillagok és környezetük lelkivilágának, pl. színképének és egyéb, hasonlóan izgalmas paramétereinek számításáról szóltak a délelőtti előadások, míg a délutáni szekcióban fedési kettőscsillagok fénygörbéjének elemzéséről hallhattunk hosszabb értekezéseket. A spektrális modellezés első pillantásra valószínűleg meglehetősen száraz számítások halmazának tűnhet, esetleg némiképpen öncélú vállalkozásnak – azonban ezek elhamarkodott ítéletek volnának. Pontszerűnek tekinthető égitestek – mint magányos csillagok, anyagfelhőbe ágyazott csillagok, kölcsönható rendszerek stb. – működését csak az egyetlen "részletesen" mérhető mennyiség, a fluxuskalibrált színképek alapján érthetjük meg. A távoli messzeségben zajló eseményekre visszafelé kell következtetni: "hogyan rakjam össze az ismert színképi sajátosságokhoz vezető folyamatokat ahhoz, hogy együtt pontosan kiadják a megfigyeléseket"?

A szakemberek feszült figyelemmel követik az előadás menetét.

Az ilyen számítások mögött álló fizika nem különösebben bonyolult, de a folyamatok pontos numerikus kezelése még a mai számítástechnikai kapacitás mellett is a tulajdonképpen megoldhatatlan feladatok közé sorolható. Az anyag az égitestek belsejében termodinamikailag fejlődik, áramlik, kémiailag differenciálódik és ülepedik, átalakul, molekulák létrejönnek, felbomlanak, por kondenzálódik; energia termelődik ilyen-olyan módon, a világűr felé energia sugárzódik ki, a közeg belsejében pedig mindenféle energiájú sugárzás terjed, folyamatos kölcsönhatásban az anyaggal… Ahhoz, hogy ezt a folyamatot kezelni tudjuk, szükségszerű egyszerűsítések bevezetésére van szükség; például három dimenzió helyett csak egy dimenziót szokás figyelni (pl. a csillag belsejét a sugár mentén), egyensúlyi helyzetben; így gömbszimmetrikus és időben állandó rendszerként közelítve tárgyalható a folyamat. Bizonyos esetekben a háromdimenziós eset jól közelíthető úgy, hogy az egydimenziós számításokhoz előre kiszámított módon korrekciós tagokat adnak; gyakran viszont szinte köszönőviszonyban sincs az egy- vagy kétdimenziós eset a háromdimenziós valósággal (gondoljunk az egyenes és a gömb nyilvánvaló különbségeire…). A manapság rohamléptekkel fejlődő műszertechnika viszont olyan pontos megfigyelési anyagot szállít, amellyel az elméleti szakemberek csak megfeszített munka árán tudnak lépést tartani.

A fedési kettősök és a nagy felmérések kombinálásáról szóló előadás nyitóoldala (Andrej Prsa).

A szerdai nap Piercarlo Bonifacio lendületes előadásával indult, aki az ATLAS és MARCS egydimenziós számításainak felhasználó-centrikus bemutatása után a CO5BOLD három dimenzióban programozható hidrokódjára tért rá. Egy olyan rövid időt (talán fél órát…) bemutató számítás a Nap fotoszférájának kis területén, mint a mellékelt linken található, több gigabájtnyi számításigényű feladat, és futtatása jelenleg hetekig eltart. A CO5BOLD környezet ezzel együtt rendkívül ígéretes; France Allard ennek használatával barna törpék és bolygók légkörében zajló folyamatokról mutatott szimulációkat. Hűvösebb barna törpék felső légkörében például sikeresen modellezte a kondenzációs folyamatokat, amelyek felhőképződéshez vezetnek. E felhők a légkör g-módusú rezgéseinek mintázatában alakulnak ki: a folyamat egyébként a földi légkörben is ismerős, légkörünk g-módusú rezgései szintén jellegzetes, "hullámzó" alakú felhő-formációkhoz vezetnek – újabban már ezt is modellezni tudjuk (egy film a jelenségről itt).

A délutáni szekciót Andrej Prsa lebilincselő előadása indította, aki fedési kettőscsillagok jövőben várható tömeges (milliós nagyságrendű) modellezéséhez teljesen új módszert javasolt, neurális hálózatok segítségével (az egyedi fénygörbe-pontokon kétszer végrehajtott nemlineáris függvények a második körben kiadják a meghatározandó paramétereket, illesztési/minimalizálási problémák kezelése nélkül). A hálózat tanítása a szokványos módon modellezett fénygörbék segítségével két napig tart, utána szinte korlátlan mennyiségű fénygörbét értékel ki másodpercek alatt, a paramétereket az esetek 90%-ban 10%-nál pontosabban határozva meg. Ez a pontosság statisztikai alkalmazások számára elegendő; például a csillagfejlődési hatásokat kihasználva, pusztán a megfigyelt/illesztett hőmérsékletarányok eloszlásából becsülhető egy csillagpopuláció életkora. Itt egy személyes megjegyzés: a neurális hálózat tanítása rendkívüli körültekintést igénylő feladat, ugyanis nem biztos, hogy a releváns sajátosságot tanulja meg a hálózat – egy ismert árnyékra vetődős katonai példa, amikor a képfeldolgozó algoritmus a tankok helyett a felhős megvilágítást tanulta meg "tankok"-ként, mert az összes "tankot ábrázoló" bemenő kép felhős időben készült, a tankmentes képek viszont napsütésben. Teljesen hasonló buktatók vannak a kettőscsillagok osztályozásával kapcsolatos feladatokban is…

Új modell az epszilon Aurigae fedési kettőscsillagról (Jan Budaj).

A délutáni szekció utolsó látványos eseménye Stefan Mochnacki előadásása volt, aki rámutatott, hogy a Kepler-űrtávcsőhöz hasonló pontosság mellett a fedési kettőscsillagokat már az összes szóbajövő relativisztikus korrekció (idődilatáció, gravitációs vörösödés és vöröseltolódás, Doppler-nyalábolás) figyelembe vételével kell kiértékelni, és ehhez javasolta a GDDSYN eljárást. Itt utalhatunk vissza az előző napok egyik "sztárjára" (szó szerint!), a több előadásban bemutatott KOI-74 fedési rendszerre, ahol a fénygörbében a csillagok fényének Doppler-nyalábolása a pillanatnyi mozgás irányába valóban rendkívül látványos torzulásokat okoz. A nap folyamán két poszter-szekció 3 perces előadásai is zajlottak, többek között Szalai Tamás mutatott be egy nagy tömegű csillagból és egy valószínű fekete lyukból álló rendszert.

"Következő előadónk: Szalai Tamás (SZTE)."

Tudományos szempontból eddig egyértelműen a harmadik nap volt a legerősebb és legtanulságosabb. A személyes élmények közül a legemlékezetesebb pillanat – hogy egy kicsit még csapongjak e bejegyzésben – még a tegnap délután eseménye volt, amikor véletlenül rámzárták (kulccsal) a lőcsei katedrálist, és néhány percig teljesen egyedül állhattam a tucatnyi reneszánsz faragott oltár-műremek között a katedrális évszázados csöndjében. Sajnos hamarébb előkerült az idegenvezető, mint szerettem volna, és sűrű elnézéskérések közepette barátságosan visszavezetett a zsúfolt turistabuszba – egy fél évezred lepergett 15 másodperc alatt…

Hozzászólás

hozzászólás