Az első magyar felfedezésű nóva az Andromeda-ködben

4098

Százegy évvel ezelőtt, a spirálködök távolságáról folytatott Shapley–Curtis-vitában fontos érv volt Curtis számára, hogy az Andromeda-ködben több nóvát fedeznek fel, mint amennyit a saját galaxisunkban látunk, így az csakis egy önálló csillagváros lehet. Október 23-án mi is hozzájárultunk egy felfedezéssel a 2,5 millió fényévre található galaxis nóva-gyűjteményéhez. Egy személyes beszámoló következik.

A Tejút sávja mentén váratlanul megjelenő nóvák kedvelt célpontjai az amatőrcsillagászoknak. Bár nem olyan fényesek, mint a szupernóvák, időnként szabad szemmel is megfigyelhetőek, így már a távcső előtti korszakból is vannak feljegyzéseink nóvavillanásokról. Ma már tudjuk, hogy a néhány ezer, legfeljebb néhányszor tízezer fényév távolságban megjelenő, és általában csupán hetekig-hónapokig látszó felvillanásokat kettőscsillagok közötti tömegátadás okozza. Egy fehér törpe és egy fősorozati csillag vagy vörös óriás párosáról van szó, ahol a nagyobb csillag főként hidrogént tartalmazó légköréből anyag áramlik át a fehér törpére. Ha a törpecsillag felszínén a hidrogénben gazdag anyag hőmérséklete és nyomása elér egy megfelelő szintet, megindul benne a magfúzió, termonukleáris robbanás következik be. Ezt a robbanást látjuk mi nóvaként (nova stella = új csillag) megjelenni az égbolton.

Fantáziarajz egy nóvarobbanásról. (David A. Hardy/astroart.org)

Saját galaxisunkban régebben évente néhány, manapság már egy-két tucat nóvát fedeznek fel a csillagászok. Évtizedekkel ezelőtt szinte kizárólag az amatőrcsillagászok felségterülete volt a nóvavadászat, így hazánkból is többen próbálkoztak ezzel a szakággal, de hivatalosan elismert elsőséget senkinek sem sikerült elérnie. Egyedül az 1918-as Nova Aquilae esetében merült fel, hogy Komáromi Kacz Endre festőművész már egy nappal a ma elismert felfedezés előtt látta a nóvát, de észlelőnaplójában csak egy másnapi, már elkésett megfigyelést találunk. A Nova Cygni 1920-at Szabó Ernő dánszentmiklósi tanító vette észre egy nappal a felfedezés után, majd a Nova Cygni 1975-öt Keszthelyi Sándor látta meg fél nappal a hivatalos felfedezés után. Galaktikus nóvát azóta sem sikerült találni hazánkból, ám szerencsére van néhány közeli galaxis, amelyben nagyobb távcsövekkel érdemes extragalaktikus nóvák után kutatni. Ilyen a tőlünk 2,5 millió fényévre található Andromeda-galaxis (M31) is, amelyben furcsa módon könnyebb egy nóva felfedezése. Egyrészt jóval kisebb égterületre kell koncentrálni, mint a Tejút esetében, másrészt a saját galaxisunk nagy részét nem is látjuk a benne levő porfelhők miatt, míg az Andromeda-ködnek sokkal jelentősebb térfogatát tudjuk megfigyelni így, kívülről nézve.

Az Andromeda-galaxis a Piszkéstetői Obszervatórium 60 cm-es Schmidt-távcsövével. Jól látható, hogy a közeli, szabad szemmel is megfigyelhető csillagváros keresztben is átéri a 3×3 fokos látómezőt (Horti-Dávid Ágoston képfeldolgozása)

Régóta dédelgetett álom volt, hogy a Piszkéstetői Obszervatórium 60 cm-es Schmidt-távcsövével a kisbolygók keresése mellett beindítsunk egy nóvakereső programot. Bár ehhez kisebb látómező is elegendő lett volna, de az Andromeda-köd legalább 3 fokos kiterjedése miatt erre a távcső 2020-as felújítása után került sor, amikor egy 3×3 fokos látómezejű, modern CCD-detektor került a távcső gyomrába. Ezzel a felszereléssel kezdtük meg az M31 rendszeres fotózását 2020 őszén. Eleinte 7×120 másodpercet exponáltunk, de így szinte mindig telítésbe ment a szabad szemmel is látható csillagváros központi régiója, pedig statisztikusan ezen a környéken várható a legtöbb nóva. Ezért az idei, nyár végén kezdődő szezonban áttértünk a 15×60 másodpercre. De hogyan lehet megtalálni egy ekkora égterületen egy újonnan feltűnő csillagot?

A kínai csillagászok által felfedezett AT 2020qxo jelű nóva (a zöld körben) az Andromeda-ködben. A Piszkéstetőn készült felvételen jól látszik, hogy galaxis ködössége mennyire változó hátteret ad a csillagoknak, nehezítve ezzel a közvetlen, feldolgozás nélküli keresést.

A feladat nem is annyira könnyű, mert a fényesen ragyogó és erősen változó fényességű ködösséget nem lehet úgy skálázni az átnézéshez, hogy mindenhol megfelelően láthatók legyenek a csillagok. Valahogy el kellene tüntetni a zavaró ködöt. A digitális képfeldolgozás szerencsére kínál megoldást. Mivel a csillagok jellegzetes jelet hagynak a képeken, automatikusan meg lehet találni, és el is lehet tüntetni azokat a képről. Az így kapott, csak a ködöt tartalmazó felvételt aztán ki kell vonni az eredeti felvételből. A végeredmény nem lesz tökéletes, de a galaxis magja körüli területeket kivéve szinte csak a csillagok maradnak. Így a friss képet már össze lehet vetni egy korábbi felvétellel, és keresni a változásokat.

Nóvák villognak az Andromeda-köd magja körül. A két felvétel 2020. október 22-én és 2021. február 1-jén készült a Piszkéstetői Obszervatórium 60 cm-es Schmidt-távcsövével. Az októberin a galaxis centruma közelében az AT 2020vak, fent az AT 2020xyv, a februárin pedig az AT 2021bf látható. Ezek a képek már a ködösséget eltüntető technikával készültek, de a februárin jól látható, hogy a hosszú expozíció miatt beégett a galaxis fényes centruma. (Észlelők: Kalup Csilla, Sárneczky Krisztián; képfeldogozás: Vinkó József, Horti-Dávid Ágoston)

Egy másik lehetséges módszer az eredeti felvételek közvetlen kivonása egymásból, ilyenkor tényleg csak a plusz forrásként mutatkozó nóva marad a képen, ám ez a módszer is eléggé problémás lehet. Ha a két éjszaka során nem volt egyformán nyugodt a légkör, vagy valami vezetési hiba volt, esetleg a fókuszálás nem sikerült tökéletesen, nem tűnnek el teljesen a csillagok, ami sok hamis forrást eredményez. Mert az az igazi, ha az újonnan megjelenő csillagokat nem szemmel átnézve, hanem automatikusan keressük meg a képeken, ehhez viszont minél tisztább terepet kell biztosítani a szoftvernek, különben az is eltéved.

A programozási feladatot végül Vinkó József, a Konkoly Obszervatórium tudományos tanácsadója kezdte el, majd a munkába bekapcsolódott Horti-Dávid Ágoston, az ELTE földtudományi szakos hallgatója, aki gyorsan tanulva hamarosan átvette a fejlesztések nagy részét. Az elkészült programcsomagot futtatva (amely jelentős részben a szintén az intézetünkben, Pál András által fejlesztett FITSH nevű programra épül) ma már ő végzi a keresést is a frissen elkészített CCD-felvételeken. A biztos azonosítás kedvéért mindkét képkivonásos módszerrel feldolgozza a képeket.

Az első izgalom október 9-én este volt, amikor egy fényes, korábban nem látszó csillag tűnt fel viszonylag nagy távolságra a galaxis magjától. Sajnos hamar kiderült, hogy egy japán amatőrcsillagász szűk fél nappal megelőzött minket, de később az is, hogy ez nem egy nóva volt az Andromeda-ködben, hanem egy a saját galaxisunkban feltűnt törpenóva, amely pontosan az M31 irányában látszik. Ezután néhány nóva nélküli nap, majd borult éjjelek jöttek, végül pedig a telehold erős fénye miatt tartottunk szünetet. Öt nap kihagyás után végül október 23-án folytattuk a keresést.

Az október 9-én alig fél nappal elszalasztott AT 2021aaxp jelű törpenóva (zöld körben), amely az Andromeda-köd peremére vetülve látszik. Ez a feldolgozás közvetlen képlevonással készült, és jól látható, hogy az eltérő körülmények miatt közel sem lett tökéletes a csillagok eltüntetése.

Az általam készített friss felvételeket este fél tíz körül kezdte feldolgozni Ágoston, és nem sokkal negyed 11 után jött a képekkel megtámogatott email, hogy talált egy jelöltet, amely nem szerepel a katalógusokban. Egy fényesnek mondható, 17,4 magnitúdós csillagról volt szó, amely nem szerepelt az előző hetek bejelentései között. Nagy elektronikus levelezési pingpong kezdődött, Józsi a kisbolygókat ellenőrizte, míg én a SIMBAD adatbázisban megnéztem, hogy nem egy visszatérő nóvába vagy egyéb, már ismert, nagy amplitúdójú változócsillagba futottunk bele. Miután minden negatív lett, hármunk felfedezéseként bejelentettük az IAU által üzemeltetett Transient Objects Confirmation Page és Transient Name Server nevű oldalakon a lehetséges nóva felfedezését. Az utóbbi honlapon kapta a hivatalosnak tekinthető AT 2021acbn jelölést.

Az első magyar felfedezésű nóva, az AT 2021acbn megjelenése az Andromeda-ködben. Az október 23-ai felfedező képet itt egy október 8-ai felvételünkkel hasonlítottuk össze.

Itt azonban még nem értünk a történet végére, mert bár szinte biztos volt, hogy egy új nóvára akadtunk, az október elejei példából látszik, hogy nem minden nóva, ami a galaxis irányába látszik. Többféle színben készített felvételek és a fényesség változásának több napos vagy hetes követése adhatott volna támpontot, de a jelenség természetének biztos megállapításához színképet kellett felvenni a vendégcsillagról. Ehhez azonban nincs megfelelő méretű távcső hazánkban, így Vinkó József kiterjedt nemzetközi kapcsolataira bíztuk a sorsunkat.

Szerencsére nem kellett csalódnunk, ugyanis október 25-én Xiaoran Ma és Xiaofeng Wang kínai csillagászok készítettek számunkra egy 1 órás spektrumot a Xinglong Obszervatórium 2,16 m-es távcsövével. Ezen a kék, tehát forró objektumra utaló kontinuum mellett tisztán látszik a hidrogén-alfa jelű, jelentősen kiszélesedett és jellegzetes, P Cygni-profilt mutató emissziós vonal. Ez egyértelműen a robbanás nyomán kialakuló nagy sebességű gázledobódásra utal, ami a klasszikus nóvák alapvető sajátossága. A vonalprofil alapján a tágulási sebesség 1700 km/s, ismét tipikus értékként a nóvarobbanások között.

A Xiaoran Ma és Xiaofeng Wang által a nóváról készített 1 órás spektrum. Az inzertben a H-alfa vonal látható, amely a jellegzetes, táguló gázfelhőre utaló P Cygni-profilt mutatja (az emissziós vonal mellett egy abszorpciós komponens is látható).

Közben mi a Schmidt-távcsővel a következő éjszakákon is folytattuk a keresést, így a nóva fényességváltozását is tudtuk monitorozni. Ezek szerint 24-én fényessége elérte a 17,1 magnitúdót, ám 25-ére 17,8 magnitúdóra halványult, ami elég gyors, de a nóváktól nem idegen fényességcsökkenést jelent. A látszó fényesség alapján egyébként is a nóvák sokszínű családjának egy fényesebb, energikusabb tagját fedeztük fel (erre utal az 1700 km/s tágulási sebesség is), és ezek az átlagnál gyorsabban szoktak halványodni.

Nagy öröm volt számunkra ez a felfedezés, hiszen amellett, hogy egy régi álom vált valóra, egy igazi együttműködés eredményeként jött létre, amelybe mindenki beletette a maga tudását. Néhány további közeli galaxis monitorozása mellett a végső cél az, hogy a kisbolygókereső felvételeken is megtaláljuk az ott feltűnő szupernóvákat és egyéb tranziens objektumokat.

A kutatást a Tranziens Asztrofizikai Objektumok GINOP-2-3-2- 15-2016-00033 pályázat támogatta.

Hozzászólás

hozzászólás