Lendület Fiatal Kutatói Program

Lendület Fiatal Kutatói Program

Bolygórendszerek fejl˝odése más csillagok körül

Kiss L. László, az MTA doktora Senior Research Fellow, The University of Sydney, Ausztrália e-mail: [email protected]

Kiss L. László

Kutatási program

Bolygórendszerek fejl˝odése más csillagok körül Exobolygók: egy új tudományos forradalom küszöbén Az exobolygók, azaz a más csillagok körül kering˝o bolygók kutatása az elmúlt 15 évben ugyanúgy forradalmian átalakította elképzeléseinket Földünk és a Naprendszer helyér˝ol az Univerzumban, mint Galilei távcsöves felfedezései 400 évvel korábban. A legels˝o Naphoz hasonló csillag bolygójának felfedezése óta (Mayor & Queloz 1995) világossá vált, hogy az extraszoláris bolygórendszerek minden várakozást felülmúlóan változatosak, kezdve a központi csillagukat pár nap alatt megkerül˝o forró Jupiterekt˝ol a felfúvódott gázóriás bolygókon át egészen a szupers˝ur˝u óriásokig, melyek létezésére korábban semmilyen bolygókeletkezési elmélet nem utalt. A terület robbanásszer˝uen fejl˝odik, illetve világszerte1 a stratégiai kutatások egyike, csillagászati nagyberuházások tudományos hajtóereje (Kepler és James Webb u˝ rtávcsövek, Giant Magellan Telescope, European Extremely Large Telescope, ALMA, stb.). Az érdekl˝odés érthet˝o: a természettudományok és a filozófia egyaránt a legnagyobb kihívások között tartja számon az olyan kérdéseket, mint például: Van-e élet máshol az Univerzumban? – Léteznek-e Földünkhöz hasonlító bolygók, felszínükön életformákkal? A globálisan több milliárd dolláros infrastrukturális fejlesztések nyomán várható, hogy a következ˝o évtized elhozza a Föld típusú bolygók rutinszer˝u felfedezését, illetve az egyre érzékenyebb megfigyelési technikák lehet˝ové teszik az életre jellemz˝o ún. biomarkerek kimutatását az exobolygókról érkez˝o sugárzás színképében (pl. a klorofill jellegzetes infravörös abszorpcióját). Jelen programmal az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet (továbbiakban: az Intézet) markánsan növelheti versenyképességét ebben a pezsg˝o és a nemzetközi kutatások élvonalába tartozó témában. Az exobolygók felfedezésének üteme folyamatosan gyorsul, jelenleg 342 bolygót ismerünk más csillagok körül (Schneider 2009). A csillagászati kutatások fókusza irányváltás el˝ott áll: a felfedezés helyét immáron a megértés kezdi átvenni. Kutatócsoportunkkal a futamid˝o alatt: • Ismert exobolygórendszerekben a központi csillagok fizikai paramétereit minden korábbinál pontosabban meghatározzuk asztroszeizmológiai, spektroszkópiai és interferometriai vizsgálatokkal, amihez u˝ rtávcsöveket, külföldi óriásteleszkópokat és a hazai m˝uszerpark modernizálásával magyar távcsöveket fogunk használni. Az eredményekb˝ol származtatott pontos bolygóparaméterekkel kritikus tesztek alá vetjük az elméleti bolygómodelleket. • A bolygórendszerek korbecsléséhez a központi csillag fejl˝odési és szeizmikus modelljeit kombináljuk, illetve felhasználjuk a csillaghalmazokhoz tartozó égitestekre érvényes független asztrofizikai összefüggéseket. • Többszörös bolygórendszereket és/vagy exoholdakat fedezünk fel hosszú id˝obázisú (3-5 év) és folyamatos megfigyelési sorozatokkal. Égimechanikai vizsgálatokkal jellemezzük a rendszerek hosszútávú, az élet kifejl˝odéséhez szükséges stabilitását. • Új módszereket fejlesztünk ki az id˝otartományú égboltfelmérési programok adatbázisaiban az exobolygók hatékonyabb detektálására. • Valós csillag- és bolygómodelleken keresztül kidolgozzuk a kései fejl˝odési állapotban tartózkodó vörös óriáscsillagok bolygóit ér˝o fizikai hatások részletes elméletét. 1

Pl. EU: The ASTRONET Infrastructure Roadmap: A Strategic Plan for European Astronomy; USA: Astronomy & Astrophysics in the New Millenium; Gemini Partnership: Aspen Report - Future Science at Gemini; Ausztrália: New Horizon, Australian Astronomy Decadal Plan 2006-2015

3

Kiss L. László

Kutatási program

A program tudományos céljai Az ismert exobolygók több mint 90%-át két módszerrel fedezték fel: (i) A központi csillag radiális sebességének változásaiból következtetni lehet egy kísér˝o égitest létezésére (Doppler-bolygók). Mivel a bolygó pályasíkjának látóiránynyal bezárt szöge ismeretlen, a pontos tömegmérés elvileg lehetetlen, hiszen a bolygó tömegére csak alsó becslés adható. (ii) A központi csillag fényességében periodikus elhalványodásokat okoz, ha a bolygó keringései során áthalad a csillag el˝ott (fe- 1. ábra. Fedési exobolygók átvonulásai (tranzitdési exobolygók, 1. ábra). A fényváltozásból jai) és okkultációi. Átvonulás közben a bolygó meghatározható a pályasík rálátási szöge és a kitakarja a csillag korongjának egy részét, így jelbolygó mérete, így abszolút tömeg- és s˝ur˝uség- legzetes elhalványodást mérhetünk. Az okkulmérés válik lehet˝ové. táció során a bolygó nappali féltekéje t˝unik el a 2009. február végével 316 Doppler-boly- csillag mögött (Winn 2009 nyomán). gót ismerünk 270 rendszerben, amib˝ol 33 több bolygós. A fedési exobolygók száma 58, ezek mindegyikét magányos kísér˝oként tartjuk számon (Schneider 2009). Kutatásaink részben a Doppler- és fedési exobolygókra irányulnak, részben pedig a fenti két módszerrel kimutathatatlan rendszerekre, miközben az alábbi kérdéskörökre összpontosítunk: (1) Mennyire jellemz˝ok a bolygórendszerek? Kivétel vagy szabály a Naprendszer? Az élet kozmikus el˝ofordulása szempontjából alapvet˝o kérdés, hogy mennyire egyedi a Földünknek otthont adó Naprendszer. Noha az ismert exobolygók nagyon különböznek naprendszeri társaiktól, azt már a jelenlegi adatok is mutatják, hogy a több bolygós rendszerek viszonylag gyakoriak: az exobolygós csillagok legalább 28%-a körül több kísér˝ot találunk, melyek nagyobb valószín˝uséggel keringenek körszer˝ubb pályákon, mint a sokszor elnyúlt pályájú magányos bolygók (Wright et al. 2009). A pályák cirkularizációja a bolygókat ér˝o besugárzás stabilitását vonja maga után, így az élet számára kedvez˝o a bolygók többszörössége. A bolygókeletkezés folyamatairól árulkodó jelenség a holdrendszerek létezése. Jelenlegi tudásunk szerint a Föld-Hold páros egy Marssal összemérhet˝o bolygótesttel történt ütközés eredménye, a Jupiteréhez hasonló holdrendszerek pedig ugyanolyan, csak sokkal kisebb skálán lezajló akkréciós folyamatok eredményeként alakultak ki, mint az egész bolygórendszer. Földünk esetében a Hold stabilizálja bolygónk forgástengelyét, árapály hatásai pedig az egész bioszférára kiterjednek. Vannak-e holdak exobolygók körül (exoholdak)? Léteznek-e hasonló „kett˝osbolygók”, mint a Föld-Hold rendszer? Esetleg kett˝os exojupiterek? Ezekre a kérdésekre jól megtervezett hosszútávú méréssorozatokkal, illetve részletes égimechanikai vizsgálatokkal fogunk választ adni. (2) Milyenek a Naptól eltér˝o csillagok bolygórendszerei? A Doppler- és a fedési módszer a Naphoz hasonló csillagok nagy méret˝u és tömeg˝u bolygóinak kimutatására a legalkalmasabb, ugyanakkor szinte teljesen érzéketlen a forróbb és nagyobb méret˝u – O, B, A színképtípusú – csillagok kísér˝oire. Emiatt jelenlegi ismereteink 4

Kiss L. László

Kutatási program

hiányosak a bolygóképz˝odés gyakoriságáról a csillagok teljes tömegtartományát tekintve, miközben az elméletek er˝os függést jósolnak a központi csillag tulajdonságaitól (Ida & Lin 2005). Kutatócsoportunk újszer˝u megközelítéssel abban az állapotban fogja megvizsgálni a Napnál nagyobb tömeg˝u csillagok bolygógyakoriságát, amikor éppen az instabilitási sávon áthaladva pulzáló változócsillagokként figyelhet˝ok meg. Ezek esetében a bolygók gravitációs hatása a pulzációk parányi, ám hosszú id˝on keresztül is koherens fázismodulációját okozza. A Kepler-urtávcs˝ ˝ o megjelenéséig semmilyen földi vagy ureszközzel ˝ ezt nem lehetett a kívánt érzékenységgel kimutatni. (3) Milyen hatások érik a bolygókat a központi csillag fejl˝odése során? A csillagfejl˝odési elméletek egyik legkorábbi eredménye volt, hogy Napunk néhány milliárd év múlva vörös óriássá fog fejl˝odni, felfúvódása közben pedig a Merkúrt és Vénuszt biztosan, a Földet pedig valószín˝uleg el fogja nyelni. Elképzelhet˝o-e, hogy egy vörös óriássá fejl˝odött Nap körül a távolabbi bolygók holdrendszerei alkalmassá válnak az élet fenntartására (Lopez et al. 2005)? A jelenlegi megfigyelési technikák teljesen érzéketlenek a vörös óriások bolygókísér˝oire, ezért még a vázlatos elméleteket sem lehet közvetlenül tesztelni. A csillagfejl˝odés kezdetén szintén igen bizonytalanok ismereteink a bolygók fejl˝odését befolyásoló folyamatokról. A fiatal csillagok körüli törmelékkorongok több millió éven keresztül fenntartott porképz˝odésr˝ol árulkodnak, aminek egyik lehetséges magyarázata bolygóméret˝u testek ütközése a protoplanetáris korongban. A folyamatok id˝oskálája nehezen jósolható, a megfigyelési adatok a csillagok kormeghatározási bizonytalansága miatt gyenge megkötéseket adnak (Moór et al. 2006). Új és átfogó fejl˝odési elméletek kidolgozásához, majd empirikus ellen˝orzéséhez nélkülözhetetlen a nagy pontosságú kormeghatározás bolygós és törmelékkorongos csillagokra, amire asztroszeizmológiai és sztellárstatisztikai megközelítést fogunk követni.

A kutatás módszerei Asztroszeizmikus vizsgálatok. Az asztroszeizmológia, azaz a csillagrezgések modellezése által kinyert információk közül a csillagmag héliumtartalma árulkodik az égitest koráról. Kutatásainkhoz nagy mértékben támaszkodni fogunk a Kepler-urtávcs˝ ˝ o ultraprecíz fotometriai adataira, amelyekhez a Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium (KASC) tagjaiként exkluzív hozzáférésünk lesz. Az adatok modellezésével valódi precíziós asztrofizika válik lehetségessé, hiszen pl. a Nap típusú csillagok asztroszeizmológiájával az égitestek tömegét, sugarát és korát rendre 5%, 3% és 10% relatív hibával meg lehet határozni (Kjeldsen et al. 2009). A fotometriai id˝osoradatok elemzésére részben numerikus algoritmusokat fejlesztünk ki, részben továbbfejlesztjük a jelenleg használt Fourier-variánsokat. Bayes-i megközelítéssel új módszert dolgozunk ki a más okokból er˝os fényváltozású csillagok exobolygó-fedéseinek detektálására, amit a COROT, OGLE, HAT-South projektek adatbázisaira alkalmazva a Naptól eltér˝o csillagok bolygóiról nyerünk kritikus információkat. Témavezet˝o javaslatára a Kepler 200 vörös óriást fog mérni a teljes u˝ rprogram ideje alatt, 30 percenként egy mérési ponttal. Ezek alapján megvizsgáljuk a vörös óriások Jupiterhez hasonló óriásbolygói és a s˝ur˝u csillagszelek közötti kölcsönhatás jeleit, amelyek nagyságrendekkel rövidebb id˝oskálájú változásokat generálnak, mint a központi csillag pulzációs és konvektív fluktuációi. A jelek azonosításához pontos elméleti modelleket fogunk kidolgozni.

5

Kiss L. László

Kutatási program

1.015

1.02

HAT-P-6

1.01

WASP-1

relatív fényesség

1.01 1.005 1

1 0.995

0.99

0.99 0.98 0.985 0.98 0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.97 0.2

0.5

nap (HJD 2454698 +)

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

nap (HJD 2454774 +)

2. ábra. Balra: a HAT-P-6b exobolygó átvonulása 2008. augusztus 19-én, az Intézet piszkéstet˝oi Schmidt-távcsövével. Jobbra: a WASP-1 tranzitja 2008. november 3-án, a Szegedi Csillagvizsgáló 40 cm-es távcsövével. Folytonos vonal jelzi a legjobban illeszked˝o modellgörbéket (Szabó et al., el˝okészületben). Fedési exobolygók CCD fotometriája. Az exoholdak és bolygórendszerek kutatásához modernizálni kívánjuk az Intézet Piszkéstet˝oi Obszervatóriumának mindhárom távcsövét (0,5 m-es Cassegrain-, 0,6 m-es Schmidt- és 1 m-es RCC-teleszkóp). Cél a m˝uszerek interneten keresztül távirányíthatóvá tétele, illetve teljes automatizálása, amivel lehet˝ové válik az összes, Magyarországról muszereinkkel ˝ detektálható exobolygó-átvonulás kimérése legalább 3-5 éven keresztül. Ez az észlelési program a nemzetközi mez˝onyben kicsinek számító távcsöveinket a világon egyedülálló m˝uszeregyüttessé tenné. A módszer elvi alapját a további bolygók és holdak azon hatásai adják, melyek módosítják a fedési exobolygók átvonulásainak pontos id˝opontját. Elméleti számítások alapján (Szabó et al. 2006, Simon et al. 2007, Kipping 2009) fotometriai u˝ rtávcsövekkel és 0,5-1 m-es földfelszíni távcsövekkel egyaránt lehetséges az effektus kimutatása, ahol a földi m˝uszerek érzékenységét a több éven át folytatott méréssorozatok biztosítják. El˝ozetes tesztméréseink szerint a forró Jupiterek 1%-os átvonulásait a mátrai m˝uszerekkel és gondos adatfeldolgozással ±0,1%-os fotometriai pontossággal ki lehet mérni (2. ábra), amit érzékenyebb és stabilabb elektronikájú, valamint nagyobb látómez˝oben több referenciacsillagot rögzít˝o CCD kamerákkal és többször megismételt mérésekkel a ±0,03-0,05%-os szintre lehet javítani, megnyitva az utat holdak, gy˝ur˝uk és további bolygók felfedezéséhez. Spektroszkópiai vizsgálatok. Építve a témavezet˝o korábbi együttm˝uködéseire, dán és ausztrál kollégákkal kollaborálva spektroszkópiai kampányokban is részt veszünk, melyek célja exobolygós és barna törpés Nap típusú csillagok asztroszeizmológiai kormeghatározása. Ehhez 4-8 m-es távcsövekre fogunk távcs˝oid˝ot pályázni (ESO, AAT). Multiobjektum-spektroszkópiai tapasztalatainkra alapozva (Kiss et al. 2007, 2008, Balog et al. 2009) folytatjuk az ismert korú halmazokban található törmelékkorongos csillagok vizsgálatait, amivel a bolygókeletkezés korai szakaszát jellemz˝o portermelési folyamatok id˝oskáláját becsüljük meg.

6

Kiss L. László

Kutatási program

A téma újszerusége ˝ és intézeti státusa Kutatócsoportunk tagjai több évtizednyi tapasztalattal rendelkeznek a sztelláris asztrofizikában, amit most új irányokban, innovatív módszerekkel kívánunk alkalmazni. Az asztroszeizmológia és exobolygók kombinálása olyan új tudományos irány, amivel az Intézet két szakterületen is jelent˝osen növelheti nemzetközi elismertségét és versenyképességét. A vörös óriáscsillagok és bolygórendszereik kutatása, valamint a nagyfelbontású és multiobjektum-spektroszkópia egyaránt új területek az Intézetben. Az Intézetben az exobolygó-kutatás 2006-ban jelent meg Kovács Géza OTKA-témájával, amely az amerikai finanszírozású, Magyarországon kifejlesztett HATNet bolygókeres˝o projekthez csatlakozott. Jelen program független Kovács Géza kutatásaitól (habár témavezet˝o szintén együttm˝uködik a HATNet-et vezet˝o Bakos Gáspárral, Kovács Géza korábbi doktoranduszával), céljai és módszerei pedig nagy mértékben különböz˝oek.

Az eredmények kommunikációja A kutatási eredményeket a lehet˝o leggyorsabban publikálni fogjuk vezet˝o szakfolyóiratokban, illetve bemutatjuk nemzetközi konferenciákon. Célunk a futamid˝o alatt legalább egy nemzetközi szakmai találkozó szervezése egy magyarországi helyszínen. Fontosnak tekintjük a nagyközönség tájékoztatását is, amihez rendszeresen igénybe fogjuk venni az írott és elektronikus sajtót, valamint el˝oadásokat tartunk a sz˝ukebb szakmának, a természettudós közösségnek, illetve a nagyközönségnek. A csillagászati újdonságok közismerten felkeltik a diákok érdekl˝odését, így eredményeink széleskör˝u ismertetése közvetett módon a természettudományos oktatás népszer˝usítését is szolgálni fogja.

Hivatkozások Atacama Large Millimeter Array (ALMA): http://www.eso.org/sci/facilities/alma/ Balog, Z., et al., 2009, ApJ, in press European ELT: http://www.eso.org/public/astronomy/projects/e-elt.html Giant Magellan Telescope: http://www.gmto.org/ Ida, S., Lin, D.N.C., 2005, ApJ, 626, 1045 James Webb u˝ rtávcs˝o: http://www.jwst.nasa.gov/ Kepler-˝urtávcs˝o: http://kepler.nasa.gov/ Kipping, D.M., 2009, MNRAS, 392, 181 Kiss, L.L., et al., 2007, ApJ, 659, L129 Kiss, L.L., et al., 2008, MNRAS, 391, 399 Kjeldsen, H., et al., 2009, IAU Symp. 253, 309 Lopez, B., et al., 2005, ApJ, 627, 974 Mayor, M., Queloz, D., 1995, Nature, 378, 355 Moór, A., et al., 2006, ApJ, 644, 525 Schneider, J., 2009, http://www.exoplanet.eu Simon, A., et al., 2007, A&A, 470, 727 Szabó, M.Gy., et al., 2006, A&A, 450, 395 Winn, J.N., 2009, IAU Symp. 253, 99 Wright, J.T., et al., 2009, ApJ, 693, 1084

Össz karakterszám: 14917

7

Kiss L. László

Kutatási program

8

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

A kutatás személyi és intézményi el˝ofeltételei Kiss L. László Témavezet˝o a pulzáló vörös óriáscsillagok nemzetközileg elismert szakért˝oje (MTA doktori értekezését is ebb˝ol a témából védte meg 2007-ben). A témában tíz éven át folytatott kutatásainak eredményeként a Kepler-urtávcs˝ ˝ o asztroszeizmológiai konzorciumában a Mira típusú csillagok munkacsoportjának vezet˝oje lett. Asztrofizikusként tágabb szakterülete a csillagszerkezet és -fejl˝odés, különös tekintettel a csillagrezgésekre és a kett˝oscsillagok fizikájára. KLL kulcsszerepet játszott a Naphoz hasonló csillagok kései fejl˝odési állapotát reprezentáló vörös óriáscsillagok pulzációnak megértésében. Ezen csillagok fényessége látszólag szabálytalan fluktuációkat mutat, és KLL volt az els˝o, aki sikeresen értelmezte az id˝ofügg˝o változásokat. Az elmúlt évszázadon átível˝o adatbázisokat felhasználva megmutatta, hogy a félszabályos vörös óriásokra jellemz˝o a többszörös periodicitás, amit többmódusú pulzációval értelmezett. Ez a munka (Kiss et al. 1999) a szakterület egyik alapvet˝o cikke, jelen sorok írásáig 70 hivatkozással. Ezután következ˝o munkáiban új, forgási hatásokkal operáló modellt alkotott a hosszú másodperiódusok magyarázatára (Kiss et al. 2000), megmérte a héliumhéj-felvillanás hatásait egy Mira típusú csillagban (Szatmáry et al. 2003) és felfedezte az els˝o vörös óriáscsillagot kaotikus oszcillációkkal (Kiss & Szatmáry 2002). Utóbbi eredmény igazi áttörést jelentett az irreguláris változások értelmezésében, amit a terület vezet˝o szaktekintélyei is elismernek (J.R. Buchler, Univ. of Florida; Kolláth Z. és Kovács G., MTA KTM CSKI). A Nap típusú csillagok konvektív rezgéseivel létez˝o analógiák alapján KLL felvetette, hogy a konvekció dönt˝o szerepet játszhat a rezgések gerjesztésében a legnagyobb luminozitású csillagok esetében, beleértve a II-es típusú szupernóvaként felrobbanó vörös szuperóriásokat is (Kiss et al. 2006). A Magellán-felh˝ok mikrolencse-észlelései alapján témavezet˝o az els˝o vörösóriás-ági pulzáló csillagok felfedezésével új fejezetett nyitott a vörös óriások asztroszeizmológiájában. Az abban az id˝oben kurrens elméleti modellekkel szemben KLL megmutatta, hogy a héjbeli hidrogénéget˝o csillagok magasabb rend˝u felhangokban pulzálnak, minimális függéssel a csillagok kémiai összetételét˝ol (Kiss & Bedding 2003, 2004). KLL volt az els˝o, aki demonstrálta, hogy a vörös óriások infravörös periódus-fényesség relációi lehet˝ové teszik közeli galaxisok térbeli szerkezetének felderítését. Témavezet˝o eredményeit felhasználták sebességváltozások értelmezésére (T. Lebzelter, Univ. of Vienna; K. Hinkle, NOAO), periódus-fényesség relációk kalibrálására (M. Feast, Univ. of Cape Town), csillagszerkezet és -fejl˝odés tanulmányozására (A. Zijlstra, UMIST; J. ChristensenDalsgaard, Univ. of Aarhus), a hosszú másodperiódusok vizsgálatára (P. Wood, ANU) és más típusú csillagok többszörös periodicitásainak értelmezésére (J. Percy, Univ. of Toronto). KLL az Univerzum legnagyobb energiájú jelenségei közé tartozó nóva- és szupernóva-robbanások spektroszkópiai tulajdonságait is tanulmányozta. Több esetben kimutatta (Kiss & Thomson 2000, Kiss et al. 2001), hogy a táguló gázfelh˝ok tengelyszimmetrikus alakúak voltak, feltehet˝oen irányított gázsugár (jet) képz˝odésének köszönhet˝oen. Új elméleti modellt javasolt a nóvarobbanások átmeneti fázisára, amelyet az energiatermelés pulzációszer˝u instabilitásai okozhatnak. Diplomamunkás és PhD-hallgatóival csillaghalmazok és naprendszeri apró égitestek asztrofizikai problémáival foglalkozott. A legfontosabb eredményeket Szabó M. Gyulával érte el (l. a következ˝o pontban), aki jelen programban új intézeti tudományos munkatársként szerepel. Kiss L. László eddigi kutatásainak céljai és módszerei nagy mértékben konvergálnak az exobolygók területén. A nagy pontosságú fotometriai mérések, a csillagok spektroszkópiai analízise, az id˝osor-analízis modern statisztikus módszerei, a különböz˝o csillagtípusok mélyreható ismerete mind alapvet˝o tudás a csillagaikra gyakorolt parányi hatásuk révén felismerhet˝o bolygókísér˝ok megértéséhez. Témavezet˝o gyakorlott megfigyel˝o csillagász a fotometria, spektroszkópia

9

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

és optikai interferometria területén, a munkaterv pedig éppen ezekre, a változatos szakterületeken átível˝o tapasztalatokra épül. Az exobolygók felé nyitását már 2005-ben megkezdte elméleti munkákkal (pl. Kiss & Bedding 2005), 2008-ban pedig kutatási pénzeket is nyert kombinált asztroszeizmológiai-exobolygós projektekre. Jelenlegi együttm˝uköd˝o partnerei között szerepel Bakos Gáspár (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), a HATNet exobolygó-keres˝o program vezet˝oje, illetve Chris Tinney (Univ. of New South Wales), az Angol-Ausztrál Bolygókeres˝o csoport vezet˝oje. Ezeket a kollaborációkat az Intézet munkatársaként is folytatni kívánjuk. Az ISI Web of Science adatbázisában 79 impakt faktoros szakcikke szerepel, 723 hivatkozással (köztük kb. 120 önhivatkozással), 15-ös h-indexszel. Az éves bontású hivatkozásszámok emelked˝o trendet mutatnak, 2006-ban 71, 2007-ben 107, 2008-ban pedig 167 idézéssel. Az évente átlagosan 8 ISI-publikáció és a rájuk kapott hivatkozások a m˝uvelt szakterületek publikációs szokásai és idézettségi viszonyai mellett kiváló nemzetközi elismertséget jeleznek. Szintén ezt mutatja a Web of Science analízise, amely alapján Kiss L. Lászlónak 79 cikkben 240 társszerz˝oje volt, összesen 26 országból. A projekteknek mintegy harmadát KLL kezdeményezte, a többihez pedig felkérésre csatlakozott. A társszerz˝ok közül 46 legalább 3 cikkben, 19 pedig legalább 5 publikációban szerepel. KLL legfontosabb partnerei magyar, ausztrál, amerikai, kanadai, dán, nagy-britanniai, spanyol, francia és német intézetekben dolgozó kutatók. A szoros munkakapcsolatoknak köszönhet˝oen jelen program olyan csúcsm˝uszerekhez is hozzáférhet, mint pl. az ESO Very Large Telescope és interferométere, az Angol-Ausztrál Teleszkóp, a 6,5 m-es Magellán-teleszkópok, a 8,2 m-es Gemini-teleszkópok, illetve a SUSI és CHARA interferométerek. Referenciák: Kiss L.L., Szatmáry K., Cadmus R.R., Jr., Mattei J.A.: 1999, Multiperiodicity in semiregular variables. I. General properties, Astronomy and Astrophysics, 346, pp. 542-555 Kiss L.L., Szatmáry K., Szabó Gy., Mattei J.A.: 2000, Multiperiodicity in semiregular variables. II. Systematic amplitude variations, Astronomy and Astrophysics Supplement Series, 145, pp. 283-292 Kiss L.L., Thomson J.R.: 2000, Early spectroscopic observations of Nova (V1494) Aquilae 1999 No.2, Astronomy and Astrophysics, 355, L9-L12 Kiss L.L., Thomson J.R., Ogloza W., F˝urész G., Sziládi K.: 2001, The 2000 outburst of the recurrent nova CI Aquilae: optical spectroscopy, Astronomy and Astrophysics, 366, pp. 858-864 Kiss L.L., Szatmáry K.: 2002, Period-doubling events in the light curve of R Cygni: evidence for chaotic behaviour, Astronomy and Astrophysics, 390, pp. 585-596 Szatmáry K., Kiss L.L., Bebesi Zs.: 2003, The He-shell flash in action: T Ursae Minoris revisited, Astronomy and Astrophysics, 398, pp. 277-282 Kiss L.L., Bedding T.R.: 2003, Red variables in the OGLE-II database. I. Pulsations and period-luminosity relations below the tip of the Red Giant Branch of the Large Magellanic Cloud, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 343, pp. L79-L83 Kiss L.L., Bedding T.R.: 2004, Red variables in the OGLE-II database. II. Comparison of the Large and Small Magellanic Clouds, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 347, pp. L83-L87 Kiss L.L., Bedding T.R.: 2005, Photometric biases as a result of stellar blending: implications for measuring distances, constraining binarity and detecting exoplanetary transits, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 358, pp. 883-891 Kiss L.L., Szabó M.Gy., Bedding T.R.: 2006, Variability in red supergiant stars: pulsations, long secondary periods and convection noise, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 372, pp. 1721-1734

Szabó M. Gyula SzMGy kutatási területe els˝osorban a kis égitestek égboltfelméréses technikával történ˝o vizsgálata a Naprendszerben és más naprendszerekben, mely területen tíz éve publikál. Részt vett a Sloan Digitális Égboltfelmérés adatelemzésében, ahol nagy alkalmazott statisztikai tapasztalatra tett szert. 10

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

Ezen adatokból kimutatta, hogy a kisbolygók jelent˝os részének felszínén színes foltok figyelhet˝ok meg, amelyeket legalább két, különböz˝o folyamat hoz létre (Szabó et al. 2004). Azonosította az SDSS katalógusában az ismert Jupiter trójai kisbolygókat, majd ezek mozgása alapján 98% tisztaságú szelekcióval további 800, egyel˝ore felfedezetlen Jupiter trójai kisbolygót azonosított. A színek vizsgálatával kimutatta, hogy a trójai családnak szerkezete van, amely alcsaládok létére utal (Szabó et al. 2007), ezt a felfedezést azóta meger˝osítették (Roig et al. 2008, A&A, 483, 911). Kiss L. Lászlóval közösen kidolgozott egy új módszert a kisbolygók alakeloszlásának meghatározására, amit az SDSS adatbázisában található 12 ezer aszteroidára alkalmazva kimutatták, hogy a kisbolygók alakfejl˝odésében a kis ütközések szerepe domináns lehet (Szabó & Kiss 2008). Több konferencián volt meghívott el˝oadó a kis égitestek égboltfelméréses technikával való megfigyelésének témájában. A Deep Impact kutatócsoport cikket kért az Icarus Deep Impact különszámba a SzMGy tudományos irányításával m˝uköd˝o Cometary Archives for Amateur Astronomers (CARA) észlel˝ohálózattal elért eredményeinkr˝ol. 2006 óta SzMGy kiterjesztette kutatási területét az exobolygók körül kering˝o holdak vizsgálatára, amely területen PhD program témavezetést is vállal (Simon A.). Kimutatta, hogy fotometriai úton detektálni lehet az óriásbolygók nagy holdjait, és 20% körüli esély van például egy Föld-Hold-szer˝u tranzitos rendszerben a hold kimutatására a Kepler u˝ rtávcs˝ovel (Szabó et al. 2006, Simon et al. 2007). Szintén lehet˝oség van nagyon pontos spektroszkópiai mérésb˝ol következtetni a hold jelenlétére a Rossitter-McLaughlin-effektuson keresztül (Simon et al., közlésre elfogadva). 2009 márciusáig 175 (125 SCI) hivatkozást kapott, ezen felül 2006-ban a Nature-ben jelent meg személyes közlés idézés a Jupiter trójai kisbolygóival kapcsolatban. 2006-2007 során Magyary Zoltán posztdoktori ösztöndíjas volt, 2007-ben pedig Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat nyert el. Referenciák: Szabó Gy.M., Ivezi´c Ž., Juri´c M., Lupton R., Kiss L.L.: 2004, Color variability of Asteroids in SDSS Moving Object Catalog, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 348, pp. 987-998 Szabó Gy.M., Szatmáry K., Divéki Zs., Simon A.: 2006, Possibility of a photometric detection of "exomoons", Astronomy & Astrophysics, 450, pp. 395-398 Szabó Gy.M., Ivezi´c, Ž, Juri´c M., Lupton R.: 2007, The properties of Jovian Trojan asteroids listed in SDSS Moving Object Catalogue 3, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pp. 1393-1406 Simon A., Szatmáry K., Szabó Gy.M.: 2007, Determination of the size, mass, and density of „exomoons” from photometric transit timing variations, Astronomy & Astrophysics, 470, pp. 727-731 Szabó M.Gy., Kiss L.L.: 2008, The shape distribution of asteroid families - evidence for evolution driven by small impacts, Icarus, 196, pp. 135-143

Szabó Róbert Szabó Róbert munkásságának gerincét a pulzáló változócsillagok numerikus modellezése alkotja. Els˝osorban cefeidák és RR Lyrae csillagok kétmódusú pulzációjának hidrodinamikai modellezésén és az eredmények asztrofizikai gyakorlatban történ˝o felhasználásán dolgozott. Módszert fejlesztett ki kétmódusú cefeidák fémtartalmának mérésére, amit több Lokális Csoportbeli galaxis cefeidáira alkalmaztak (M33: Beaulieu et al. 2006, Magellán-felh˝ok: Marquette et al. 2009). Ezen kívül részt vett számos nemzetközi multisite fotometriai kampányban, ahol kisamplitúdójú pulzáló változócsillagok és vörös óriások szoláris oszcillációnak méréseiben, analizálásában és értelmezésében m˝uködött közre. Ezirányú tapasztalatait az u˝ rfotometria terén kamatoztatva aktív résztvev˝oje a COROT m˝uhold RR Lyrae munkacsoportjának, valamint többedmagával kiegészít˝o programot pályázott és nyert el az ultra-kisamplitúdójú klasszikus változócsillagok vizsgálatára a

11

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

COROT-m˝uholddal. Elméleti és megfigyel˝oi munkájának eredményeképpen a Keplerhez kapcsolódó Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium (KASC) cefeida munkacsoportjának vezet˝oje lett, az RR Lyrae munkacsoportban pedig az elméleti modellezésre szervez˝odött alcsoport tevékenységét koordinálja. Eddigi publikációinak kumulatív impakt faktora 62,9, melyekre az ISI Web of Science adatbázisában 100 független hivatkozást találunk (h-index: 7). Referenciák: Marquette J.B., Beaulieu J.P., Buchler J.R., Szabó R., Tisserand P., et al.: 2009, The beat Cepheids in the Magellanic Clouds: an analysis from the EROS-2 database, Astronomy and Astrophysics, 495, pp. 249-256 Szabó R., Buchler J.R., Bartee J.: 2007, The Cepheid Phase Lag Revisited, Astrophysical Journal, 667, pp. 11501160 Buchler J.R., Szabó R.: 2007, Beat Cepheids as probes of stellar and galactic metallicity, Astrophysical Journal, 660, pp. 723-731 Szabó R., Kolláth Z., Buchler J.R.: 2004, Automated Nonlinear Stellar Pulsation Calculations: Applications to RR Lyrae Stars. The Slope of the Fundamental Blue Edge and the First RRd Model Survey, Astronomy and Astrophysics, 425, pp. 627-639 Kolláth Z., Buchler J.R., Szabó R., Csubry Z.: 2002, Nonlinear Beat Cepheid and RR Lyrae Models, Astronomy and Astrophysics, 385, pp. 932-939

Benk˝o József Benk˝o József eddigi kutatásai a gömbhalmazokban és a galaktikus mez˝oben található RR Lyrae csillagok vizsgálataira és az id˝osor-analízis csillagászati alkalmazásainak tökéletesítésére irányultak. Mélyreható ismeretei vannak a közönséges és parciális differenciálegyenlet-rendszerek szemianalitikus és numerikus megoldásaival kapcsolatban, amelyek rendkívül értékes tapasztalatok az elméleti problémák gyakorlati alkalmazásokba történ˝o átültetéséhez. Részt vesz a COROT és a Kepler u˝ rtávcsövek asztroszeizmológiai vizsgálataiban, különös tekintettel az RR Lyrae és a cefeida típusú pulzátorok kisamplitúdójú modulációira. Eddigi publikációinak kumulatív impakt faktora 45,2, melyekre az ISI Web of Science adatbázisa 64 hivatkozást sorol fel (h-index: 5). Referenciák: Bakos G.Á., Benk˝o J. M., Jurcsik J.: 2000, Identification and Astrometry of Variable Stars in M3, Acta Astronomica, 50, pp. 221-248 Benk˝o J.M., Bakos G.Á., Nuspl J.: 2006, Multicolour CCD photometry of the variable stars in globular cluster M3, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 372, pp. 1657-1674 Benk˝o J.M., Csubry Z.: 2007, Variable Star Census in CoRoT „Eyes”, Acta Astronomica, 57, pp. 73-85 Jurcsik J., Benk˝o J.M., Szeidl B.: 2002, Blazhko stars: Always distorted?, Astronomy & Astrophysics, 390, pp. 133-137

Hazai együttmuködések ˝ Kiss L. László szenior résztvev˝o az SZTE csillagászai által elnyert OTKA K76816 kutatási pályázatban („A csillagfejl˝odés kései állapotai”, 16,138 MFt, tv: Szatmáry Károly), amib˝ol 2009-2012 során hozzávet˝oleg évi 1 MFt kutatási támogatást fogunk felhasználni. Ennek els˝odleges célja a Kepler-˝urtávcs˝ovel kapcsolatos utazási költségek (kollaborációs találkozók és konferenciák) fedezése. Az Intézeten belül természetes együttm˝uköd˝o partnereink a HATNet programban közrem˝uköd˝ok (Kovács Géza és az általa vezetett hallgatók), az aktív csillagok csoport (K˝ovári Zsolt, Oláh 12

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

Katalin) és az infravörös csoport (Ábrahám Péter, Moór Attila). Az ELTE-r˝ol a Csillagászati Tanszék égimechanikusai (Érdi Bálint, Süli Áron), illetve a Planetológiai M˝uhely áll legközelebb kutatóprogramunkhoz. Szándékunkban áll mindenkivel formális alapokra helyezni az együttm˝uködést, amit távlatilag közös kutatási pályázatok is követni fognak.

13

Kiss L. László

Személyi és intézményi el˝ofeltételek

14

Kiss L. László

Célok

Az elérend˝o célok Kutatási és infrastrukturális fejlesztési programunk céljai a következ˝ok: • Piszkéstet˝oi muszerek ˝ modernizálása és automatizálása A fejlesztések szükségessége. A nemzetközi tapasztalatok mindenütt azt mutatják, hogy az interneten keresztül távvezérelhet˝o, illetve önállóan méréseket végezni képes robottávcsövek jelentik a leghatékonyabb megfigyelési formát az id˝oben változó jelenségek tanulmányozásában. A minden derült éjszakán automata üzemmódban m˝uköd˝o távcsövek nagyságrendekkel hatékonyabban képesek végrehajtani a legutóbbi évekig komoly humán er˝oforrásokat leköt˝o megfigyelési programokat, ráadásul a fenntartási költségek is jelent˝osen csökkenthet˝ok. Jelen program tervezési fázisában három lehet˝oséget vizsgáltunk meg az exoholdas és többszörös bolygórendszerek kutatási tervével kapcsolatban: (i) egy 0,8-1m-es dedikált robottávcs˝o telepítése Magyarországon; (ii) ugyanez jobb asztroklímájú külföldi helyszínen (pl. Kanári-szigetek, Chile, Dél-Afrika); (iii) a fénygy˝ujt˝o képességüket tekintve összemérhet˝o piszkéstet˝oi m˝uszerek korszer˝usítése. A m˝uszerbeszerzés, kupolaépítés, infrastruktúra-kiépítés és telepítés költségei els˝o két esetben 150-250 MFt körüli összegre jönnek ki, összhangban a nemzetközi tapasztalatokkal, melyek egy 1 m-es robottávcs˝o telepítési költségeit 1 millió USD összegre becsülik (pl. a dán vezetés˝u SONG2 hálózat 2011-ben induló els˝o egysége, a potsdami Asztrofizikai Intézet STELLA robottávcs˝o-együttese3, vagy a Florida Institute of Technology 80 cm-es m˝uszere4 ). Ezzel szemben a harmadik lehet˝oség kb. 60-65 MFt-ból megvalósítható, mellette pedig fontos járulékos eredmény, hogy kutatásunk lehet˝ové tételén túl a teljes magyar megfigyel˝o csillagászat nemzetközi versenyképessége javulhat jelent˝os mértékben. Az Intézet munkatársai komoly földfelszíni támogató munkát vállaltak a COROT, Kepler és Gaia u˝ rprogramokban, ami a tervezett modernizálással még az ambiciózus programunk mellett is megvalósítható marad. A számítástechnikai fejl˝odés mára teljesen új távlatokat nyitott a csillagászati id˝osorok kutatásában, a csillagászati robottechnika magyarországi bevezetése pedig világszínvonalú eredményeket produkáló észlel˝ohellyé teheti az Intézet Piszkéstet˝oi Obszervatóriumát. A fentiek alapján az alábbiakban részletezett fejlesztéseket tervezzük. Ezeket id˝oben széthúzva, távcsövenként két fázisban valósítjuk meg, hozzávet˝oleg kétévente egy m˝uszer teljes modernizálásával. Minden esetben az els˝o fázis az interneten keresztül távvezérelhet˝ové alakítást, a második fázis pedig az autonóm döntésekre képes rendszer kiépítését jelenti. – 50 cm-es Cassegrain-teleszkóp. Az Intézet 2008 végén beszerzett egy ANDOR gyártmányú új CCD kamerát, amivel megkezd˝odhet a digitális fotometria, illetve a ’lucky imaging’ képalkotó technika kísérleti megvalósítása. A távcs˝o kupolája és mechanikája azonban alkalmatlan internetes távvezérlés˝u, esetleg teljesen autonóm robottávcs˝o kiépítéséhez. Emellett a jelenlegi optikai elrendezés igen sz˝uk, alig 5 ívperces látómez˝ot enged meg a vásárolt CCD kamerával. A lehet˝o legprecízebb fotometriához nélkülözhetetlen az akár több tucatnyi referenciacsillag egyidej˝u leképezése. Ennek lehet˝ové tételéhez átépítjük a távcsövet közvetlen fókuszú, vagy Newton-szerelés˝u asztrokamerává, a mechanikát pedig lecseréljük egy kompakt, modern elektronikával vezérelhet˝o eszközzel, ami képes lesz a kupolát is irányítani a távészlelések közben. A diffrakcióhatárolt leképezést megenged˝o ’lucky imaging’ technikát az 1 m-es RCC-teleszkópon 2

http://astro.phys.au.dk/SONG/ http://www.aip.de/stella/ 4 http://www.dfmengineering.com/news_florida_tech_install.html 3

15

Kiss L. László

Célok

nagyobb felbontással és határfényességgel lehet megvalósítani, így az ANDOR kamera id˝oszakosan átkerülhet az RCC-re. – 60/90/180 cm-es Schmidt-távcs˝o. A jelenlegi, 1995-ben vásárolt CCD kamera megromlott elektronikájú és érzékel˝o felület˝u detektor, melyet nagyobb érzékenység˝u, jobb zajkarakterisztikájú és nagyobb chipméret˝u kamerával fogunk lecserélni. A jelenlegi 18×29 ívperces látómez˝o helyett egy közel 1×1 fokos égterületet rögzít˝o folyadékh˝utéses CCD-t vásárolunk, amivel a távcs˝o ismét a világszínvonalú nagy látószög˝u m˝uszerek közé kerülhet. A mechanika és kupolamozgatás automatizálása jelenleg folyamatban van, a futamid˝o alatt célunk a Schmidt-távcs˝o távészlelésre alkalmassá fejlesztése is. – 1 m-es RCC-teleszkóp. Magyarország legnagyobb fénygy˝ujt˝o képesség˝u távcsövén jelenleg egy elöregedett CCD kamera alig 5,6 ívperces látómez˝ot rögzít, ami a teljes, 45 ívperc átmér˝oj˝u korrigált látómez˝o területével összevetve a távcs˝o alig néhány százalékos hatékonyságú kihasználását jelenti. Az 1 m-es távcs˝onél egy új CCD mellett a nagyfelbontású optikai spektroszkópia megvalósítását is tervezzük, el˝oreláthatóan a futamid˝o utolsó évére. – Archiválás. A nagy teljesítmény˝u CCD kamerákkal ugrásszer˝uen megn˝o az éjszakánként generált adatmennyiség, aminek tárolására nagy kapacitású (legalább 10 TB/kupola) CORAID adattároló egységeket fogunk üzembe helyezni, párhuzamosan a m˝uszerfejlesztésekkel. Ezekkel a fejlesztésekkel megvalósulhat a kutatási program exoholdak és többszörös bolygórendszerek detektálására vonatkozó része, amihez legalább 3-5 évig minden, Magyarországról a muszereinkkel ˝ detektálható exobolygó-átvonulást rögzítünk. • KROC: Konkoly Remote Operations Center A futamid˝o második felében tervezünk csatlakozni a világ különböz˝o pontjain már most m˝uköd˝o, illetve a közeljöv˝oben átadott távészlel˝o berendezések felhasználói közé (pl. CHARA optikai interferométer, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, SONG spektroszkópiai robottávcsövek, stb.). Ehhez egy dedikált távészlel˝o központot rendezünk be az Intézet budapesti helyszínén, ahol a szélessávú internetes kapcsolatot igényl˝o távmérések mellett videokonferenciák is rutinszer˝uen lebonyolíthatók lesznek. Utóbbiak egyre gyakrabban átveszik a kollaborációs tanácskozások szerepét, amivel költséghatékony módon er˝osíthetjük földrajzi értelemben szétszórt nemzetközi együttm˝uködéseinket. • Az exobolygók paraméterterének kiterjesztése A Kepler-˝urtávcs˝o új távlatokat nyit azon bolygók detektálása felé, melyekre sem a Doppler, sem a fedési módszer nem érzékeny. Részletes numerikus szimulációink szerint a precíz és folyamatos u˝ rbéli fotometria akár 5 naptömeg˝u és periodikus jeleket kibocsátó óriáscsillagok Jupiter típusú bolygók által el˝oidézett fázismodulációt is kimutathatóvá teszi. A KASC programjában több száz pulzáló változócsillag szerepel, és amennyiben a bolygógyakoriság univerzálisan hasonló a Nap típusú csillagoknál tapasztaltakhoz, a Kepler-program végére néhány tucat bolygó közvetett kimutatását várhatjuk5 . • Egy széles látóköru˝ exobolygó-kutató muhely ˝ megalapítása Az exobolygó-kutatás a csillagászat azon szakterülete, ahol leginkább lehetségesek az interdiszciplináris kutatások. A potenciális élethelyek beazonosítása, az életformák közvetett és 5

Megjegyzend˝o, hogy a NASA igen szigorú szabályokat fektetett le a KASC-tagok fedési exobolygók kimutatására vonatkozó munkáit korlátozandó, ám a közvetett módszereken alapuló bolygódetektálást nem tiltja a titoktartási szerz˝odés.

16

Kiss L. László

Célok

közvetlen kimutatásának lehet˝osége, a bolygólégkörök és felszínek modellezése természetes módon kapcsolódik a biológia, geofizika, kémia, planetológia, meteorológia felé, az értelmes élet utáni keresés pedig a filozófia és társadalomtudományok felé. Célunk egy olyan komplex, elméleti és empirikus exobolygós szakmai muhely ˝ létrehozása, amelynek a tevékenysége túlmutat az Intézet keretein, és amely képes szoros együttm˝uködésre más hazai és külföldi tudományos m˝uhelyekkel (pl. az ELTE nemrégiben alapított Planetológiai M˝uhelyével). Újabb pályázatok keretében tervezzük további, jelenleg külföldön dolgozó magyar csillagászok és exobolygós szakemberek bevonását, miközben nagy hangsúlyt fektetünk az er˝os elméleti háttér kidolgozására. Doktori témákat hirdetünk az ELTE-n, SZTE-n és DE-n, aminek eredményeként a futamid˝o alatt legalább 2 PhD-témavezetést és több diplomamunkást vállalunk. • Publikációs aktivitás Tudományos eredményeinket évente 6-8 angol nyelv˝u, magas impakt faktorú szakfolyóiratban megjelen˝o cikkben fogjuk publikálni (Astrophysical Journal, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Astronomy and Astrophysics). Évente legalább két szakmai konferencián bemutatjuk eredményeinket, a nagyközönség számára pedig minden évben legalább 3 ismeretterjeszt˝o cikket írunk, el˝oadást tartunk.

17

Kiss L. László

Célok

18

Kiss L. László

Curriculum Vitae

Szakmai életrajz: Kiss L. László Név: Kiss L. László Születés hely és ideje: Szabadka - YU, 1972. augusztus 8. Családi állapot: n˝os, két gyermek apja Állampolgárság: magyar, szerb, ausztrál Nyelvtudás: magyar, angol; német és szerb nyelven olvasás, társalgás alapfokon. Jelenlegi munkahely: School of Physics A28, University of Sydney 2006 NSW, Australia, tel.: +61-2/9351-4058, fax: +61-2/9351-7726 e-mail: [email protected] Végzettség és tudományos min˝osítés: 1996. június 30: okleveles fizikus, József Attila Tudományegyetem, Szeged, diplomamunka: Pulzáló változócsillagok többszín-fotometriája 2000. június 30: summa cum laude PhD fizikából, Szegedi Tudományegyetem, doktori értekezés: Pulzáló változócsillagok fizikai paramétereinek és csillagfejl˝odési állapotának meghatározása többszín-fotometriai és spektroszkópiai módszerekkel 2007. november 23: MTA Doktora, Magyar Tudományos Akadémia, disszertáció: Pulzáló vörös óriáscsillagok Korábbi munkahelyek: Szegedi Tudományegyetem, Kísérleti Fizikai Tanszék: tudományos segédmunkatárs, 1999. szeptember - 2000. szeptember Szegedi Tudományegyetem, Kísérleti Fizikai Tanszék: egyetemi tanársegéd, 2000. szeptember - 2001. december Szegedi Tudományegyetem, Kísérleti Fizikai Tanszék: egyetemi adjunktus, 2002. január 2002. december University of Sydney, posztdoktori ösztöndíjas, 2002. december óta (el˝oléptetés 2005-ben és 2008-ban, jelenleg Level C/Senior Research Fellow beosztásban) Szakmai tevékenység: • Szerkeszt˝obizottsági tag: Information Bulletin on Variable Stars (IBVS) • 2007-2010: az Australian Time Assignment Committee (ATAC) és az Anglo-Australian Time Assignment Committee (AATAC) távcs˝oid˝o-osztó bizottságok tagja. Feladat: a 3,9 m-es Angol-Ausztrál Teleszkóp, 8,2 m-es Gemini-teleszkópok és a 6,5 m-es Magellánteleszkópok ausztrál pályázatainak elbírálása. • Tanulmányutak: Univ. of Toronto, Kanada, 1996-ban (5 hét), 1997-ben (5 hét) és 1999-ben (1 hét) Insituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spain, 2002-ben (3 hónap) Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Boston, USA, 2006-ban (1 hónap) Univ. of Michigan, Ann Arbour, USA, 2008-ban (1 hét) • Szakcikkek bírálója (2000-2008): Astronomy and Astrophysics (A&A), 18 cikk Astrophysical Journal (ApJ), 1 cikk Astronomical Journal (AJ), 2 cikk Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), 2 cikk Astrophysics and Space Science (ApSS), 1 cikk Publication of the Astronomical Society of the Pacific (PASP), 3 cikk Publication of the Astronomical Society of Japan (PASJ), 1 cikk 19

Kiss L. László

•

•

• • • •

Curriculum Vitae

Astronomische Nachrichten (AN), 2 cikk Journal of the AAVSO (JAAVSO), 3 cikk New Astronomy, 1 cikk Information Bulletin on Variable Stars (IBVS), 8 cikk Konferencia-el˝oadások: 1997: „Second European Meeting of the AAVSO”, Sion, Svájc 1997: „A Half Century of Stellar Pulsation Interpretations”, Los Alamos, USA 1998: „Asymptotic Giant Branch Stars”, Montpellier, Franciaország 1999: „Atmospheres of M, C and S Giants”, Vienna, Ausztria 2001: „International Conference on Variable Star Research”, Brno, Csehország 2002: „AFOEV International Meeting on Variable Stars”, Bourbon-Lancy, Franciaország 2003: „Variable stars in the Local Group”, IAU Col. 193, Christchurch, Új Zéland 2005: „Stellar Pulsation and Evolution”, Róma, Olaszország (invited review) 2006: Annual Scientific Meeting of the ASA, Canberra, Ausztrália 2007: Annual Scientific Meeting of the ASA, Sydney, Ausztrália 2008: RAVE éves kollaborációs találkozó, Baltimore, USA 2008: „Hot and Cool: Bridging Gaps in Massive Star Evolution”, Pasadena, USA 1997-2008: 15 meghívott szemináriumi el˝oadás egyetemeken, kutatóintézetekben (University of Toronto, Charles University, Australian National University, University of Sydney, University of New South Wales, Anglo-Australian Observatory, Macquarie University, MTA KTM CSKI, SZTE). Szervezeti tagság: Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU), Astronomical Society of Australia (ASA), American Association of Variable Star Observers (AAVSO), Magyar Csillagászati Egyesület (MCSE) 2000 óta: Az MCSE havilapjának (Meteor) olvasószerkeszt˝oje 2006 óta: a hirek.csillagaszat.hu csillagászati hírportál f˝oszerkeszt˝oje Pályázati bíráló: OTKA, Austrian Science Fund PhD bíráló: 5 alkalommal

Ösztöndíjak, kutatási pályázatok 2000-2002: Bolyai János Kutatási Ösztöndíj, Magyar Tudományos Akadémia 2000-2002: „Csillagok, csillaghalmazok és kisbolygók tanulmányozása az optikai és infravörös tartományban”, OTKA T032258, 5,271 MFt, társpályázó (tv: Szatmáry Károly) 2001-2003: „A Naprendszer kis égitestjeink spektrofotometriája”, OM FKFP 0010/2001, 6,867 MFt, témavezet˝o 2001-2003: „Nóva- és szupernóva-robbanások asztrofizikája”, OTKA T034615, 7,304 MFt, társpályázó (tv: Vinkó József) 2002: Magyar Állami Eötvös Ösztöndíj, 1,6 MFt 2003-2006: „A csillagfejl˝odés tanulmányozása nyílt- és gömbhalmazokban spektrofotometriai módszerekkel”, OTKA F043203, 4,256 MFt, témavezet˝o (2004-ben lezárva) 2003-2006: „Változócsillagok az instabilitási sávban és az óriás ágon”, OTKA T042509, 14 MFt, társpályázó (tv: Szatmáry Károly) 2002. december - 2005. március: Postdoctoral Fellow in Stellar Oscillations, University of Sydney 20

Kiss L. László

Curriculum Vitae

2005. április - 2008. április: University of Sydney Postdoctoral Research Fellow, 205k AUD6 2003-2008: Denison Travel Grants, School of Physics, University of Sydney, 14,5k AUD 2008. május - 2010. december: University of Sydney RAVE Fellow 2009: „Stellar oscillations as a tool to identify planet hosting stars”, Australian Academy of Science/Scientific Visits to the USA Travel Grant, 7k AUD 2009: „CYCLOPS - A Better Way to Find Extrasolar Planets”, ARC LIEF, 350k AUD, társpályázó (tv: Chris Tinney) 2009: University of Sydney Bridging Grant, 50k AUD, témavezet˝o 2009-2012: „A csillagfejl˝odés kései állapotai”, OTKA K76816, 16,138 MFt, szenior résztvev˝o (tv: Szatmáry Károly) Összesített pályázati bevétel: kb. 156 MFt, ebb˝ol 57 MFt egyetlen pályázóként vagy témavezet˝oként, a többi társpályázóként. Témavezetés: Diplomamunka témavezet˝o (1998-2004, Szegedi Tudományegyetem): 8 diák PhD konzulens (2002-2005, Szegedi Tudományegyetem): 4 diák Diplomamunka (Honours) témavezet˝o (2003-2008, University of Sydney): 5 diák PhD témavezet˝o (2004-2008, University of Sydney): 2 diák Kutatási diákprojekt témavezet˝o (2004-2008, University of Sydney): 9 diák Szakterület, kutatási tapasztalatok: • Pulzáló változócsillagok asztrofizikája: vörös óriások, cefeidák. δ Scuti és RR Lyrae csillagok • Szoros kett˝oscsillagok kölcsönhatásai: nóva- és szupernóva-robbanások, fedési kett˝oscsillagok periódusváltozásai • Naprendszer kis égitestjei: kisbolygók és üstökösök fizikai paraméterei, forgási állapota. • Csillaghalmazok asztrofizikája: változócsillagok nyílt- és gömbhalmazokban, halmazkinematika. • Megfigyelési technikák: asztrometria, fotometria, spektroszkópia, interferometria. • Számítástechnika: nagy adatbázisok automatikus analízise, IRAF, IDL, Matlab, awk, FITS és OIFITS formátumok kezelése. Bibliográfiai adatok7 79 referált szakcikk magas impakt faktorú nemzetközi folyóiratokban: 25 els˝o szerz˝oként és további 15 legalább 50% hozzájárulással (az els˝o szerz˝o témavezetett diák) Kumulatív impakt faktor: ∼330 28 nem-referált/nem-ISI publikáció, 48 konferenciacikk 76 elektronikus körlevél (IAUC, MPEC, ATel) 230 ismeretterjeszt˝o cikk Független hivatkozások: 916 (607 referált szakcikkben, 309 egyéb publikációkban). Az ISI Web of Science 600, a NASA Astrophysical Data System 827 független idézést sorol fel. h-index: 15 (ISI)/16 (ADS) 6

1 AUD≈160 Ft A teljes életm˝u listája friss hivatkozási adatokkal elérhet˝o az MTA Köztestületi Publikációs Adattárában, a http://www.mtakpa.hu/kpa/kereso/slist.php?kozid=15622 címen. 7

21

Kiss L. László

Curriculum Vitae

22

Kiss L. László

Intézeti er˝oforrások

Az MTA KTM CSKI által a témára átcsoportosítani kívánt er˝oforrások Az Intézet jelen munkaterv számára az alábbi er˝oforrásokat kívánja átcsoportosítani: • Humán er˝oforrás - tudományos Az Intézet állandó kutatói állományából a következ˝ok csatlakoznak a programhoz, 0,3-0,5 FTE vállalással (zárójelben a program számára releváns tapasztalatokkal): – Dr. Szabó Róbert (Kepler és COROT fotometriai u˝ rtávcsövek, asztroszeizmológiai modellezés) – Dr. Benk˝o József (COROT, digitális fotometria a piszkéstet˝oi m˝uszerekkel, elméleti modellezés) – Nuspl János (Kepler, digitális fotometria, kett˝os rendszerek fizikája) A jelenlegi fiatalkutatók közül 0,2 FTE vállalással Kiss Zoltán csatlakozik, illetve várható egy új fiatalkutató teljes bevonása, legkés˝obb a futamid˝o második évét˝ol. • Humán er˝oforrás - muszaki ˝ A tervezett piszkéstet˝oi fejlesztések megkövetelik plusz egy f˝o muszaki ˝ személyzet alkalmazását, aminek finanszírozását 2010 második felét˝ol az Intézet vállalja. • Garantált muszerhasználat ˝ a futamid˝o alatt A Piszkéstet˝oi Obszervatórium éves fenntartási költségei jelenleg 20 MFt körüliek. Hozzávet˝oleg ugyanennyi anyagi befektetés indokolja a program támogatását garantált távcs˝oid˝ovel a három mátrai m˝uszeren. Az Intézet vállalja, hogy a futamid˝o alatt Kiss László kutatócsoportja a következ˝o távcs˝oid˝ok felett rendelkezik: – 50 cm-es Casssegrain: 60% – 60/90/180 cm-es Schmidt: 33% – 1m-es RCC: 25%, ahol a feltüntetett értékek a rendelkezésre álló éjszakák számára vonatkoznak, évszakonként egyenletes eloszlásban. Az Intézet távcs˝oid˝o-osztó bizottsága törekedni fog arra, hogy a három m˝uszer elosztása minden évben tegye lehet˝ové a folyamatos észleléseket, minimális egyidej˝uséggel a különböz˝o teleszkópok között. A m˝uszerfejlesztésekre fordított id˝oszakok a kutatócsoport számára garantált id˝o és a maradék intézeti id˝o között 50-50%-ban megosztva kerülnek elszámolásra. Újabb források bevonása esetén a fenti arányszámokat a témavezet˝o újratárgyalja az Intézet igazgatójával.

Budapest, 2009. március 19.

Balázs G. Lajos az MTA doktora, igazgató

23

Kiss L. László

Intézeti er˝oforrások

24

Kiss L. László

Költségvetés

Költségvetési javaslat éves bontásban Els˝o év – – – – – – –

Témavezet˝o illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 050 eFt Tudományos munkatárs illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 794 eFt Új CCD kamera az 1 m-es RCC-teleszkópra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 000 eFt Sz˝ur˝osor és új sz˝ur˝ováltó egység az új kamerához . . . . . . . . . . . . . . . . 2 000 eFt Az 50 cm-es Cassegrain mechanikai és optikai átépítése . . . . . . . . . . 9 000 eFt 10 TB kapacitású CORAID adattároló egység . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 500 eFt Számítástechnikai beruházás (egy nagy tárolókapaci- . . . . . . . . . . . . 1 400 eFt tású asztali számítógép, két, videotelefonálásra is alkalmas multimédiás laptop) – Készletbeszerzés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 eFt – Rezsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 294 eFt Összesen

47 238 eFt

Második év – Témavezet˝o illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 050 eFt – Tudományos munkatárs illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 794 eFt – Új CCD kamera a 60/90/180 cm-es Schmidt-teleszkópra . . . . . . . . 10 000 eFt – Sz˝ur˝osor és új sz˝ur˝ováltó egység az új kamerához . . . . . . . . . . . . . . . . 2 000 eFt – 10+ TB kapacitású CORAID adattároló egység . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 500 eFt – A Schmidt internetes távvezérelhet˝oségének kiépítése, I. fázis . . . . . 8 000 eFt – Utazási költségek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 000 eFt – Készletbeszerzés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 eFt – Rezsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 159 eFt Összesen

45 753 eFt

Harmadik év – – – – – – – –

Témavezet˝o illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 050 eFt Tudományos munkatárs illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 794 eFt A Schmidt internetes távvezérelhet˝oségének kiépítése, II. fázis . . . . 6 000 eFt Az RCC internetes távvezérelhet˝oségének kiépítése, I. fázis . . . . . . . 9 000 eFt Új adatfeldolgozó számítógép beszerzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 000 eFt Utazási költségek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 000 eFt Készletbeszerzés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 eFt Rezsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3614 eFt Összesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 758 eFt

25

Kiss L. László

Költségvetés

Negyedik év – – – – – – – –

Témavezet˝o illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 050 eFt Tudományos munkatárs illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 794 eFt Az RCC internetes távvezérelhet˝oségének kiépítése, II. fázis . . . . . . 6 000 eFt Konkoly Remote Operations Center (KROC) berendezése . . . . . . . . 6 000 eFt Számítástechnikai fejlesztés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 eFt Utazási költségek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 000 eFt Készletbeszerzés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 eFt Rezsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 394 eFt Összesen

37 338 eFt

Ötödik év – – – – – – –

Témavezet˝o illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 050 eFt Tudományos munkatárs illetményei és járulékai . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 794 eFt Spektroszkópiai m˝uszerbeszerzés az RCC-re (33%-os önrész) . . . . 15 000 eFt Számítástechnikai fejlesztés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 000 eFt Utazási költségek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 000 eFt Készletbeszerzés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 eFt Rezsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 734 eFt Összesen

41 078 eFt

˝ TELJES FUTAMIDORE ÖSSZESEN:

211 165 eFt

A költségvetés indoklása A személyi kifizetéseknél a közalkalmazotti bértábla alapján jártunk el, 13 havi fizetést feltételezve, 29%-os társadalombiztosítási és 3%-os munkaadói járulékkal, valamint 1500 Ft/hó étkezési jeggyel és 1950 Ft/hó egészségügyi hozzájárulással. A számítások alapjául a témavezet˝onek havi bruttó 874,600 Ft-ot, a tudományos munkatársnak 218,700 Ft-ot tételeztünk fel. A rezsi a teljes költségek 10%-a. A CCD kamerák, sz˝ur˝osorok és sz˝ur˝ováltók árbecsléséhez az AstroTech M˝uszer- és számítástechnikai KKT-t˝ol kapott árajánlatokra alapoztunk, melyek 230 Ft-os dollárárfolyammal készültek. A távcsövek mechanikai átépítéséhez, illetve a kupolák modernizálásához, az AstroTecht˝ol, valamint a DUORIS Épít˝oipari KFT-t˝ol kaptunk árajánlatokat. A számítástechnikai beruházásoknál az Intézet m˝uszaki igazgatóhelyettese által más pályázatokhoz nemrégiben készített költségvetési javaslatokra építkeztünk. Els˝o három évben az utazási költségeket az OTKA K76816 várható támogatásával csökkentve szerepeltettük. A költségbecsléshez els˝o évben kett˝o, a második évt˝ol évi négy külföldi utat tételeztünk fel, kett˝ot Európán belül, kett˝ot tengerentúli célpontokhoz (konferencia-részvétel, nagytávcsöves megfigyelés). A KROC árbecslése a piacon jelenleg elterjedt videokonferencia-rendszerek, kiegészít˝o számítógépek és egy konferenciaterem minimális szint˝u berendezési költségeit kombinálja (a technikai fejl˝odés üteme mellett nehéz pontos becslést adni több évre el˝ore). Az utolsó évben spektroszkópiai m˝uszerbeszerzésre fordított összeg a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics TRES spektrográfjának költségein alapul (F˝urész Gábor-Andrew Szentgyörgyi).

26

Kiss L. László

Költségvetés

Az akadémiai támogatástól független pályázati pénzek felhasználása Kutatócsoportunk az alábbi célok megvalósítására fog az akadémiai támogatással összemérhet˝o kutatási pénzeket pályázni küls˝o forrásoknál: • Humáner˝oforrás-fejlesztés: újabb posztdoktori alkalmazásokat tervezünk a kutatócsoport kib˝ovítése érdekében. A három mátrai m˝uszer által a futamid˝o második felét˝ol generált adatmennyiség mindenképpen indokolja 0,5-0,8 FTE vállalású posztdoktor(ok) bevonását, ami évente 5-10 MFt körüli személyi kifizetéseket igényel. • Nagyfelbontású spektrográf az 1 m-es RCC-n: az exobolygókra is érzékeny, nagypontosságú radiálissebesség-mérést lehet˝ové tev˝o spektroszkópiai m˝uszer teljes költsége mintegy 50 MFt, amihez jelent˝os küls˝o forrásokat fogunk igénybe venni. • Csatlakozás a SONG spektroszkópiai robottávcs˝o-hálózathoz: a SONG projekt célja egy speciális világméret˝u távcs˝ohálózat létrehozása, amellyel folyamatos, 24 órás lefedettség˝u spektroszkópiai megfigyelési kampányok válhatnak lehetségessé asztroszeizmológiai és exobolygós kutatási témákban. A jelenleg rendelkezésre álló EU-s források a hálózat legels˝o állomását fedik le, amely várhatóan 2011-re épül meg a Kanári-szigeteken. Távlati cél 6-8, a földrajzi hosszúság szerint egyenletesen eloszló állomás létrehozása, identikus m˝uszerekkel mindenütt. A költségbecslések egy teljes állomás költségét (építés, távcs˝o, spektrográf) 1,5 millió USD-re teszik. Célunk egy állomásban legalább 25%-os partnerré válni, amihez mintegy 80 MFt-os hozzájárulás szükséges.

27