Előfizetés a lapra

Egy fiatal tudományág fiatal képviselője

A hét kutatója, asztrofizika, fizika, galaxiskatalógus, gravitációs hullám, interjú

2019/02/27

Dálya Gergely 2015 nyarán csatlakozott az ELTE Atomfizikai Tanszékén működő Eötvös Gravitációs Kutatócsoporthoz és szeptember közepén fel is fedezték a gravitációs hullámokat! A történelmi eredményt az a LIGO Kollaboráció érte el, melynek az ELTE-s csapat is tagja. Természetesen mi nem ezeket az összefüggéseket szeretnénk elemezni, inkább arról beszélgettünk, hogy egy fiatal kutatónak milyen lehetőségei és milyen jövője van egy szintén nagyon fiatal tudományágban, a többcsatornás csillagászatban.

(Trupka Zoltán felvétele)

– Mindig is gravitációshullám-csillagász szeretett volna lenni vagy máshogy kezdődött?

– Először fizikus szerettem volna lenni, aztán asztrofizikus. Az volt a célom, hogy önálló kutatást végezhessek élvonalbeli témákban, ahol valami új dolgot lehet vizsgálni. Ez a gravitációs hullámokkal sikerült is. De középiskolásként még a Kutató Diákok Mozgalmában az MTA Csillagászati Kutatóintézetében Szabó Róberttel kezdtem dolgozni. A Kepler Űrtávcső adatai alapján pulzáló csillagok körül próbáltunk exobolygókat kimutatni. A BSc-s szakdolgozatomat is erről írtam. Aztán jobban kezdett érdekelni a relativitáselmélet és a kozmológia. Az ELTE-n Raffai Péter tanított nekünk asztrofizikát, őt kerestem meg. Kaptam egy próbafeladatot, ami lényegében ugyanaz volt, amit ma is csinálok.

– Ezek szerint megfelelt a próbán.

– Azt hiszem igen. Galaxiskatalógust fejlesztünk a LIGO Kollaboráció és a partnerek számára. Ez azért hasznos, mert a gravitációs hullámoknak elég nehéz meghatározni a forrását az égbolton. Jó esetben is több száz négyzetfokos égterületet tudunk behatárolni, ami túl nagy. Ha elektromágneses sugárzást, például fényt is várunk, akkor elég pontosan kell tudni, hogy merre állítsuk be a teleszkópokat. Már csak azért is, mert elég halvány objektumokról van szó. Az elektromágneses jelek tipikus időskálája 1-2 hét a modellek szerint. Ennyi időn keresztül lehetne észlelni az utófényt, ami nem feltétlenül elég arra, hogy azt az égterületet átvizsgáljuk. Ilyen eseményeket neutroncsillagok összeolvadása kelt, amelyek csak galaxisokban történhetnek, úgyhogy ha egy adott égterületen belül ismerjük az összes galaxis pontos pozícióját, akkor elég ezeket figyelni. A galaxisokat sorba is tudjuk rendezni. Ha felállítunk egy modellt arra, hogy a neutroncsillag kettősök milyen típusú galaxisban valószínűbbek, akkor a vizsgálatot ezekkel kezdjük. Hamarabb megtaláljuk az utófényt és sokkal több információt tudunk begyűjteni.

– Korábban nem volt ilyen katalógus?

– Volt, de amit használtak, az csak körülbelül 50 ezer galaxist tartalmazott. Viszont ahogy fejlesztik a detektort, úgy nő az érzékenysége, és már akkor is messzebbre látott ennél, amikor elkezdtem a témával foglalkozni. Több korábbi galaxiskatalógus és égboltfelmérő program adataiból hoztuk létre az adatbázisunkat, ami most körülbelül 3 millió galaxist tartalmaz. Tavaly augusztus 17-én észlelték az első neutroncsillag összeolvadást, és amikor kiment a riasztás a LIGO elektromágneses partnereinek, akik a megfigyeléseket végzik, akkor én is kiküldtem a lehetséges forrásgalaxisok listáját valószínűség szerint sorba rendezve. Sokan ez alapján kezdték észlelni a célpontokat és ez alapján találták meg az utófényt. Vannak más katalógusok is, de a mienket használták a legtöbben.

A katalógus fejlesztése persze tovább folyik. Újabb égboltfelmérő programok vannak, még távolabbi galaxisokat fedeznek fel, tovább pontosítják az eddigi adatokat, új paraméterek kerülnek bele egy-egy objektumról stb. Mindez további hasznos információkat ad a kereséshez.

– Részt vesz abban a kutatásban is, melyben gravitációs hullámok segítségével a világegyetem tágulásának ütemét pontosíthatják.

– Ez is köthető a katalógushoz. Az univerzum tágulását leíró Hubble állandóról van szó, amelynek meghatározására jelenleg két egymástól független mérési módszert használnak. Az egyik a kozmikus háttérsugárzás teljesítményspektrumából ered, a másik távoli szupernóvarobbanások észlelésével kapcsolatos. Jelenleg azonban hibahatáron belül nincs egyezés a kettő között. Ezért fontos, hogy legyen egy harmadik, független módszer, amivel igazságot tudunk tenni és lássuk, hogy mit kell módosítani a kozmológiai elméleteken. A többcsatornás csillagászati észlelés, vagyis, hogy ugyanazon forrásból észlelünk gravitációs és elektromágneses hullámokat, lehetőséget teremt arra, hogy kiszámoljuk egy harmadik módszerrel is a Hubble-állandót. Persze egy észlelésből még nem lehet eldönteni, melyik a valódi érték. De bízom benne, hogy ha jövőre újra indulnak a detektorok, elegendő többcsatornás észlelés lesz a kérdés eldöntéséhez.

– Mit várnak az új mérési időszaktól?

– Még nagyobb lesz a detektorok érzékenysége, a zajszintet is tovább csökkentik, ezért körülbelül 20 százalékkal messzebbre fogunk látni, ezért valószínűleg havonta egy gravitációs-hullám észlelésre számítunk. Bízom benne, hogy lesznek köztük újabb neutroncsillag összeütközések is, számomra ezek az igazán érdekesek. Amiben még bizakodnak a kutatók, hogy előbb-utóbb szupernóva robbanás keltette gravitációs hullámok jeleit is észlelni fogják. Ez azonban sokkal nehezebben modellezhető, mint a feketelyuk kettősök összeolvadása, emiatt sokkal nehezebb őket kimutatni. De, ha a Tejútrendszerben vagy egy közeli galaxisban történne, azt már tudnánk detektálni.

– Napjaink nagy problémája a Big Data. Önök hogyan tudják majd kezelni a beérkező adatmennyiséget?

– Szerintem nagy kihívás lesz. A közeljövőben, olyan gyakoriak lesznek a detektálások, hogy nem tud a kollaboráció mit kezdeni vele. És itt nem csak a valódi jelekre gondolok. Az elmúlt megfigyelési időszakban is nagyon sok téves riasztás történt, és nekünk, kutatóknak ilyenkor is ki kellett elemeznünk és megbizonyosodnunk róla, hogy nem gravitációs hullámról volt szó. Ez elég sok időt elvesz. Téves jelek továbbra is lesznek, emellett viszont egyre gyakoribbak lesznek a valódiak. Ezek alapos elemzése, a megfelelő következtetések levonása és publikálása több hónapig is tarthat. Igazából eddig szerencsénk volt, hogy nem jöttek túl sűrűn a felfedezések, mert volt időnk az adatok feldolgozására. Ha sűrűsödnek az események, át kell szerveznünk a munkánkat. Csak az érdekesebb jelekre koncentrálunk, vagy több dolgot kell automatizálni. A másik kihívás, hogy publikusak lesznek a LIGO adatai. Nem csak azok számára lesznek elérhetők, akik a szerződések szerint végzik az elektromágneses megfigyelést. Mások is belelátnak majd az adatokba, persze kis időkéséssel a LIGO tagjaihoz képest. De ez is sürgetni fogja a kutatókat, különösen, ha egy olyan érdekes jel érkezik, amiből messzemenő következtetéseket lehet levonni. Igaz, hogy folyamatosan nő a kollaborációban résztvevők száma, de szerintem nem nő olyan ütemben még, hogy ezeket a folyamatokat kompenzálja. Úgyhogy várjuk a fiatalokat.

– Ön is fiatal és a többcsatornás csillagászat is nagyon fiatal tudományág. Hogy látja a saját jövőjét ezen a téren?

– A következő évtizedekben a csillagászat egyik meghatározó része lesz ez a terület, emiatt is maradnék ezen a téren. Most doktorandusz vagyok, és ha végzek, szeretnék kimenni Amerikába, a LIGO-hoz néhány évre. Bár itthon sem vagyunk versenyhátrányban, hiszen ugyanúgy hozzáférünk az adatokhoz, de a mi szakmánkban nagyon fontos kapcsolatokat építeni, szélesíteni a látókörünket. Ezért célszerű néhány évet eltölteni egy vezető kutatóintézetben. Aztán a megszerzett tudást, ötleteket, új megközelítéseket haza tudjuk hozni, és esetleg itthon alapíthatunk egy új kutatócsoportot. Erre több példa is van tanszékünkön.

Trupka Zoltán

2018/28