Porholdra vadásznak a sivatagban

Magyar kutatóknak az afrikai sivatag tiszta éjszakai égboltján ismét sikerült megerősíteniük a rejtélyes csillagászati jelenség létezését. Az eredményhez egyedülálló polarizációs távcsövük segítségével jutottak, amelyet kifejezetten a bolygóközi por poláros szórt fényének namíbiai vizsgálatához fejlesztettek ki.

A Kazimierz Kordylewski lengyel csillagászról elnevezett porhold hagyományos fényképezéssel (fotometriával) csak alig, képalkotó polarimetriával viszont hatékonyan észlelhető az éjszakai, felhőmentes égbolton.

A magyar fejlesztésű, hordozható képalkotó polariméteres távcső az Isabis Asztrofarm egyik teleszkópállványán.
Fotó:  Horváth Gábor

Ha két, egymás körül keringő égitest úgynevezett L4 és L5 Lagrange-féle librációs pontjainak egyikébe helyezünk egy porszemet, akkor az a két égitesttel teljes szinkronban kering, s ha kissé ki is mozdul onnan, akkor is a pont közelében marad, egyfajta mechanikai csapdába esve. Az égi porszívóként működő két egyensúlyi (stabil) librációs pont az idők során összegyűjti a bolygóközi port, amely a dinamikusan változó két Kordylewski-porholdat alkotja. 

A porholdakon szóródó napfény poláros, ezért e holdak képalkotó polarimetriával jól kimutathatók és tanulmányozhatók.

E porholdakat az 1960-as években fedezték fel, ám kettőt közülük sokaknak nem sikerült még fotometriával sem megfigyelni, így a csillagászok között eluralkodott az a nézet, hogy talán mégsem léteznek. A szkepticizmust fokozta, hogy a Nap gravitációs hatása megbontja az L4 és L5 pontokbeli tömegek stabilitását, ami ellehetetlenítheti a porholdak hosszú távú fönnmaradását. Képalkotó polariméteres távcsővel magyar kutatók (Slíz-Balogh Judit, Horváth Gábor, Mádai Attila, Sári Pál és Barta András) 2017 és 2022 között elsőként észlelték az L4 és L5 Kordylewski-porholdak polarizációs mintázatait, igazolva ezzel a létüket.

A kedvezőtlen magyarországi asztroklíma miatt évekbe telt, míg Slíz-Balogh Judit badacsonytördemici magánobszervatóriumának polarizációs teleszkópjával mérni tudták a bizonyításhoz szükséges optikai jeleket. A vadászat színhelyéül a kutatók ezért olyan régiót kerestek, ahol kisebb a fényszennyezés és gyakoribb az aeroszolszegény, felhőtlen éjszakai égbolt. Így esett választásuk Namíbiára, ahol 2020-ban az 1800 méter magasan elterülő Khomas-fennsíkon épült ki az Isabis Asztrofarm Joachim Cranz magánbirtokán.

Az ötfős magyar kutatócsoport (Horváth Gábor fizikus, Slíz-Balogh Judit csillagász, Mádai Attila, Sári Pál és Mitró Ilona gépészmérnökök) 2023. július 18. és augusztus 17. között éjjelente végzett csillagászati polarizációs méréseket a birtokon. Első eredményként sikerült lencsevégre kapniuk az L5 porhold polarizációs mintázatait. Az eredményről a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society folyóiratban számoltak be.

A mérésekhez különleges távcsőre is szükség volt, ezért a 2022-ben alakult HUN-REN-ELTE Asztropolarimetria Kutatócsoport felépített egy speciális polarizációs távcsövet. Az egykamerás, forgóanalizároros képalkotó teleszkóp különlegessége, hogy nem helyhez kötött, könnyen hordozható és látómezeje két nagyságrenddel nagyobb a földi polariméteres távcsövekénél. Jelenleg egyedül a magyar kutatók rendelkeznek ezzel a típusú távcsővel, amelynek továbbfejlesztett változatát legalább négyszer tervezik még használni az Isabis asztrofarm magyar mérőkampányain.

Az Asztropolarimetria Kutatócsoport 66 hónap futamidejű, “Hordozható képalkotó polariméteres csillagászati távcső építése és a Föld kedvező asztroklímájú területein történő alkalmazásai, különös tekintettel a Kordylewski-porholdakra” című kutatási programját a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat HUN-REN-ELTE-0116607 pályázata támogatja.