Rádióteleszkópok

A már sokat említett továbbképzésen egy Új-Mexikóban SalsaJ programmal.

Az Új-Mexikóban lévő rádióteleszkóppal készítettünk képet. Az előadó előre lefoglalta két teleszkópon egy-egy órát, pont akkor, amikor nekünk az előadást tartotta. Majd a szokásos szélessávú internetkapcsolaton keresztül egy kiszemelt objektumra vezéreltük a teleszkópot, majd fényképeztünk. Több szűrővel, több objektumot: csillagokat, csillagködöket. Felejthetetlen élmény volt. Majd a képeket feldolgoztuk a

Az expozíciós idő elég hosszú, akár több perc is lehet. Így az osztályban, ha valakinek lehetősége nyílik fényképezni, jól meg kell szervezni, hogy ne fulladjon unalomba, és rendetlenkedésbe a csillagfényképezés. Ez szerintem megoldható, nagyon megéri. Az elektronmikroszkóppal a nagyon apró dolgokat fedezhetjük fel, itt pedig a nagyon távoli dolgokról kapunk képet...



Ahhoz, hogy tanítási időben tudjuk vizsgálni a csillagos eget, praktikusan nem európai teleszkópot érdemes választani. Bár szakkör keretein belül elképzelhető, hogy utóbbi is megoldható.

A Faulkes és Tzec Maun rádióteleszkóphoz nagy valószínűséggel nem kap magyar ember egyhamar jogosultságot. Lehet még próbálkozni az izraeli  Baraket Observatory-nál, és a Telescopes in Education (TIE) szervezetnél is. Utóbbinak az ausztrál és chilei rádiótelescopjaikat lehet használni.

A MicroObservatorynál még próbálkozom. 4 hónapra lehet itt jogosultságot kapni, értelemszerűen 4 hónaponta így jelentkezni is kell. A legközelebbi határidő április 15. Itt mintha lenne esélyem. Majd beszámolok.

Ha esetleg valaki tud még olyan rádióteleszkópot, ahol van esély jogosultságot kapni a fényképezéshez, kérem szóljon! Valószínűleg sokunkat érdekelné.

Szoftver csak haladóknak

A SalsaJ szoftver már tipikusan azok a programok közé sorolható, amivel igazán izgalamas dolgokat lehet csinálni, de már egy általános tanmenetű osztály órakeretébe szerintem ez nem szorítható be. Viszont fizika tagozaton lehet vele mérést csinálni, szakkörön is el lehet vele játszadozni, vagy csak úgy saját szórakoztatásunkra is megismerhetjük.

Ezzel a programmal is a már sokat említett ESA/GTTP továbbképzésen ismerkedtem meg. A European Hands-On Universe (EU-HOU) honlapjáról ingyenesen letölthető, Java alapú program.

A File és Edit menüpontok alatt a szokásos dolgokat találhatjuk (Nyitás, Mentés, Nyomtatás, Másolás, Kivágás stb...). Sok olyan parancs van, amiről első ránézésre minden gyakorlott felhasználó rögtön tudja, hogy mire való. Ezekről nem beszélnék. Néhány, a programra jellemző felhasználást emelnék csak ki.
A SalsaJ-vel mindenféle képfile-okat lehet megnyitni, lehet vele szerkeszteni, analizálni. A csillagászatban elterjedt, a rádióteleszkópokkal készített file-ok kiterjesztése FITS, azaz fts. Ez lényegében annyival több egy gif-nél, hogy rengeteg adat van a képről, amit az Image>Show info... pontban nézhetünk meg. Kiolvashatjuk itt, hogy mivel, hogyan, mikor, mennyire, milyen színű szűrővel, mekkora páratartalom mellett készült a kép..stb. Talán még a készítő szeme színe is bele van írva.
Ha megnyitunk egy képet, az első feladatunk az, hogy a fényerősségen és színek egyensúlyán kell megnéznünk, hogy nem kell-e változtatni. Ezt az Image>Adhjust>Brightness&Contrast alatt érhetjük el.  Van, hogy semmi sem látszik a képen, de akár az Auto rányomásával előtűnhet például egy galaxis.
Az Image utolsó menüpontja a Lookup Tables. ez megmutatja, hogy a fényerősség és a színnek mi a kapcsolata.

A Stacks menüponttal egymásutáni képeket rakhatunk össze kis mozgóképpé, amit aztán akár avi formátumba is elmenthetünk. A fekete lyukról írt régebbi poszt mozgóképe is ezzel az eljárással készült.

Szerintem az egyik leglátványosabb dolog, amikor három különböző (piros, zöld és kék) színszűrővel készült képet összeillesztünk egy színes képpé. Ezt úgy tehetjük meg, hogy miután megnyitottuk a három alap fits file-t, javítottunk a kontrasztjukon, akkor az Image>Color>RGB Merge parancsot indítjuk el. Ekkor kéri, hogy melyik file melyik színszűrővel készült, amit ugye a Show info-ban tudhatunk meg, majd el is készíti a képet nekünk. Ezt a három folyamatot összemontíroztam eggyé. Ez tipikusan olyan dolog, amivel szerintem bárki szívesen foglalkozna fizika órán.

Végezhetünk egyszerű méréseket is a SalsaJ használatával. Megmérhetjük kráterek, napkitörések, galaxisok, holdak nagyságát, területét. Mindezt az asztalon lévő Line Tool (és Rectangular Tool) segítségével. Amit akarunk, arra kihúzzuk, mint egy centit. Az Analyze>Mesure menüt kell megnyomni minden egyes mérés után. Az adatokat pixelben kapjuk. A pixel és hosszúság közötti kapcsolatot pedig a már ismert Show info alatti adattengerből bogarászhatjuk ki. Szerintem ez ideális mérési feladat kicsit jobban érdeklődő diákok számára.

Ha bármit megnyitunk a SalsaJ-vel, akkor az új ablakokat ad ki az Asztalra. Ez a fajta szemetelés engem néha zavar, bár a Window menüpont segít a programhoz tartozó ablakok elrendezésében, de azért ebből volt már nekem zűröm...véletlenül nyitva maradt egy ablak, ami teljesen különbözött azoktól, amiket be akartam gyűjteni egy mozgóképbe. Sehogy se csinálta meg nekem a mozgóképet. Mire rájöttem....na, tehát erre figyelni kell.

Legyen ennyi most ízelítőül a programról. Nekem nagyon tetszik. Egyszerű, könnyen kezelhető, gyors, és az eredmény látványos.

Az EU-HOU oldalán találhatóak középiskolásoknak szánt mérési feladatok: krátereket mérhetünk, fekete lyukat kereshetünk, galaxisok nagyságát mérhetjük meg, elkészíthetjük saját HR diagrammunkat is. A részletes leírások mellett megtalálhatóak a szükséges fits file-ok is.

Ha pedig csak szép képeket szeretnénk készíteni? (Például Valentin-napra...he-he) Akkor honnan szerezhetünk ilyen jó kis fits file-okat?!
Vagy készítünk saját magunk rádióteleszkóppal (erről majd később írok), vagy mások képeit tölthetjük le.

• Talán a legjobb gyűjtemény a Faulkes Telescope archívumáé. Itt akár névre, típusra, szűrőkre is kereshetünk.


• Az Observatório Astronómico portugál oldalon pedig találhatunk képeket a Napról. Állítólag más képek is kinyerhetőek innen, nekem még nem sikerült.


• Mindenféle képeket kaphatunk gif és fits formátumban a MicroObservatory-tól ömlesztve. Ha nagyon "vendégek" vagyunk a témában, akkor készítsük el a képünket itt, és elküldik nekünk emailen.

Remélem a programmal ismerkedőknek hasznos bejegyzés volt a mai. Akik pedig csak kedvtelésből járnak errefelé, remélem ők sem bánták ezt a kissé szárazabb bejegyzést.

A kimondhatatlan H-R diagram

Az alábbi kis, de annál ütősebb animációt a Hubble távcső készítette az Omega Centauri gömbhalmaz közepéről. Az w Centaurit sajnos csak a déli féltekről lehet megfigyelni, Magyarországról nem.

Ez a Tejútrendszer legfényesebb, még szabad szemel is látható csillaghalmaza: viszonylag kis helyen több száz millió csillag taláható. Valószínűleg a gömb közepén egy fekete lyuk van. A következő animációban a Hubble színes képén lévő csillagokat először szín, majd fényesség szerint osztályozzák. Így végül megkapjuk az elméleti úton alkotott Hertzsprung-Russell diagramot. Ezen a csillagok életútját lehet végigkövetni.



A kis fényerejű, hideg objektumok a fehér törpék, a mi Napunk a főágban tartózkodik, az 1-es fényintenzitást választottuk neki. Ezen a diagramon fog végigmenni a Napunk is. Jobb fent láthatjuk a vörös óriásokat.

A Hubble oldaláról letölthető egy Power Point vetítés is, ami a fenti animációt mutatja be (angolul) lépésről-lépésre, majd a végén elemzi is, hogy hol melyik típusú csillag van a diagramon.

A Hands-on Universe oldalán találhatunk egy részletes leírást, hogy az ingyenes, és már említett SalsaJ programmal hogyan tudjuk elkészíteni a saját HR diagramunkat. Ez tökéletes kis feladat lehet a programot használó szakkörös diákoknak.

Ott a fekete lyuk!

A fekete lyuk nevével ellentétben nem lyuk, hanem egy bolygó. Iszonyatos tömegvonzással. A közepében egyetlen egy pontba összesűrűsödött anyag van, ahol a sűrűség, téridő-görbület végtelenné vált. Körülötte pedig van egy gömb alakú térrész, az un.  eseményhorizont , ahol a gravitáció olyan erős, hogy onnan sem anyag, sem fény nem szabadulhat ki.
Érdekes kitérő azon gondolkodni, hogy mi történne valakivel, aki az eseményhorizontot megközelíti, esetleg át is lépi. A kedvencem, hogy ekkor fellép a spagetti-hatás: a láb és a fej között olyan óriási a különbség a gravitációs tér erősségében, hogy ez a differencia valósággal megnyújtja az űrutazót, s három térbeli dimenzióját egyre akarja csökkenteni. De most nem erről szeretnék beszélni. Ha érdekel a téma bővebben, akkor itt olvashatsz róla.

Tehát nehéz megfigyelni a fekete lyukat, mert az útjába kerülő fényt mind beszippantja. De a hatása megfigyelhető. Először itt ez a kissé hosszú, de alapos, kissé amerikai videó:

Majd itt ez a kissé hatásvadász videó. Rettentően misztikus, és úgy érezhetjük, hogy ezt tényleg csak a csillagászok képesek megérteni, de egyben felkeltheti az érdeklődést is:

Kevésbé látványos a következő videó, de a lényeg benne van:

Valójában ez a videó nem más, mint rádió távcsövekkel infravörös tartományban készített képek egymásutánja csillagokról a Tejútrendszerünk közepén. A készítés dátuma a bal felső sarokban látszik, tíz évet ölel fel. Ha kiválasztunk egy csillagot, amelyik az elképzelt középpont körül mozog, és minden egyes képen megjelöljük a pozícióját, akkor végül egy ellipszis pályát kapunk! Kepler I törvénye, nem csak a Nap körül keringő bolygókra, hanem fekete lyukak körül keringő csillagokra is érvényes, azaz lennie kell ott valaminek! Amit nem látunk, ami körül keringenek a csillagok: az a fekete lyuk! Méghozzá nem is akármekkora: négymilliószor nagyobb a Napunk tömegénél.

A képeket az ingyenesen letölthető SalsaJ programmal lehet összeilleszteni és így a fenti egyszerűbb mozgóképet kapjuk meg. Erről a programról még írok. A kiválasztott csillag pozícióját megtudjuk, ha rávisszük a kurzort, mert a helyzetét kiírja a program. Majd ezt én a GeoGebra (szintén ingyenes) programmal bevittem, és kúpszeletet illesztettem rá. Az eredmény itt látható:

A kép file-ok, az eljárás részletesebb ismertetése háttérrel, képekkel, és a feketelyuk tömegének kiszámításával a hands-on-univers oldalán elérhető.