Konferencia Potsdamban

Május végén (20. és 22. között) részt vettem egy Potsdamban megrendezésre került konferencián, a 99 years of Black Holes - from Astronomy to Quantum Gravity-n.

Ez egy COST (European Cooperation in Science and Technology) akció záró rendezvénye volt. A COST célja, hogy európai tudósok együttműködését támogassa, ezért különböző konferenciák, workshopok, iskolák rendezését, illetve egyes kutatók más intézménybe való látogatását támogatja, így is segítve elő a közös munkát.

Az MP0905 jelű, Black Holes in a Violent Universe című akció az első csillagászati témájú COST projekt volt. Jobb híján a Materials, Physics and Nanosciences terület alá sorolták be. Elnöke, szervezője és kitalálója Silke Britzen. A projekt 2010 januárjában indult és most júniusban zárult le. Potsdamban a tudományos konferencián kívül az utolsó nap (a management bizottság póttagjaként) meghallgathattam az egész, több éves munka összefoglalóját. Az volt az érzésem, hogy a COST-ot képviselő külső tanácsadó testület kifejezetten elégedett volt az elért eredményekkel. (A kutatók nagy része pedig sajnálkozott, hogy nem folytatódhat tovább ez a program. Ez a COST alapszabálya miatt nem lehetséges, de egy hasonló fekete lyukakkal főként elméleti síkon foglalkozó projekt szervezése már elkezdődött).

A konferencia tudományos szekciójában mind hosszabb, áttekintő (review) előadások, mind rövidebb friss eredményeket bemutató prezentációk helyet kaptak. A tárgyalt témák is változatosak voltak: fekete lyukak minden méretben, a kvantumostól a szupermasszívig; mind elméleti, mind megfigyelési adatokra fókuszáló munkák. A legelső pedig egy igazi interdiszciplináris előadás volt, amiben Jürgen Renn (a berlini tudománytörténeti Max Planck intézet munkatársa) beszélt arról a nem teljesen nyílegyenes folyamatról ahogy Albert Einstein lefektette az általános relativitáselmélet alapjait.

A szupernagytömegű fekete lyukak témakörében Eduardo Ros áttekintette a COST program négy éve alatt, annak támogatásával létrejött tudományos eredményeket. Lutz Wisotzki előadásában összefoglalta, hogy jelenleg milyen korrelációkat ismerünk, fogadunk el, vagy gyanítunk, hogy létezhet a galaxisok középpontjában lévő fekete lyukak tömege és a galaxis egyéb tulajdonságai között és milyen mértékben lehet ezt feedback jelenségekkel (ide tartozik például amikor az aktivitás, az aktív galaxismag hatására megváltozik a csillagkeletkezési ráta az anyagalaxison belül, vagy akár egy galaxishalmazban a galaxisközi anyag rendeződik át egy erős jetnek köszönhetően) magyarázni. Az előadó egyik cikke számos közeli AGN becsült tömegét tartalmazza; az ilyen minták sokszor igen hasznosak lehetnek, nem árt feljegyezni a cikk elérhetőségét. A másik érdekes friss eredmény, hogy szerzőtársával megmutatták, a fekete lyuk tömege és a anyagalaxisának központi dudora (bulge) között lévő korreláció különböző kozmikus időszakokban ugyanolyan volt. Korábban több szerző is úgy találta, hogy nagyobb vöröseltolódású galaxisok esetében a korreláció alakja változik, de Wisotzkiék megmutatták, hogy ha a méréseket befolyásoló különböző kiválasztási effektusokat megfelelően veszik figyelembe, akkor eltűnik ez az effektus.

Herman Verlinde és Steve Giddings a fekete lyukak Hawking sugárzása illetve az ennek kapcsán felmerülő paradoxon feloldásának lehetőségéról és a fekete lyuk által tárolt, elnyelt és kibocsátott kvantum információról beszéltek. A két elméleti szakember gyökeresen különböző álláspontot képviselt a témában, élénk vita is kialakult. Mindenesetre azt meg kell jegyezni, hogy habár mindketten fekete-öves elméleti szakemberek, hihetetlenül érdekes és közérthető előadásokat tartottak.

Andreas Eckart, ahogy ő nevezte, galaktikus időjárás-jelentést tartott: a Tejútrendszer középpontjában egyelőre továbbra is meglepően nyugodt az idő. Ez némi szomorkodásra adhat okot, hiszen a G2 felhő a legfrissebb modellszámítások szerint a központi fekete lyuk közvetlen környezetében tartózkodik (illetve nagyjából huszonöt-, harmincezer évvel ezelőtt volt ott) és mindenki abban reménykedik, hogy az arról leszakadó darabok felpörgethetik az akkréciót, kicsit aktívabb állapotba juttatva a Tejútrendszerben lévő egymillió naptömegű, jelenleg nyugodt fekete lyukat. A megközelítés másik hatása a csillagkeletkezés beindulása lehet a gázfelhőben, legalábbis szimulációk ezt mutatják. Ez magyarázatot adhat a G2-ben felfedezett (és azóta újabb méréssel megerősített) poros csillagszerű objektum (dusty stellar object) keletkezésére is.

Szintén a Tejútrendszerben található szupernagytömegű fekete lyuk volt a témája Vincent Fish előadásának, aki összefoglalta az Event Horizon Telescope projekt jelenlegi állapotát. Egy korábbi blogbejegyzésemben említettem már ezt a témát. Többek között az ALMA rendszert, mint egyetlen hatalmas antennát is be szeretnék kötni az EHT rendszerébe. Az első VLBI tesztek már idén megindulhatnak az ALMA-nál. És azóta meg is érkezett a hír, hogy megkezdődtek a hidrogén mézer beszerelési munkái, amelyek lehetővé teszik majd, hogy az ALMA antennái egyetlen nagy műszert formálva működhessenek.

Cristopher Reynolds az AGN-ek röntgentartományban történő megfigyeléséről tartott egy alapos és rendkívül élvezetes összefoglaló előadást. A röntgenmérések lehetőséget adnak arra, hogy a szupernagytömegű fekete lyukak spinjét meghatározzuk. Jelenleg 20 objektum spinjét ismerjük, de a röntencsillagászat kifejezetten fényes jövő előtt áll. A NuSTAR műhold két éve működik (tökéletesen) és a közeljövőben várható a japán ASTRO-H, az amerikai NICER és az indiai ASTRO-SAT felbocsátása, a kissé távolabbi jövőben pedig az Athena nagy, európai röntgen projekt ígérkezik izgalmas előrelépésnek. A minél több AGN spinjének megmérése több okból is nagyon fontos lenne. Például a spin nagysága utalhat az AGN kialakulásának módjára: a gyorsan forgó AGN-ek anyagbefogás útján hízhattak meg, míg az alacsonyabb spinű AGN-ek fekete lyukak összeolvadásával jöhettek létre. A másik érdekes kérdés, hogy van-e összefüggés a rádió-hangosság és a spin között. Korábban azt gondoltuk, hogy a nagyobb spinnel rendelkező AGN-eknek van erőteljes jetjük, ezek a klasszikus rádióhangos források. A jelenlegi, egyelőre sovány, 20 fős minta alapján viszont úgy tűnik, hogy a megoldás nem ilyen egyszerű. 

Kettős AGN-ek témakörében Edi Bon egy érdekes, újonnan felfedezett nagyon kis szeparációjú feltételezett kettősről, Vladimir Bozhilov (az előadás időpontjában még doktorandusz hallgató volt, a konferencia utáni héten védte meg értekezését) pedig a jól ismert, régóta kettősnek gyanított, OJ287 polarizált optikai sugárzásának monitorozásáról beszélt. Luciano Rezzolla fekete lyukak összeolvadásával kapcsolatban végzett numerikus szimulációk legfrissebb eredményeit mutatta be. (Róla már írtam itt a blogon.) Többek között azt is, hogy milyen hatással van a két fekete lyuk spinjének egymáshoz viszonyított nagysága és iránya az összeolvadás után létrejött fekete lyuk sebességére. 

Számos előadás foglalkozott a csillagtömegű fekete lyukakkal, illetve hallottunk pár feltételezett átmeneti tömegű (tíz- illetve százezer naptömegű) fekete lyukról is. Marianne Heida doktorandusz ezen (relatíve) kisebb tömegű fekete lyukak tömegmérésének nehézségeiről beszélt. A csillagot és fekete lyukat tartalmazó rendszerek közül az ULX-ek (Ultraluminous X-ray source) esetén merült fel, hogy ezeknél a fekete lyukak a közepes mérettartományba eshetnek. A tömeget úgy lehetne megbecsülni (illetve az inklinaciót is tartalmazó tömegfüggvényt), ha a kettős csillag tagjának színképvonalaiból mérnének radiális sebességet. Ez azonban nagyon nehéz, mivel az akkréciós korong optikai tartományban általában túlragyogja a csillagot. Heida viszont olyan rendszereket keres, ahol a társcsillag vörös óriás ezért a közeli infravörös tartományban is megfigyelhető; itt tehát elméletileg lehetséges lesz a fekete lyuk tömegének becslése.

Felix Mirabel előadásában kitért arra az érdekes kutatási irányra, hogy vajon a korai Univerzumban létező és akkretáló csillagtömegű fekete lyukak, hogyan járultak, járulhattak hozzá a Világegyetem reionizációjához.

A konferencia kapcsán ellátogattuk az Albert Einstein Tudományos Parkba, ahol több kutatóhely is található (a Német Földtudományi Intézet, a Potsdami Leibniz Asztrofizikai Intézet, az Alfred Wegener Sark- és Tengerkutató Intézet és a Potsdami Klímakutató Intézet). Itt az Einsteinturmot (Einstein torony) és a nagy lencsés távcsövet (Große Refraktor) néztük meg. Ez utóbbi 1899-ben a világ legnagyobbja volt.

1904-ben ezzel a műszerrel fedezte fel Johannes Hartmann a csillagközi anyagot kettős csillagok színképeit vizsgálva. A tükrös távcsövek megjelenésével és elterjedésével párhuzamosan fokozatosan vesztette el a műszer a jelentőségét. 1945-ben az épületet bombatalálat érte, helyreállították és még 1968-ig használták a távcsövet. Utána viszont elhanyagolták, beázott az épület, rozsda marta szét a fémet. 1997-ben hoztak létre egy alapítványt, amelynek sikerült gyönyörű szépen helyreállítani mind a műszert, mind a kupolát is. Jelenleg bemutató műszerként hasznosítják.

Az Einstein tornyot az 1920-as években építették Erich Mendelshon tervei alapján.

Érdekes-mesés-fura formája van (engem a Gyűrűk ura hobbit házaira emlékeztet némileg), ha jól tudom ez az úgynevezett organikus építészet :) Ugyan Einstein sohasem dolgozott itt és a naptávcsővel végül is nem végeztek relativitáselméletet bizonyító kísérletet (bár eredetileg ezért épült volna) a név megmaradt - amúgy turisztikai okokból sem tűnik rossz választásnak. A toronyban ma is naptávcső van, amit használnak is.