Magyarország, 1982. január-június (19. évfolyam, 1-26. szám)

1982-04-04 / 14. szám

Csillagászat Távcsövenként egy fő Mérésadatgyűjtő Piszkéstetőn ! Számítógépes vezérléssel A világ csillagvizsgáló intéze­teiben használt teleszkópok job­bára egyedi gyártmányok, vagy kis, rendszerint 3—6 darabos so­rozatban készülnek. Ez a változa­tosság még inkább jellemző a hozzájuk csatlakoztatott mérőbe­rendezésekre — spektrográfokra, fotométerekre, polariméterekre —, amelyekkel a távcső által össze­gyűjtött fény hullámhossz szerin­ti eloszlása, intenzitása, polarizá­ciós állapota és­ más sajátosságai mérhetők. Az eszközöket nemcsak az adott távcsőnek, hanem az adott obszervatórium kutatási fel­adatainak megfelelően kell elké­szíteni. Ilyen egyedi darabok meg­tervezése és gyártása iparvállala­tok részére nem kifizetődő, így azokat többnyire maguk a csillag­­vizsgáló intézetek tervezik és ké­szítik el. Például a fotométereket. Fény­elektromos fotometria Csillagászati fényelektromos fo­tométerekben optikai szűrőkkel választják 'ki 'a spektrum néhány tartományát, és mérik a beeső fénnyel arányos elektromos jelet. Az egyes hullámhossztartomá­nyokban máért jelek arányait szín­indexeknek nevezik. A sávok al­kalmas megválasztása esetén ezek­ből következtetni lehet a csillag fizikai állapotára, felületi hőmér­sékletére, spektráltípusára, lumi­­nozitási osztályára, atmoszférájá­nak félm tartaton­ára, a populációs rendszerbe tartozására stb. Minél több sávot alkalmaznak, annál több színindex képezhető. Ennek azonban jellemzőnek kell lennie valamely fizikai tulajdonságra, tehát nem teljesen önkényesen választható, másrészt a sávok sza­porítása az intenzitás csökkenésé­vel jár, s ez határt szab az alkal­mazott sávok számának. Egy fo­tometriai rendszert a kiválasztott sávok és stabil állapotú csillagok­ra mért értékek együttesen hatá­roznak meg. Manapság két tucat­nál több csillagászati fotometriai rendszer van használatban. A hazai kutatás szempontjából semmiképp sem lenne célszerű új fotometriai rendszert alkotni. Nagy munkaráfordítással és je­lentős költséggel járna, s kétséges lenne nemzetközi elismertetése, annál is inkább, mert már a je­lenlegi állapot is megnehezíti a különböző obszervatóriumokban mért eredmények összevetését. Sok más obszervatóriummal együtt az MTA Csillagászati Kutató In­tézete piszkéstetői obszervatóriu­ma is arra törekszik, hogy az egyes kutatási feladatoknak leg­jobban megfelelő és minél széle­sebb körben elterjedt fotometriai rendszereket vezessen be. Magas műszaki követelményeket kell ki­elégíteni, hiszen a szóban forgó készülékek az alapkutatást szol­gálják, a cél tehát új jelenségek és törvényszerűségek feltárása. A fényelektromos fotometria ha­tásos vizsgálati módszer, jelentősé­ge abban áll, hogy halvány csil­lagok is vizsgálhatók segítségével, és lehetőség van gyors változások megfigyelésére. Viszonylag kis távcsövekkel is élvonalbeli kutató­munka végezhető. Magyarországon a fotometriára épülő változócsillag­kutatások fejlődtek nemzetközileg is elismert színvonalra. Változó­­csillagok (energia kisugárzásukat gyorsan változtató csillagok) ku­tatásánál fontos szerepe van a minél nagyobb időbeli felbontás­nak. A gyors működés viszont együtt jár a hasznosítható jel csökkenésével. Mivel ilyen kis je­lek mellett mindig jelentős meny­­nyiségű zavaró jel is érkezik, e zajhatások csökkentése állandó gond. A zajcsökkentésre való törekvés eredményezte a fotométerek szá­mítógéppel való közvetlen össze­kapcsolását. Egyes esetekben — például ha a csillag fényváltozása periodikus vagy majdnem perio­dikus — a zajok és a jelek struk­túrája eltérő. Ilyenkor a zajok ma­tematikai úton kiszűrhetők, ehhez azonban hosszabb mérési sorozat — akár több ezer adat — együttes feldolgozására van szükség. Az elvégzendő műveletek száma oly nagy, hogy a feladat csak számí­tógéppel végezhető el. Egyébként a nagy működési sebesség is meg­kívánja, hogy a fotométer jelei és az időadatok közvetlenül számí­tógépbe kerüljenek. Az MTA Központi Fizikai Ku­tató Intézete 1972-től fejlesztette ki azokat a CAMAC real-time perifériás kisszámítógépeket, ame­lyek a piszkéstetői obszervatórium­ban lehetővé tették az on-line ve­zérlést. Külön érdekesség, hogy ezt a rendszert azután a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) Techni­kai Bizottsága nemzetközi csilla­gászati standardként ajánlotta. Az egyméteres RCC-teleszkópon már 1975-ben on-line kapcsolatú foto­méter volt, amelynek zajekviva­lense 1 másodperces időállandóra számítva 5.15—17 watt. A külső za­­joknak ilyen nagyfokú szűrésére tekintettel különös figyelmet kell fordítani a fotométerek saját za­jainak korlátozására (Piszkéstetőn a legutóbbi fejlesztési munkáink eredményeképpen egy teljes nagy­ságrenddel sikerült javítani a de­­tektálhatóság határát). Napjainkra általánossá vált a teleszkópok és fotométerek on­line számítógépes vezérlése, a mért adatok számító­­gépes feldolgozása. Ezáltal nem­csak az adatgyűjtés és az adatfel­dolgozás gyorsult meg, hanem új lehetőség nyílt a nagy tömegű adat együttes feldolgozására, akár bonyolult algoritmusok szerint. A csillagok fizikai állapotválto­zása — emberi mérce szerint — általában lassú, legtöbb esetben millió évek szükségesek észreve­hető változások bekövetkezéséhez. Vannak azonban a csillagfejlődés során olyan instabil szakaszok, amikor a csillag felszínén is gyors és éppen ezért jól megfigyelhető változások mennek végbe. E vál­tozásoknak a különböző hullám­hossztartományokban való méré­se döntő fontosságú a csillagfejlő­désre vonatkozó ismereteink to­vábbi finomítása szempontjából. Éppen a műszerek tökéletesítése és azok számítógépes vezérlése tette lehetővé újabban például a fehér törpe csillagok másodperc­nél is rövidebb fényváltozásainak kimutatását. Jelenleg Piszkéstetőn az ilyen változásokat akár 1/100-ad másodperc felbontással is lehet vizsgálni. Beállítási pontosság Mindebből nyilvánvaló, hogy az időméréssel és az időadatok keze­lésével kapcsolatban magas köve­telményeket kell támasztani. Kü­lönösen egyes periodikus jelensé­gek időbeli változásainak vizsgála­tánál. Itt a kvarcórák pontossága­­sem elegendő. Piszkéstető digitá­lis óráit rubidium atomi frekven­­ciastandard vezérli. Ennek rela­tív frekvenciastabilitása több min­t 5.10~12. Az obszervatórium központi óráját rendszeres időkö­zönként összehasonlítják az Orszá­gos Mérésügyi Hivatal időetalon­jával, televíziós képszi­nkron jelek segítségével (a televíziós vevőké­szülékek a­­ képet másodpercen­ként ötvenszer újítják fel, s eh­hez az adóállomás húsz millise­­cundumonként szinkronizáló im­pulzust bocsát ki). A két, egy­mástól tegyük fel 100 kilométerre levő óra egész másodperces jele egy-egy időjelszámlálót indít el, amelyet a következő vett kép­szinkron jel állít meg: a kép­­szinkronjel és a másodperces jel közötti időt tízmilliomod másod­perc pontossággal lehet mérni. Is­merve a szinkronjel két órához való beérkezésének időkülönbsé­gét, a mért időtartamtól megálla­pítható az órák közötti eltérés. Ilyen módon sikerült megoldani az időalap rendszeres ellenőrzését anélkül, hogy a szóban forgó ké­­nyes szerkezeteket szállítani kelle­ne. Igaz, kissé bonyolítja a hely­zetet, hogy az égbolton való tájé­kozódáshoz egy másik idő, a loká­lis sziderikus idő skáláját is rea­lizálni kell. Ehhez azonban sze­rencsére a századmásodperc pon­tosság is elegendő. E nagy pontos­ságú időadatok kiolvasása és rög­zítése természetesen csak közvet­len számítógépes vezérléssel old­ható meg. Az új módszerek lehetőséget nyújtanak az égi háttérsugárzás nagyságrendjébe eső csillagok vizsgálatára is. Távcsövön keresz­tül is alig látható, halvány csilla­gok megkeresése és azonosítása roppant fáradságos és időigényes munka. Az azonosítással elvesző idő alatt akár több ezer adatot is mérni lehet. Ezért Piszkéste­tőn kidolgoztuk az RCC-teleszkóp számítógép-vezérlésű pozicionálá­sát. Pontossága az állócsillagokhoz rögzített rendszerben 70°-nál ki­sebb zenittávolságokra +10 ív­másodperc. Ha a rendszer relatív koordinátákkal dolgozik, a beállí­tási pontosság több mint ±2 ív­másodperc. Az egyméteres RCC- teleszkóp mérőrendszerénél szer­zett tapasztalatok alapján 1979 augusztusában az 50 centiméteres teleszkóp mérőrendszerében is CAMAC-rendszerű mikroprocesz­­szort állítottunk üzembe. Jelenleg egyedülálló Kétségtelen, hogy egy mérés­­adatgyűjtő rendszer kialakításánál a műszaki-méréstechnikai szem­pontok a legdöntőbbek. De a munkaerőgondok sem jelentékte­lenek. Ezért figyelemre méltó, hogy míg külföldön egy-egy táv­csőnél a fényelektromos méré­sekhez 2-1 fő szükséges, Piszkés­tetőn távcsövenként egy csillagász is el tudja látni az észleléssel kapcsolatos összes feladatot. Per­sze, az ilyen eszközök beszerzése, építése és fenntartása drága do­log. Legdrágább azonban az a be­rendezés, amelyik nem működik. Külföldi obszervatóriumokban nem ritka eset, hogy nagy költ­séggel beszerzett műszerek és számítástechnikai eszközök apró hibák miatt huzamosabb ideig használhatatlanok. A piszkéstetői műszerek tervezése során gondo­san ügyeltünk arra, hogy egyes részegységek meghibásodása ne vonja maga után a teljes rendszer üzemik­éptelenségét. A Csillagászati Kutató Intézet teleszkópjainak mérőrendszerében számos egyedi, speciálisan az in­tézet kutatási feladataihoz kifej­lesztett mérőműszer van; időalap­ja a mérésügyi szervezetek példá­ját követi, s a csillagvizsgáló in­tézetek között jelenleg egyedül­álló. Mindezt, valamint a műsze­rek működtetését végző gépi prog­ramokat az intézet műszaki és mé­réstechnikai csoportja készítette el, a KFKI Mérés- és Számítás­­technikai Kutatóintézet és az Or­szágos Mérésügyi Hivatal közre­működésével. virÁghalmy Géza AZ EGYMÉTERES TÁVCSŐ A FÉNYELEKTROMOS FOTOMÉTERREL Tízmilliomod másodperc pontossággal lehet mérni magyarország 1982/14 22

Next