Egy felfedezés története


A Tudományos Újságírók Klubja által adományozott Az Év Ismeretterjesztő Tudósa Díjnak lassan hagyományos kísérője, hogy a legfrissebb kitüntetettről egy kisbolygót is elneveztetünk. Miként lehetséges ez és mit lehet tudni a legújabb díjazott égitestéről, a (348407) Patkósandrás jelzésű naprendszeri parányról? 

A halvány kisbolygó elmozdulására korrigáltan összeadott felvételeken a csillagok rövid csíkokká torzultak, a képek közepén pedig jól látszik a látszólag mozdulatlan fénypötty, a Patkósandrás kisbolygó. Sárneczky Krisztián felvétele  2005. május 12-én készült

Mint az köztudott, a Naprendszerben az óriásbolygók közötti tér egyáltalán nem üres. Kisebb-nagyobb égitestek jól elkülönülő pályákon keringve benépesítik a bolygóközi űrt. A Nap közelében kigázosodást mutató üstökösök parányi jeges objektumok, általában nagyon elnyúlt pályákon, akár több ezer éves keringési periódusokkal. A kómát és csóvát nem növesztő, ezért általában száraz, sziklás égitesteknek tekintett kisbolygók ezzel szemben kevésbé extrém pályákon mozognak és több övbe sűrűsödnek. Legismertebb a kisbolygók főöve, ami a Mars és a Jupiter pályája közé esik, jelenleg már több mint negyedmillió ismert taggal. A legelsőként felfedezett kisbolygó – közel 1000 km-es mérete miatt ma törpebolygóként tekintünk rá – az (1) Ceres jelzésű égitest volt, amire 1801. január 1-jén bukkant rá Giuseppe Piazzi olasz csillagász egy széles európai összefogás (a Zách János Ferenc magyar csillagász által kezdeményezett „Égi rendőrség”) tagjaként, s a rákövetkező évtizedekben egyre szaporodtak a felfedezések. 

Sokáig csak vizuális technikával keresték a csillagokhoz képest elmozduló fénypontokat az égen, aztán a csillagászati fényképezés megjelenése nagyságrendekkel felgyorsította a parányi testek felfedezését. Egy-egy égterületről fotókat készítve már néhány perc, esetleg egy-két óra különbséggel jól észrevehető a halvány aszteroidák elmozdulása. A digitális technika kb. 25–30 éve teljesen felváltotta a fotózást, és a nagyobb érzékenységnek, illetve kimondottan kisbolygókra és üstökösökre vadászó égboltfelmérő programoknak köszönhetően még több felfedezés vált lehetővé. 

Nem véletlen, hogy a nagyszámú kisbolygó katalogizálását és nevezéktanát szigorú szabályok mentén fektették le, hiszen ezek nélkül teljes káoszba fulladna az immár lassan milliós létszámot elérő társaság nyilvántartása. A Nemzetközi Csillagászati Unió (International Astronomical Union, IAU) külön naprendszeri nevezéktannal foglalkozó bizottságot tart fenn évtizedek óta, s ennek egyik albizottsága irányítja az újonnan felfedezett kisbolygók elnevezéseit, illetve katalogizálását. Az IAU Minor Planet Center (Kisbolygó Központ) az a tudományos szervezet, amely gyűjti a kisbolygók pályaszámításához szükséges koordináta-méréseket. Egy korábban ismeretlen kisbolygó feltűnése valamilyen csillagászati felvételeken akkor válik elismert felfedezéssé, ha a kimért koordináták alapján kizárható egy korábban detektált égitesttel való azonosság. Több éjszakán is szükséges koordinátákat kimérni, hogy egy átmeneti azonosítót kapjon az újonnan felfedezett objektum. Ezek után el kell telnie pár évnek, hogy az idővel egyre hos.szabb ismert pályaív alapján kellően pontos pályaelemeket lehessen meghatározni, amelyek alapján már pontos égi koordináta-előrejelzéseket lehet számítani (azaz kizárható legyen még újabb felfedezésekkel való azonosság). Ekkor kaphat hivatalosan is nevet az átmeneti azonosító helyett a kisbolygó: egy sorszám és egy név tartozik mindegyikhez és az IAU főszabályként továbbra is azt követi, hogy a felfedező csillagász az alapértelmezett névadó (de természetesen más is javasolhat neveket, ha a felfedező valamilyen okból kifolyólag nem foglalkozik a kérdéssel). 

A földi űrszondák által meglátogatott naprendszeri parányok változatos alakú és felszínű égitestek 

Magyarországon a kisbolygó-felfedezéseknek két hulláma volt az elmúlt 80 évben. Elsőként Kulin György csillagász, akkoriban a svábhegyi csillagvizsgáló munkatársa végzett eredményes munkát a Normafától alig 300 méterre ma is megtalálható 60 cm-es teleszkóppal. 1936 és 1941 között kb. két tucat kisbolygót fedezett fel, mellettük pedig egy üstökösre is rábukkant 1942-ben. A Kulin-féle felfedezések jellemzően magyar vagy magyar vonatkozású nevet kaptak: pl. Salonta, Bolyai, Corvina, Pannonia, Hunnia, Attila, Mátra, Detre, Balaton stb. Több évtizednyi szünet után a második hullám 1998-ban kezdődött, amikor Sárneczky Krisztián, először még egyetemi hallgatóként, majd doktoranduszként, utóbbi években pedig az akadémiai csillagászati intézet munkatársaként kisbolygók ezreit találta meg a Piszkéstetői Obszervatórium 60 cm-es Schmidt-távcsövével és CCD-kameráival. A nagyobb érzékenységnek és a digitális technika egyéb előnyeinek köszönhetően mindmáig előfordul, hogy a Schmidt-távcső egy-egy képén akár 40–50 kisbolygó is látszik, közülük pedig esetleg több is új felfedezésnek bizonyul a kisbolygó-katalógussal való egybevetés után. 

Piszkéstető felett derült az ég! A kép jobb alsó sarkában a Schmidt-távcső kupolája, nyitott kupolaréssel (Kuli Z. felvétele)

2005. május 12-én szép derült, enyhe tavaszi éjszaka borult a Piszkéstetői Obszervatórium fölé. Négy nappal jártunk az újhold után, azaz kora este még egy vékony holdsarló látszott a nyugati horizont felett, utána viszont sötét égbolt alól készülhettek a felvételek. Néhány képen feltűnt egy halvány fénypont, amely nem volt beazonosítható egyetlen ismert kisbolygóval sem. A következő napokban további észlelések születtek, így kapta végül a bolygó a 2005 JC94 jelölést. Ezek után teltek-múltak az évek, újabb és újabb koordináta-mérések készültek az immáron ideiglenes jelölést kapott objektumról. 2012 végére váltak a pályaelemek annyira pontossá, hogy sorszámot kaphatott a kisbolygónk, innen pedig csak egy lépés volt, hogy Az Év Ismeretterjesztő Tudósa kitüntetettje „megkaphassa” az aszteroidát. A díjazott, Patkós András akadémikus egész véletlenül éppen május 12-én született, így esett a 2005 JC94-re a megtiszteltetés, hogy 2014. január 16-tól a világ csillagászai már (348407) Patkósandrás néven ismerjék.

A Patkósandrás kisbolygó 2,67 évente kerüli meg a Napot, ellipszis alakú pályájának félnagytengelye 1,93 csillagászati egység, a pálya pedig közel 23 fokos szögben hajlik a Föld pályasíkjára, azaz az ekliptikára. Ezek alapján az ún. Hungaria-családba tartozik, amelybe hasonló pályaelemű, így vélhetően hasonló eredetű kisbolygók csoportosulnak. Becsült átmérője kb. 1 km, azaz gömb alakúnak feltételezve térfogata mintegy fél köbkilométer, felszíne pedig pí (3,14) négyzetkilométer – nagyjából 314 hektárnyi szép terület. Parányi átmérője és a Marstól is távolabb keringése miatt még a legjobb láthatóságok idején sem fényesebb 19–20 magnitúdónál (ez kb. egy normál gyertyalátszó fényessége Párizs távolságából), azaz amatőr műszerekkel elérhetetlenül halvány. Ettől függetlenül legyünk büszkék a legújabb magyar nevű kisbolygóra, amely az emberi civilizáció időskáláit tekintve az örökkévalóságnak is megörökíti Patkós András részecskefizikus nevét! 

KISS LÁSZLÓ


Az Év Ismeretterjesztő Tudósa: Patkós András

A Tudományos Újságírók Klubja által 1996-ban alapított Az Év Ismeretterjesztő Tudósa Díjat kisbolygóval a Tudományos Ismeretterjesztő Társulat Székházában ez év februárjában Patkós András akadémikus, fizikaprofesszor vehette át a TUK elnökétől, Dürr Jánostól a tudomány közkinccsé tételéért végzett kiemelkedően eredményes munkásságáért. 

A rendezvényt megtisztelte jelenlétével és köszöntőt mondott Vizi E. Szilveszter akadémikus, az MTA korábbi elnöke, a Tudományos Ismeretterjesztő Társulat elnöke, valamint Kiss László csillagász, akadémikus, az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet tudományos igazgatóhelyettese, aki ismertette a kisbolygó-elnevezés körülményeit.

A díjátadás után Patkós András A tudományos alkotás és hatása címmel tartott előadást az egybegyűlteknek.

Az Év Ismeretterjesztő Tudósa Díjat elsőként Simonyi Károly akadémikus, fizikaprofesszor kapta meg, majd az évek során az elismerésben részesült R. Várkonyi Ágnes akadémikus, történész, Csányi Vilmos akadémikus, etológus, Falus András akadémikus, immunológus, Marx György akadémikus, fizikus, Vekerdi László irodalom- és tudománytörténész, Csermely Péter akadémikus, biokémikus, Vámos Tibor akadémikus, villamosmérnök, Freund Tamás akadémikus, agykutató, Lukács Béla fizikus, Kordos László geológus, Almár Iván űrkutató, Illés Erzsébet planetológus, Hargittai István akadémikus, kémikus, Hargittai Magdolna akadémikus, kémikus, valamint Schiller Róbert kémikus. A korábbi években a tudományos újságírók szavazatai szerint ők tették a legtöbbet a tudomány közérthető megjelenítéséért, népszerűsítéséért az írott és az elektronikus sajtóban a tudomány legkiválóbb művelői közül.

Dürr János megnyitja a díjátadó ünnepséget
Balról: Vizi E. Szilveszter akadémikus, Dürr János, Hajdú Ferenc és Patkós András (Trupka Zoltán felvételei)



A tudományos alkotás és hatása

A természetről szerzett tudásunkat a csiszolt gyémánt szépségével vetekedő természettörvényekben foglaljuk össze. Egy-egy tömör szimbólumokkal kifejezett, Newton, Maxwell vagy Einstein nevéhez kapcsolt természettörvény teljesítő képessége a hozzájuk vezető résztörvényeknek és az azokból kibontható következtetéseknek a mikrovilágtól az extra-galaktikus tartományokig terjedő, univerzális érvényességében jelenik meg. E komplex eszköztár részletekbe menő elsajátítása az alapja a kutató fizikus és kémikus, a tervező mérnök vagy a fizikai eszközökkel diagnózist állító orvos sikerességének. 

A szélesebb társadalom nem a szakmai résztudások közös gyökerét értékeli, sokkal inkább az emberi létnek a világ egészébe való harmonikus beillesztésében fogadja el, vagy éppen kérdőjelezi meg a tudomány szerepét. Az emberközéppontú világfelfogásokhoz (minden vallás alapvetően ide tartozik) képest a tudományos világkép alakulásában megnyilvánuló tendenciák sokakat elbizonytalanítanak. Az a szimmetria-elv, amelyik szerint a Világegyetem bármely pontjából nézve ugyanazt az arcát mutatja, vagy az a megállapítás, amely szerint a mikrovilág törvényei megnyilvánulásaiban a mindennapos tapasztalatból leszűrt ok-okozati felfogás sérül, sokakat elidegenít a tudománytól. Mintha az emberi lét értelmét vonná kétségbe a Világegyetem mérhetetlen nagy és a szubatomi világ mérhetetlenül kicsiny objektumainak az ember létezésére érzéketlen világa. Nem mindenki osztozik a kutatóknak abban a meggyőződésében, hogy tudásunk szüntelen kiterjesztése a legnagyobb és a legkisebb méretek tartományára – Saint-Exupéry-t idéző kifejezéssel – valójában az Univerzum emberhez szelídítésének, humanizálásának folyamata.

Azokat a tudományos alapokra épített emberi léptékű eszközöket, amelyeket valaha is emberellenes módon használtak, a közvélemény szorosan vett alkalmazási körüktől elszakítva, általános tudománykritikai szimbólumokká stilizálta. 

A tudományos igazságok bizalommal társuló befogadására akkor van esélyünk a nagyközönségnél, ha új, nagy hatású, pozitív töltetű metaforákat tudunk hozzákapcsolni a tudomány előrehaladásához. Érdemes felfigyelni a Naprendszeren kívüli Föld-típusú bolygók kutatása iránti pozitív érdeklődésre, amely megalapozza a sokkal szélesebb spektrumú asztrofizikai kutatások társadalmi elfogadottságát. 

Aktualitása miatt is érdemes pozitív példaként megismerkedni Tom Kibble-nek, az Imperial College professzorának munkásságával, aki (társaival, Carl Richard Hagennel és Gerald Guralnikkal) néhány hónappal Peter Higgs után publikált munkájában bizonyító erejű előrelépést tett az elemi részecskék tömegének eredetét értelmező, 2013-ban Nobel-díjat érő felismerés érvényességével kapcsolatban. Ennek a felfedezésnek a következményeit igen bonyolult technikai eljárásokkal, további Nobel-díjjal jutalmazott alkotásokban dolgozták ki, majd a segítségükkel előre jelzett jelenségeket óriási kísérleti apparátussal ellenőrizték. Mindennek a sok évtizedes erőfeszítésnek a részleteit a nagyközönség nem értékeli, legfeljebb az LHC mindent eldöntő kísérleti berendezésének 10 milliárd dolláros költsége hallatán szisszen fel. 

Kibble professzor sem mutatott érdeklődést a gyorsítós részecskefizikai kísérleteket értelmező bonyolult részletek kidolgozása iránt. Kivételes invenciójával az Univerzum fejlődéstörténetében is rátalált a Brout–Englert–Higgs (BEH-)mechanizmus helyére. Felismerte, hogy az Univerzum történetében az egymással oksági kapcsolatban nem lévő kozmikus tartományokban egymástól függetlenül végbement BEH-hatás e tartományok találkozási határán egzotikus tulajdonságokkal, például mágneses töltéssel rendelkező objektumok létrejöttére kellett vezessen. A mikrovilág és a kozmológia jelenségeinek ös.szekapcsolása egyszerre keltett a tudományos körökön messze túlterjedő érdeklődést és indított el a szakmában egy teljesen új alkotó irányzatot. A mágneses töltések előfordulási gyakoriságára vonatkozó, sok évtizedes hiábavaló keresés negatív tapasztalata és Kibble megfontolásainak parancsoló világossága között feszülő ellentmondás egyik ösztönzője lett az Univerzum ősrobbanás utáni ún. inflációs fejlődési szakasza feltételezésének. Részletesen kidolgozott következményei adják a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás eredetéről és az első galaxisok kialakulásáról rohamosan növekvő ismeretanyag értelmezési keretét. Kibble asztrofizikai jóslatai elegáns matematikán alapulnak, de a nagyközönségnek is érzékletesen szemléltethetők.

Feltételezem, hogy Kibble professzor 1976-os dolgozatára vezető gondolatait egy akkor friss, nagy visszhangú, ám később visszavont bejelentés ösztönözhette, amely mágneses töltésű részecskét vélt észlelni a kozmikus részecskezápor nagy energiájú (kemény) komponensében. Erre a feltevésre egy 1975-höz kötődő személyes emlék vezet, amikor a Természet Világa akkor frissen munkába lépett szerkesztője (ma főszerkesztője) épp a mágneses monopólus vélt észleléséről szóló közleményt nyomta a kezembe, és kérte, írjak róla ismertetést. Első tudománynépszerűsítő cikkem megírása vezetett el a mágneses töltés elméletéről és megfigyelésének próbálkozásairól szóló addigi szakirodalom áttanulmányozásához, amely ismereteimet aztán 1975–1977-ben, a kvarkok megfigyelhetetlenségének egyik elméleti modellje vizsgálata során kutatóként is hasznosítani tudtam. A hatásos tudományos munkához nem árt egy kis egzotikum, szokatlanság, amivel azonban nem szabad visszaélni.

A tudományos fogalmak megjelenítése a nagyközönség számára akkor igazán hatásos, ha nemcsak maguk a kutatók, hanem filozófusok, írók és más művészek használják valamelyiket adekvát hasonlatként. Zárásul, nem a fizika legújabb fejleményeiből idézek, hanem a XIX. század közepéről. A tudományos fogalmat használó hasonlatnak a legnemesebb emberi érzések kifejezésére való alkalmasságát Lev Tolsztoj is bizonyította Háború és béke című regényében, amikor Pierre Bezuhov a borogyinói ütközet előestéjén Andrej Bolkonszkij herceggel folytatott szenvedélyes beszélgetését követően a következő mondattal ébred rá a harcra készülő katonák között ténferegve érzékelt, ám, a hétköznapokban soha nem tapasztalt hangulat magyarázatára: [Pierre] „felfedezte a hazafiasságnak azt a lappangó (latens) hőjét – ahogy a fizikában mondják –, amely ott volt mindenkiben, akit csak látott; ez megvilágította előtte, hogy miért olyan nyugodtan, szinte könnyelműen készülnek a halálra.” (L.N. Tolsztoj: Háború és béke, Makai Imre fordítása) 

Ezzel az egyetlen mondattal a kor fontos fizikai irányzatát, a termodinamikát bizonyára ismerő egykori tüzértiszt felülmúlhatatlanul állította párhuzamba az elsőrendű fázisátalakulásban, a két fázis belső energiáinak különbségéből az átalakulás hőmérsékletén felszabaduló hőmennyiséget és a hétköznapokban észlelhetetlen (nem a kokárdás melldöngetőkről beszélek), ám válsághelyzetben egyszerre egy közösség minden tagját magával ragadó patriotizmust.

Mindnyájunk álma, hogy tudásunkat hatásosan, a társadalmat pozitív cselekvésre ösztönözve adjuk tovább. 

PATKÓS ANDRÁS


Természet Világa, 145. évfolyam, 4. szám, 2014. április
http//www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/