2014.03.07.

1. Molnár László
Dinamikai jelenségek RR Lyrae csillagokban
Doktori disszertáció nyilvános vitája

2. Háttér – az RR Lyrae csillagok
● Régi változó-
csillag-típus
● 1890-es
évektől
● Halmaz-
változók
● Radiálisan
pulzálnak

3. Háttér – az RR Lyrae csillagok
● Rejtélyes égitestek
● 1907: Szergej Blazskó
● 1916: Harlow Shapley
● Pulzáció amplitúdója,
fázisa változik
● Blazskó-effektus
● Ok: ...????

4. A Blazskó-effektus

5. A lehetséges modellek
Mágneses ferde rotátor Nemradiális rezonáns rotátor Konvektív ciklusok
Módusrezonanciák Lökéshullám-kölcsönatás

6. Credits: K. Kolenberg

7. A konvektív ciklusok modellje
● Feltételezés: a modulációt a csillagbelső változásai okozzák
Erős konvekció,
gyenge pulzáció
Turbulens
mágneses tér
felépül
Blokkolt
konvekció, erős
pulzáció
Mágneses tér
leépítése, beinduló
konvekció

8. A konvektív ciklusok modellje
● Feltételezés: a modulációt a csillagbelső változásai okozzák
● Alaptulajdonságok jelenlegi modellekkel is jól vizsgálhatóak
– Radiális pulzáció: 1D
– Hidrodinamika: nincs mágneses tér
– Van turbulens konvekció
● Florida-Budapest-kód

9. Florida-Budapest kód

10. A Stothers-modell kritikája
● A konvekcióba mesterségesen behelyezett modulációra adott
választ figyeltem
● Csak 100-150 napnál hosszabb modulációs ciklusokra működik

11. A Stothers-modell kritikája
● Nagy amplitúdójú moduláció már 15-30 napos periódussal is
● Pulzáció válasza a szerkezeti változásokra túl lassú, ill.
túl nagy, gyors változást feltételezne a csillagszerkezetben

12. A Stothers-modell kritikája
● Nagy amplitúdójú moduláció már 15-30 napos periódussal is
● Pulzáció válasza a szerkezeti változásokra túl lassú, ill.
túl nagy, gyors változást feltételezne a csillagszerkezetben
● 1., 2., tézisek
● Molnár & Kolláth, 2010, JPhCS, 218, 012027
● Molnár, Kolláth & Szabó, 2012, MNRAS, 424, 31

13. Perióduskettőződés
● Kisebb és nagyobb amplitúdójú ciklusok váltakozása
● A modellekben létrejött
● A csillagokban ismeretlen volt (2009)
– > asztalfiók

14. Perióduskettőződés
● Kisebb és nagyobb amplitúdójú ciklusok váltakozása
● A modellekben létrejött
● A csillagokban ismeretlen volt (2009)
– > asztalfiók
● Kepler űrtávcső meglátja asztal

15. Perióduskettőződés
● Konvektív paraméterek hangolása
– Határciklus instabillá válhat, bifurkál (akár többször is)

16. Perióduskettőződés
● Modellekben stabil, de csillagokban nem
● Csak modulációval együtt
● 3. tézis – Kolláth, Molnár, Szabó, 2011, MNRAS, 414, 1111

17. Perióduskettőződés
● Eredet: kilencedik felhang 9:2 rezonanciába kerül az
alapmódussal
● Diagnosztikai diagram: a 3D-s paramétertér vetülete

18. Az RR Lyrae vizsgálata
● A névadó is a Kepler mezőben
● Perióduskettőződés, plusz módusok

19. Az RR Lyrae vizsgálata

20. Az RR Lyrae vizsgálata
● Perióduskettőződésnél összetettebb jelenség
– Hat eltérő ciklus ismétlődik – rezonancia-közeli állapot?

21. Az RR Lyrae vizsgálata
● Első felhanghoz közeli csúcs a spektrumban
– Valóban az-e? Vagy nemradiális módus?

22. Hárommódusú modellek
● Perióduskettőződés modelljei közt
– Irregulárisnak tűnő amplitúdóváltozások
– Nem ismert, nem moduláció – > asztalfiók
● Kiderült, hogy kaotikusak
– Három módus is jelen van: alapmódus, 1. és 9. felhang
– Az alapmódus dominál
– A perióduskettőződés destabilizálja az első felhangot is

23. Hárommódusú modellek
● Perióduskettőződés modelljei közt
– Irregulárisnak tűnő amplitúdóváltozások
– Nem ismert, nem moduláció – > asztalfiók
● Kiderült, hogy kaotikusak
– Három módus is jelen van: alapmódus, 1. és 9. felhang
– Az alapmódus dominál
– A perióduskettőződés destabilizálja az első felhangot is
● A Kepler adatokban is megjelennek kis amplitúdójú plusz
módusok!
– asztal

24. Nemlineáris asztroszeizmológia
● Modellek frekvenciái és amplitúdói is összehasonlíthatóak
– Elvileg...: RR Lyrae P0/P1 periódusaránya túl magas,
modellek nem jutnak el odáig

25. Nemlineáris asztroszeizmológia
● Modellek frekvenciái és amplitúdói is összehasonlíthatóak
– Elvileg...: RR Lyrae P0/P1 periódusaránya túl magas,
modellek nem jutnak el odáig
– Első felhang ritka – későbbi programok
● RR Lyrae az első RR Lyrae, amelyben nagy valószínűséggel 3
radiális módust azonosítottunk
● 4., 5., tézisek
● Molnár, Kolláth, Szabó, Bryson, Kolenberg,
Mullally, Thompson, 2012, ApJ, 757, L13
● Molnár, Kolláth, Szabó, Plachy, E., 2012, AN, 333

27. Egy modulált cefeida
● Blazskó-effektus gyakori az RR Lyraek között
● Szinte ismeretlen a cefeidáknál - kivétel a Tejútban: V473 Lyrae
● Azonos jelenség-e? Miért ilyen ritka?

28. V473 Lyrae
● Csak az amplitúdóváltozás volt ismert
● Pontos periódust adtam meg: 1205 ± 3 nap
● Kimutattam, hogy a pulzációs fázis is változik

29. V473 Lyrae
● Csak az amplitúdóváltozás volt ismert
● Pontos periódust adtam meg: 1205 ± 3 nap
● Kimutattam, hogy a pulzációs fázis is változik
● Moduláció nem szigorúan repetitív, további változások

30. Összehasonlítás a Blazskó-effektussal
● Sok hasonlóság
● Szimultán amplitúdó- és
fázisváltozások
● Nem teljesen szabályos
moduláció
● Fizikai háttér nélkül
bizonytalan marad
● 6. tézis
● Molnár, Szabados, Dukes,
Győrffy, Szabó, 2013, AN,
333, 980

31. További tervek
● Nemlineáris asztroszeizmológia
– Modellek rendszerezése, publikálása
– 2. radiális felhang léte/nemléte
– K2 (Kepler), TESS, PLATO előkészítése, adatok elemzése
– Több száz, akár több ezer RR Lyrae
● V473 Lyrae
– Lineáris modellek bíztatóak
– Nemlineáris modellek szükségesek
– 2014. június: 31 nap mérés a MOST-tal

32. Válaszok Dr. Kovács József kérdéseire

33. 1. kérdés
● Mit kell érteni az alatt, hogy pusztán a numerikus integrálási
effektusok hatására bifurkál a modell?
● Egyperiódusú határciklus instabil: kis perturbációk is kitérítik
● Számábrázolási hibák felgyűlnek
● 2-400 időlépés x 150 zóna x 50-100 pulzációs ciklus:
– ~ 1-5 millió integrációs lépés
● Perióduskettőződött határciklusba átbillen
– Stabil állapot: kis perturbációk nem térítik ki

34. 2. kérdés
● Mi az oka, hogy a diagnosztikai diagram vízszintes tengelyén
éppen a 150 M - L mennyiség szerepel?
● Rezonáns modellek 2D síkokat alkotnak a 3D paramétertérben
● Nem túl görbültek: vetületek keskenyek, de nem vonalszerűek
– Eltérő síkokra/síkok részeire más-más projekció a legjobb
– ---> 150 M – L kényelmes, jó átlagérték

35. 2. (3.) kérdés
● Cefeida modellek diagnosztikai diagramja
– L ~ M4
: nagyobb csillagok, ezért 500 M – L a projekció

36. 3. kérdés
● Milyen új eredmények születtek a V473 Lyrae-vel kapcsolatban?
● Részletes szakcikk (Molnár & Szabados) beadáshoz közeli
állapotban.
● Új eredmények: másodlagos moduláció, 14,5 éves periódussal

37. 3. kérdés
● Lineáris modellszámítások bíztatóak
– Negyedes rezonanciákat is feltérképeztem

38. Válaszok Dr. Vinkó József kérdéseire

39. 1. kérdés
● Befolyásolhatják-e műszereffektusok az RR Lyrae csillagok mért
fénygörbéit?
● Nem, legfeljebb elhanyagolható mértékben
● Fedési kettősből hamis exobolygó jel a gyakori
● RR Lyrae igen fényes, szaturált csillag
– Jelenségek nagy amplitúdójúak az érzékenységhez képest
– Szinkronban az RR Lyrae periódusával
● RR Lyrae viszont szennyez más csillagokat, PD is megjelenik

40. 1. kérdés
● Közvetlen PSF kontamináció, tükröződés a síkító lencsén,
tükröződés a kameratartó lábakról...

41. 1. kérdés
● Közvetlen PSF kontamináció, tükröződés a síkító lencsén,
tükröződés a kameratartó lábakról...

42. 2. kérdés
● Tapasztalata szerint mennyiben befolyásolhatják a lökéshullámok a
pulzáció dinamikáját?
● Florida-Budapest kódban a turbulens konvekció fizikai eredetű
viszkozitást is eredményez
● A viszkozitás csökkentése hozza be az új dinamikai állapotokat: a
lökéshullámok is élesednek, finomabb időlépés kell
● Adaptív lépésközű kódok nagyon hasonló eredményre vezettek
● Gillet-modell igazi problémája a kiterjedt légkör, ezt nem lehetett
reprodukálni (+ egyéb megfontolások is)

43. 3. kérdés
● Hogyan néznek ki a spektrális ablakok?
● A Kepler adatok >90 %-os időbeli lefedettségűek: szinte nincs
struktúra

44. 3. kérdés
● A V473 Lyr esetében erős napos aliasok
● A másodlagos modulációs csúcsok jelentősen lecsökkentették a
reziduált