Az ELTE kutatói az elsők között csatlakoztak a világ legnagyobb égboltfelmérő programjához, amely a teljes déli égboltot térképezi fel a chilei Vera C. Rubin Obszervatóriumból. A Frei Zsolt vezette kutatócsoport központi szerepet játszik a galaxisok megfigyelésére fókuszáló nemzetközi együttműködésben, magyar tudományt helyezve az Univerzum feltérképezésének élvonalába.

2025 őszén kezdi meg működését Chilében a Vera C. Rubin Obszervatórium, amely a világ legnagyobb csillagászati kamerájával felszerelt 8,4 méteres távcsövével eddig soha nem látott részletességgel térképezi fel az égboltot. Az Atacama-sivatagban, 2680 méter magasan felépült obszervatórium az ún. Legacy Survey of Space and Time (LSST) keretében tíz éven keresztül készít színes, nagy felbontású, időbeli változásokat is követő felvételeket az univerzumról. A programban magyar kutatók – az ELTE Fizikai és Csillagászati Intézet asztrofizikusai, az ELTE szombathelyi Gothard Asztrofizikai Obszervatóriuma és a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont munkatársai – is részt vesznek.

A magyar részvételt Frei Zsolt Széchenyi-díjas fizikus, az ELTE TTK Atomfizikai Tanszék professzora vezeti, aki egyben az ELKH-ELTE Extragalaktikus Asztrofizika Kutatócsoport vezetője. Kutatócsoportja aktív szereplője a most induló nemzetközi égboltfelmérésnek, méghozzá az elsők között csatlakozva.

„Már több mint tíz évvel ezelőtt bekapcsolódtunk a programba – a távcső ekkor még el sem készült –,

így az ELTE részese lehetett a fejlesztéseknek és a tudományos tervezésnek az indulás előtt” – hangsúlyozta Frei Zsolt a korai csatlakozás jelentőségét. Ennek köszönhetően az ELTE kutatói részt vettek az LSST megfigyelési stratégiájának kialakításában, az adatfeldolgozó szoftverek fejlesztésében és a tudományos célok kidolgozásában is az elmúlt évek során.

Égboltfelmérések új dimenzióban

A Vera Rubin Obszervatórium egy 8,4 méteres óriástávcsővel és a valaha épített legnagyobb digitális kamerával lefedi az égbolt elérhető részét, és háromnaponta végigfotózza az egész égboltot. A távcsőhöz tartozó 3,2 gigapixeles kamera a világ legnagyobb felbontású csillagászati képalkotó eszköze.

Minden éjszaka mintegy 20 terabájtnyi adatot gyűjt,

ami egyedülálló módon teszi lehetővé az égi objektumok időbeli változásainak, mozgásának, vagy akár új jelenségeknek a felfedezését.

A gigantikus adatmennyiség feldolgozását nyolc tematikus tudományos együttműködés (ún. Science Collaboration) koordinálja. Frei Zsolt kutatócsoportja elsősorban a „Galaxisok” tudományos együttműködésében vesz részt: a távoli galaxisok megfigyelésére és azok tulajdonságainak – például alakjuk (morfológiájuk), fényeloszlásuk és környezetük – elemzésére specializálódtak. Fő feladatuk a több milliárd galaxis adatain alapuló galaxiskatalógusok összeállítása, valamint olyan módszerek fejlesztése, amelyek lehetővé teszik ezek automatikus kiértékelése.

Égboltfigyelés világszinten – magyar részvétellel

A program hátterében egyedülálló finanszírozási modell áll: az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa (NSF) és az Energiaügyi Minisztérium mellett magánadományozók – köztük a magyar származású Charles Simonyi és Bill Gates – is támogatták a projektet. A főtükör elkészítéséhez Simonyi 20 millió, Gates 10 millió dollárral járult hozzá, és ennek elismeréseként viseli a főműszer a Simonyi Survey Telescope nevet. A projekt teljes költségvetése meghaladja az egymilliárd dollárt, így ez a világ egyik legnagyobb költségvetésű csillagászati beruházása.

„Ez jelenleg a világ legnagyobb és legfontosabb projektje az extragalaktikus asztrofizikában”

– emelte ki Frei Zsolt, hozzátéve, hogy bíznak benne: „ha nem is a gravitációs hullámok első detektálásához mérhető, de ahhoz hasonlóan nagy horderejű felfedezéseket” tesznek majd lehetővé az LSST adatai. A gravitációs hullámok első észlelésében Frei Zsolt Eötvös Gravity Research Group nevű csoportja is fontos szerepet játszott.

Magyar jelenlét a projekt élvonalában

Magyarország, és különösen az Eötvös Loránd Tudományegyetem, a kezdetektől fogva elkötelezetten vesz részt ebben a nagyszabású nemzetközi projektben. Frei Zsolt csapata 2012-ben – az elsők között – csatlakozott az LSST programhoz. Az induláshoz szükséges anyagi hozzájárulást a NAP-pályázat biztosította.

„Egy korábbi princetoni társszerzőm – akivel a kilencvenes évek elején közösen publikáltunk, és aki később az LSST projekt egyik tudományos vezetője lett – személyesen hívott meg minket a programba.” – meséli Frei Zsolt. A nemzetközi finanszírozási modell részeként ugyanis az LSST eredetileg számított a külföldi partnerek anyagi hozzájárulására: az NSF (Nemzeti Tudományos Alapítvány) előírta, hogy az amerikai támogatás mellé jelentős nemzetközi és magánforrásokat vonjanak be.

Az ELTE – Magyarországról elsőként – 200 000 dollárral járult hozzá a programhoz,

így kutatói teljes jogú tagként már a kezdetektől részt vehettek a projektben. Ennek köszönhetően közreműködtek a megfigyelési stratégia kialakításában, a szükséges szoftverek fejlesztésében, valamint a tudományos célkitűzések meghatározásában is.

Az eltelt több mint egy évtized alatt sok minden változott: időközben felépült a Rubin Obszervatórium, lezajlottak az első tesztmegfigyelések, és a nemzetközi együttműködés szabályrendszere is módosult. Az Egyesült Államok közvetlen külföldi befizetések helyett más formában kéri a partnerek hozzájárulását. Létrejött az úgynevezett In-kind Contribution program, amely keretében 43 ország csatlakozó intézményei különféle kutatási feladatok elvégzésével járulnak hozzá a projekt sikeréhez.

Az ELTE részére a korábban befizetett tagdíjat (kb. 70 M Ft) az amerikai fél visszatérítette, és az ELTE kancellárja biztosította, hogy ezt az összeget a következő 10 évben teljes egészében az LSST-hez kapcsolódó kutatási tevékenységekre fordíthassa a csoport. Így finanszírozhatók például a szükséges többletfeladatok, az adatfeldolgozást végző informatikai fejlesztések, a külföldi konferenciákon és egyeztetéseken való részvételek, illetve új fiatal kutatók bevonása a programba.

„A célunk az, hogy az ELTE affiliációjával a lehető legtöbb tudományos eredményt érjük el az LSST adatokból az elkövetkező években”

– hangsúlyozta a professzor.

A magyar részvétel hátterében a Frei Zsolt vezette Asztrofizika és Részecskefizika Tématerületi Kiválósági Program támogatása is áll, amelynek köszönhetően ma már több mint 50 kutató és hallgató vesz részt a tématerületi kutatásokban, köztük számos fiatal külföldi posztdoktor és doktorandusz is. A magyar csapat tagjai rendszeresen ott vannak a nemzetközi kollaborációs találkozókon és tudományos konferenciákon. Frei Zsolt például idén júliusban személyesen számol be az ELTE eredményeiről az LSST éves konferenciáján Tucsonban (Arizona, USA).

Új korszak a csillagászatban

Az LSST égboltfelmérés óriási hatással lesz a csillagászat számos területére – gyakorlatilag forradalmasítani fogja a megfigyelő csillagászatot.  A magyar fizikusok aktív szerepét jelzi, hogy 2025. augusztus utolsó hetében Budapesten rendezik meg az LSST regionális találkozóját, ahol a közép-európai résztvevők egyeztetik a feladatokat és megosztják tapasztalataikat az indulás előtt. Sőt, 2026-ban – amikor az első tudományos eredmények napvilágot látnak az LSST égboltfelmérésből – Budapesten kerül sor az európai LSST konferenciára is, amelyen elsőként számolnak be a friss felfedezésekről.

A következő években izgalmas felfedezésekre számíthatunk – a távoli galaxisok szerkezetének feltárásától a kozmosz sötét összetevőinek jobb megértésén át egészen újonnan felvillanó csillagászati jelenségek detektálásáig.

Fotó: VN/Vera C. Rubin Observatory/NSF/DOE