Beszámoló a 2014-ban végzett tudományos munkáról - akkreditált kutatócsoportok számára 1. A kutatócsoport neve: MTA CSFK Lendület Exobolygók és Csillagszerkezet Kutatócsoport MTA Lendület Exoplanets and Stellar Structure Research Grop 2. A kutatócsoport vezetője: Kiss László kutatóprofesszor 3. A kutatócsoport tagjai 2014-ben (FTE hozzájárulással): Kiss László = 0,6 Bányai Evelin = 1,0 Benkő József = 0,2 Derekas Aliz = 0,2 Dobos Vera = 1,0 Kővári Zsolt = 0,2 Mező György = 0,2 (nem kutatói) Nuspl János = 0,2 Regály Zsolt = 0,5 Sárneczky Krisztián = 0,75 Simon Attila = 0,5 (külföldön) Szabó M. Gyula = 0,2 Szabó Róbert = 0,2 Vida Krisztián = 0,2 Összesített FTE-érték: 5,95. Emellett a kutatócsoporthoz tartozó TÁMOP-projektben 0,2-0,7 FTE-kkel a további munkatársak vettek részt Kuli Zoltán = 0,7 (nem kutatói) Szakáts Róbert = 0,2 Szegedi-Elek Elza = 0,2 Kelemen János = 0,2 Molnár László = 0,2 Mindösszesen 1,5 FTE. Ez a hozzájárulás teljes mértékben tudományos disszeminációs aktivitásra fordítodott. 4. A kutatócsoport öt legfontosabb publikációja 2014-ben: 1. Rauer, H.; Catala, C.; Aerts, C.; Appourchaux, T.; Benz, W.; Brandeker, A.; Christensen- Dalsgaard, J.; Deleuil, M.; Gizon, L.; Goupil, M.-J.; Güdel, M.; Janot-Pacheco, E.; Mas- Hesse, M.; Pagano, I.; Piotto, G.; Pollacco, D.; Santos, Ċ.; Smith, A.; Suárez, J.-C.; Szabó, R.; Udry, S.; Adibekyan, V.; Alibert, Y.; Almenara, J.-M.; Amaro-Seoane, P.; Eiff, M. Ammler-von; Asplund, M.; Antonello, E.; Barnes, S.; Baudin, F.; Belkacem, K.;
Bergemann, M.; Bihain, G.; Birch, A. C.; Bonfils, X.; Boisse, I.; Bonomo, A. S.; Borsa, F.; Brandão, I. M.; Brocato, E.; Brun, S.; Burleigh, M.; Burston, R.; Cabrera, J.; Cassisi, S.; Chaplin, W.; Charpinet, S.; Chiappini, C.; Church, R. P.; Csizmadia, Sz.; Cunha, M.; Damasso, M.; Davies, M. B.; Deeg, H. J.; Díaz, R. F.; Dreizler, S.; Dreyer, C.; Eggenberger, P.; Ehrenreich, D.; Eigmüller, P.; Erikson, A.; Farmer, R.; Feltzing, S.; de Oliveira Fialho, F.; Figueira, P.; Forveille, T.; Fridlund, M.; García, R. A.; Giommi, P.; Giuffrida, G.; Godolt, M.; Gomes da Silva, J.; Granzer, T.; Grenfell, J. L.; Grotsch-Noels, A.; Günther, E.; Haswell, C. A.; Hatzes, A. P.; Hébrard, G.; Hekker, S.; Helled, R.; Heng, K.; Jenkins, J. M.; Johansen, A.; Khodachenko, M. L.; Kislyakova, K. G.; Kley, W.; Kolb, U.; Krivova, N.; Kupka, F.; Lammer, H.; Lanza, A. F.; Lebreton, Y.; Magrin, D.; Marcos-Arenal, P.; Marrese, P. M.; Marques, J. P.; Martins, J.; Mathis, S.; Mathur, S.; Messina, S.; Miglio, A.; Montalban, J.; Montalto, M.; Monteiro, M. J. P. F. G.; Moradi, H.; Moravveji, E.; Mordasini, C.; Morel, T.; Mortier, A.; Nascimbeni, V.; Nelson, R. P.; Nielsen, M. B.; Noack, L.; Norton, A. J.; Ofir, A.; Oshagh, M.; Ouazzani, R.-M.; Pápics, P.; Parro, V. C.; Petit, P.; Plez, B.; Poretti, E.; Quirrenbach, A.; Ragazzoni, R.; Raimondo, G.; Rainer, M.; Reese, D. R.; Redmer, R.; Reffert, S.; Rojas-Ayala, B.; Roxburgh, I. W.; Salmon, S.; Santerne, A.; Schneider, J.; Schou, J.; Schuh, S.; Schunker, H.; Silva-Valio, A.; Silvotti, R.; Skillen, I.; Snellen, I.; Sohl, F.; Sousa, S. G.; Sozzetti, A.; Stello, D.; Strassmeier, K. G.; Švanda, M.; Szabó, Gy. M.; Tkachenko, A.; Valencia, D.; Van Grootel, V.; Vauclair, S. D.; Ventura, P.; Wagner, F. W.; Walton, N. A.; Weingrill, J.; Werner, S. C.; Wheatley, P. J.; Zwintz, K.: 2014, The PLATO 2.0 mission, Experimental Astronomy, 38, pp. 249-330 (IF: 2,663) 2. Vida, K., Oláh, K., Szabó, R.: 2014, Looking for activity cycles in late-type Kepler stars using time-frequency analysis, MNRAS, 441, pp. 2744-2753 (IF: 5,226) 3. Baron, F., Monnier, J. D., Kiss, L. L., Neilson, H. R., Zhao, M., Anderson, M., Aarnio, A., Pedretti, E., Thureau, N., ten Brummelaar, T. A., Ridgway, S. T., McAlister, H. A., Sturmann, J., Sturmann, L., and Turner, N., "CHARA/MIRC Observations of Two M Supergiants in Perseus OB1: Temperature, Bayesian Modeling, and Compressed Sensing Imaging", The Astrophysical Journal, 785, id. 46, 13 pp. (2014) (IF:6,280) 4. Szabó, Gy.M., Simon, A.E., Kiss, L.L.: 2014, Mapping a star with transits: orbit precession effects in the Kepler-13 system, MNRAS, 437, pp. 1045-1050 (IF: 5,226) 5. Szabó, Róbert; Ivezić, Željko; Kiss, László L.; Kolláth, Zoltán; Jones, Lynne; Sesar, Branimir; Becker, Andrew C.; Davenport, James R. A.; Cutri, Roc M.: 2014, High-precision 2MASS JHKs Light Curves and Other Data for RR Lyrae Star SDSS J015450 + 001501: Strong Constraints for Nonlinear Pulsation Models, ApJ, 780, id. 92, 7 pp. (IF: 6,280) 5. A kutatócsoport publikációs mutatói 2014-ben: A NASA ADS adatbázisában 41 egyedi publikáció található Lendület-köszönetnyilvánítással, vagy domináns csoporttag általi szerzőséggel. Ezek megoszlása a következő: 1. Impakt faktoros cikkek száma: 20 2. Összesített impakt faktor: 108,105 3. Nem impakt faktoros cikkek száma: 3 4. Egyéb publikációk (főleg konferenciakiadványok) száma: 18 6. A kutatócsoport három legfontosabb tudományos eredménye (magyarul és angolul, max. 1500 karakter/nyelv): Analizáltuk a Kepler-13 bolygó teljes Kepler-adatsorát (928 nap), hogy megerősítsük a tranzit időtartamának graduális fejlődését, és azonosítsuk a csillagról származó forgási és aktivitási jeleket a tranzit fénygörbéjében. A standard tranzit-paraméterek hosszú távú fejlődésén túl vizsgáltuk az
egyedi tranzit fénygörbék alakját, és ezek klasztereződését k-mean módszerrel, 3 osztály felállításával. Az aktivitás hosszú távú változásait a tranzit görbealakok autokorrelációs függvényén keresztül vizsgáltuk. Kimutattuk a tranzit időtartamának, mélységének és aszimmetriájának lassú változását, amely a pályaprecesszióra, végeredményben a gazdacsillag forgására vezethető vissza. Igazoltuk, hogy harmadik tranzit nagyon hasonló vetületű csillagkorong előtt zajlik le, ami megerősíti a pontos 5:3 rezonanciát a csillag forgása és a bolygó keringése között. A Kepler-adatbázis adataiban négy 39 gyorsan forgó késői (Prot 1 d) csillag négy évnyi fénygörbéjét elemeztük. Idő frekvencia analízis segítségével 300-900 nap hosszú aktivitási ciklusra utaló jeleket találtunk. A ciklusokat a differenciális rotáció és a ciklus során a pillangó-diagramhoz hasonlóan változó foltszélesség és így az ezek miatt változó mérhető forgási periódus segítségével mutattuk ki. A differenciális rotáció nyírási paraméterére is adtunk legkisebb becslést, ez a ciklusokkal bíró csillagok esetében 0.001. Ezek az eredmények a rotáció ciklushossz diagram eddig kevésbé tanulmányozott, a gyorsan forgó csillagokat tartalmazó részét egészítik ki. A Per OB1 asszociáció két vörös szuperóriásáról interferometriai méréseket végeztünk. Az RS Per és T Per H-sávban végzett észleléseihez a Michigan Infra-Red Combiner (MIRC) műszert használtuk a CHARA interferometriai távcsőhálózaton. Az adatokból egyértelműen kimutatható a körszimmetriától való eltérés. Vizsgálatunkhoz új technikákat fejlesztettünk ki, amelyek a legmodernebb statisztikai eszközökre építkeznek. A csillagok felszínét első közelítésben peremsötétedett korongokkal modelleztük, majd Bayes-algoritmussal meghatároztuk a csillagfelszíneken található foltok legvalószínűbb számát. A számított effektív hőmérsékletek alátámasztják a vörös szuperóriásokra a közelmúltban kimutatott forróbb hőmérsékletskálát. A csillagfelszínek képét rekonstruáltuk a modellfüggetlen SQUEEZE képalkotó kódunkkal. Az eredmények kiváló összhangban állnak a Bayes-algoritmussal kapott modellekkel. Vizsgálatainak alapján a közeli infravörösben a csillagfluxus 3-5%-a forró foltok alakjában sugárzódik ki. Kepler-13b is a most intriguing exoplanet system due to the rapid precession rate, exhibiting several exotic phenomena. We analysed Kepler short cadence data up to Quarter 14, with a total time-span of 928 d, to reveal changes in transit duration, depth, asymmetry and identify the possible signals of stellar rotation and low-level activity. We investigated long-term variations of transit light curves testing for duration, peak depth and asymmetry. We also performed cluster analysis on Kepler quarters. We computed the autocorrelation function of the out-of-transit light variations. Transit duration, peak depth and asymmetry evolve slowly, due to the slowly drifting transit path through the stellar disc. The detected transit shapes will map the stellar surface on the time-scale of decades. We found a very significant clustering pattern with 3-orbit period. Its source is very probably the rotating stellar surface, in the 5:3 spin-orbit resonance reported in a previous study. We analysed light curves covering four years of 39 fast-rotating (Prot 1 d) late-type active stars from the Kepler database. Using time-frequency analysis (short-term Fourier transform), we find hints for activity cycles of 300-900 d at nine targets from the changing typical latitude of the starspots, which with the differential rotation of the stellar surface change the observed rotation period over the activity cycle. We also give a lowest estimation for the shear parameter of the differential rotation, which is 0.001 for the cycling targets. These results populate the less studied, short-period end of the rotation-cycle length relation. Two red supergiants of the Per OB1 association, RS Per and T Per, have been observed in the H band using the Michigan Infra-Red Combiner (MIRC) instrument at the CHARA array. The data show clear evidence of a departure from circular symmetry. We present here new techniques specially developed to analyze such cases, based on state-of-the-art statistical frameworks. The stellar surfaces are first modeled as limb-darkened disks based on SATLAS models that fit both MIRC interferometric data and publicly available spectrophotometric data. Bayesian model selection is then used to determine the most probable number of spots. The effective surface
temperatures are also determined and give further support to the recently derived hotter temperature scales of RSGs. The stellar surfaces are reconstructed by our model-independent imaging code SQUEEZE, making use of its novel regularizer based on Compressed Sensing theory. We find excellent agreement between the model-selection results and the reconstructions. Our results provide evidence for the presence of near-infrared spots representing about 3%-5% of the stellar flux. 7. A kutatócsoport munkáját finanszírozó pályázatok: Lendület 2009 (beépült) - 42 MFt TÁMOP - 20 MFt CHEOPS PECS - 15 MFt/16 hónap 8. A kutatócsoport által beadott pályázatok: 2014-ben három sikertelen pályázat (H2020 NEO-PROTEC2; OTKA NN, CHEOS PECS folytatás) után 2015 elején az OTKA NN-projektet próbáljuk folytatni. Emellett dolgozunk egy H2020 COMPET-2015-ös pályázaton, a CHEOPS műhold programjában történő tudományos részvétellel. 9. A kutatócsoport hazai és nemzetközi kapcsolatai: Szegedi Tudományegyetemen: Közös kutatások a Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorciumon belül ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium: folytattuk az ELTE Gothard-Lendület Kutatócsoport munkáját. Közös kutatások a Keplerrel; a spektroszkópia hazai bevezetése a szombathelyi 50 cm-es teleszkóppal, illetve a piszkéstetői 1m-es RCC-vel. University of Bern (Svájc): Együttműködés a CHEOPS konzorciummal. University of Washington (USA): Együttműködés Prof. Željko Ivezić kutatócsoportjával. Téma: csatlakozás az LSST programjához. University of Sydney (Ausztrália): Együttműködés a Prof. Tim Bedding által vezetett asztroszeizmológus csoporttal. Kutatási témák: Kepler-űrtávcső. University of Aarhus (Dánia): Kepler Asteroseismic Science Consortium (KASC). Kisebb közös projektek kanadai, brit, amerikai és ausztrál csillagászokkal. 2014 tavaszán elfogadták egy 16 országból 32 intézményt felvonultató COST Actions pályázatunkat (COST-BIG-SKY- EARTH). 10. A kutatócsoport távlati tervei, humán- és egyéb erőforrások fejlesztési igényei (max. 1500 karakter): Kutatócsoportunk az akadémiai támogatás állandósulásával, illetve a csoporttagok független pályázati sikerei révén igen jól finanszírozott kutatási egység. Ez azonban átmeneti állapot, ezért aktívan keressük a további finanszírozás lehetőségeit. 2015 legfontosabb feladata új pályázat(ok) elnyerése, amire több terv is létezik: 1. LSST-projekt OTKA-támogatással. OTKA NN pályázatunkat három egymást követő
pályázati ciklusban is visszadobták forráshiányra hivatkozással. 2015. februárban újra kísérletet teszünk a projekt financiális hátterének megteremtésére. 2. A H2020 NEO-PROTEC2 felhívásra beadott pályázatunkat 2014 őszén elutasították. Jelenleg a COMPET-2015 felhívás 2015. április 8-i határidejű kiírására beadandó pályázaton dolgozunk. 3. ERC pályázatok. A csoportvezető már csak az Advanced Grant kategóriában indulhat, ugyanakkor több csoporttag (pl. Szabó M. Gyula, Szabó Róbert) esélyes lehet egy Consolidator Grant elnyerésére. Ezen kiírásokon való indulás szintén szerepel a 2015-ös tervek között. 4. Egyelőre nem világos, hogy Magyarország ESA-csatlakozása milyen forrásokat nyithat meg a CHEOPS-űrtávcső programjában való részvételünk finanszírozására, ám első adandó alkalommal lépni fogunk új támogatás megpályázására. Végezetül megemlítendő, hogy 2014 végén lejárt a TÁMOP tudományos eredmények disszeminációjára irányuló projektünk. Ennek folytatása valamilyen formában szintén kívánatos, mind a kutatócsoport, mind az egész intézet számára. Budapest, 2015. január 26-án