Program ASTRO workshopu 2021

štvrtok 2021‐03‐04
12:00 – 12:10 Karol Havrila
Šimon Mackovjak
Roman Nagy
Otvorenie 8. ročníka Astroworkshopu
12:10 – 12:25 Martin Baláž
Karol Havrila
Emil Puha
Patrik Čechvala
Z domácej kuchyne organizátorov
Organizátori, ktorí nemajú vlastnú prednášku, v stručnosti predstavia, čomu sa venujú.
12:25 – 12:40 Viera Maslej Krešňáková Informatička v astrofyzike. Stratená či nájdená vo vesmíre? Využitie hlbokého učenia pre klasifikáciu zákrytových premenných hviezd či morfologickú klasifikáciu rádiových galaxií.
V tomto príspevku vás v krátkosti prevediem mojou cestou k astrofyzike, a poukážem na výhody spájania IT odborov s prírodovedeckými odbormi ako sú astronómia a astrofyzika. V posledných rokoch sú algoritmy strojového učenia v astrofyzike čoraz populárnejšie a v súčasnosti sa používajú na riešenie rôznych úloh. V mojej práci sa konkrétne zameriavam na využitie metód hlbokého učenia. Jednou z tém, ktorú vám chcem predstaviť je klasifikácia svetelných kriviek zákrytových premenných hviezd. Vďaka syntetickým dátam, vytvorených na základe fyzikálneho modelu, sme dokázali natrénovať model, ktorý dokáže klasifikovať krivky získané z observačných dát. V druhej časti si povieme o klasifikácií rádiových galaxií, kde sa nám podarilo vytvoriť model, ktorý dokáže klasifikovať rádiové galaxie do štyroch tried (Fanaroff-Riley I, Fanaroff-Riley II, Bent-Tailed and Compact) s 99% úspešnosťou.
12:40 – 12:55 Jaroslav Merc Symbiotic binaries and where to find them
Symbiotické systémy sú interagujúce dvojhviezdy pozostávajúce z vyvinutého, chladného obra, ktorý prenáša hmotu na horúceho spoločníka - bieleho trpaslíka alebo zriedka neutrónovú hviezdu. Prítomnosť ionizovaných aj neutrálnych oblastí v ich okolí, interagujúce vetry, výtrysky hmoty, akrečné disky alebo prítomnosť prachu z nich robia mimoriadne astrofyzikálne laboratóriá vhodné na štúdium rôznych aspektov interakcie a vývoja dvojhviezd. Aj keď prehliadky v nedávnej dobe odhalili niekoľko desiatok nových symbiotických systémov, počet známych objektov je stále oveľa nižší ako akýkoľvek odhad veľkosti symbiotickej populácie. Navyše sa zdá, že niektoré objekty, ktoré boli klasifikované ako možné symbiotické dvohviezdy, nemajú v skutočnosti symbiotickú povahu. Preto je potrebná dôkladná analýza týchto objektov. Naša Nová online databáza symbiotických premenných môže slúžiť ako základ pre štatistické štúdie charakteristík symbiotickej populácie. V tomto príspevku predstavíme niektoré aspekty hľadania symbiotických dvojhviezd a analýzu symbiotických kandidátov.
12:55 – 13:10 Miroslav Fedurco ELISa: nový nástroj na modelovanie tesných zákrytových dvojhviezd
Predstavujeme softvérový balík Elisa (github.com/mikecokina/elisa), určený na modelovanie svetelných kriviek a kriviek radiálnych rýchlostí blízkych zákrytových dvojhviezd so zabudovanými metódami na riešenie inverzného problému. Hlavným cieľom tohto balíka je poskytnúť vhodný kompromis medzi rýchlosťou a presnosťou počas procesu fitovania napozorovaných dát, kde výhodami balíka Elisa je modulárnosť a použitie moderného programovacieho jazyka Python, ktorý zabezpečuje jednoduchú inštaláciu a použitie na všetkých druhoch operačných systémov. Elisa využíva na konštrukciu hviezdneho povrchu Rocheho geometriu a triangulačný proces, kde každý povrchový element je charakterizovaný unikátnymi fyzikálnymi parametrami. Symetrie a podobnosti povrchov sú využité na výrazné skrátenie výpočtového času potrebného na produkciu krivky. Na riešenie inverzného problému sa implementovali metódy Least Squares a Markov chain Monte Carlo, ktoré umožňujú získať parametre dvojhviezdy z pozorovaných dát spolu s príslušnými odhadmi chýb. Rýchlosť a presnosť tohto balíka bola testovaná voči výkonu iných štandardne používaných balíkov a ukázali sme, že balík Elisa je vhodný na spracovanie pozemných a kozmických pozorovaní.
13:10 – 13:30 Coffee break
It's every man for himself!
13:30 – 13:45 Adrián Kundrát Automatická detekcia elektromagnetických pulzov na spektrogramoch pomocou neurónových sietí
Súčasné meracie aparatúry dokážu zaznamenať úder blesku na vzdialenosť tisícky kilometrov. Je to vďaka meraniam elektromagnetických pulzov v rádiovej oblasti do 30 kHz (VLF). Následnou analýzou je možné nielen lokalizovať úder blesku, ale aj charakterizovať vlastnosti prostredia medzi bleskom a detektorom. Techniky strojového učenia môžu výrazne zjednodušiť detekciu a analýzu týchto pulzov zaznamenaných v tzv. spektrogramoch. V prezentácií si vysvetlíme, akým spôsobom sme túto tému spracovali a popíšeme použité metódy. Pomocou crowdsourcingového projektu sme získali anotácie potrebné na klasifikáciu a detekciu týchto pulzov. Vďaka metódam hlbokého učenia - konkrétne technológii YOLOv5 sme boli schopní naučiť neurónovú sieť automaticky vyhodnocovať udalosti na spektrogramoch a tým výrazne zjednodušili detekciu a analýzu pulzov.
13:45 – 14:00 Žofia Chrobáková Revealing Galactic warp precession
Study of the Galactic warp presents a unique opportunity to reveal key information on the formation history of the Galaxy. Recent studies of warp kinematics using Gaia DR2 data have produced first detection of warp precession, that greatly exceeds theoretical predictions of models, thus challenging our current knowledge about warp. However, previous calculations of the precession were carried out by fitting a warp model of young population (~Myr) to fit velocities of an older stellar population (~5-6 Gyr) which has much lower warp amplitude. We recalculate the warp precession with the same approach and Gaia DR2 data, but using different warp parameters, more appropriate for studied stellar population. We find that when we apply appropriate warp parameters, there is no need for precession. In this talk, we will review these different approaches to the warp precession and what it means for warp formation mechanisms.
14:00 – 14:15 Marek Jurčík Stopy galaktických fúzií v štruktúrach Mliečnej cesty
Pri pohybe vesmírnych objektov môže nastať situácie, kedy sa priblížia natoľko, až dôjde k ich vzájomnej kolízii. Nemusí pritom ísť len o samostatné telesá, ale aj o celé gravitačne viazané zoskupenia akými sú hviezdokopy či galaxie. Je známe, že aj Mliečna cesta sa v budúcnosti zrazí so susednou galaxiou Andromeda a ďalšími trpasličími galaxiami v okolí. Nedávne výskumy ale naznačujú, že podobné udalosti Galaxia prekonala aj v minulosti. V našej práci prezentujeme dôkazy o tom, že v Mliečnej ceste sa nachádzajú pozostatky z trpasličích galaxií. Ide predovšetkým o kinematické a chemické vlastnosti hviezd, ktoré nesúhlasia s modelom vývoja Mliečnej cesty bez interakcii s inými galaxiami. Vychádzame z dát kampaní Gaia, APOGEE a SDSS.
14:15 – 14:30 Danica Žilková Is Mars our new home?
Year 2050, 1000 Starships, 100 megatons of material transported, city of 1 million people: these are the predictions of Elon Musk, head of SpaceX agency for the planet Mars in the upcoming years. To him Mars is just a trip of 2 to 3 months away.

Year 2117, nanosatellites, dome settlements, 600 000 people: United Arab Emirates started their Mars 2117 Project, aiming to transform Martian deserts into glistening cities, much like they have done here on Earth.

These are just the top runners to conquer Mars. Are their dreams realistic or still in realms of science fiction? Have they accounted for all the difficulties – the known unknowns and the unknown unknows – or are these missions just a bold statement of human unending quest for exploration? Is pushing Martian boundaries a correct step forward for the human race?

Let us look at the pragmatic reasons for and against these missions, motivation, and consequences they bring, and discuss the physical, psychological and ethical aspects which are often overlooked in the popular context.
14:30 – 14:45 Diskusia
14:45 – 15:00 Kvíz / prestávka
15:00 – 15:15 Maria Chiara Maimone Star And Planet’s Characterisation through High Resolution Spectroscopy and 3D Simulations
Background - The study of exoplanets atmospheres is one of the most intriguing challenges in exoplanet field nowadays and the High Resolution Spectroscopy (HRS) has recently emerged as one of the leading methods for detecting atomic and molecular species in their atmospheres.
Nevertheless extraordinary results have been achieved (Birkby, 2018), High Resolution Spectroscopy alone is not enough. 1D models of the host star have been coupled to HRS observations, but they do not reproduce the complexity of stellar convection mechanism (Chiavassa & Brogi, 2019). On the contrary, 3D Radiative Hydrodynamical (3D RHD) simulations take it into account intrinsically, allowing us to correctly reproduce asymmetric and blue-shifted spectral lines due to the granulation pattern of the stellar disk, which is a very important source of uncertainties (Chiavassa et al. 2017). However, numerical simulations have been computed independently for star and planet so far, while the acquired spectrum contains both the signals. For instance, some molecular species (e.g, CO) form in the same region of the spectrum, thus planetary and stellar spectral lines are completely mixed and overlapped.
A next step forward is needed: computing stellar and planetary models together during the planet transit.

Goal - With my work, I aim at upgrading the already-in-place 3D radiative transfer code Optim3D (Chiavassa et al. 2009) — largely used for stellar purposes so far — to take into account also the exoplanetary contribution and finally carry out a full characterisation of planets and their host stars.
I will present the advantages of the simultaneous use of 3D RHD stellar simulations and exoplanet’s Global Climate Models (GCMs) in generating unprecedented precise synthetic spectra and mimicking the observation at high resolving power during the planet transit.

This work is that step forward.
We will be able to compute a complete dynamic characterisation: on one side, a precise knowledge of the stellar dynamic (i.e. convection-related surface structures) would allow to extract unequivocally the planetary signal; on the other one, a well-modelled dynamic of the planet (i.e. depth, shape, and position of spectral lines) would provide us with considerable information about the planetary atmospheric circulation.
15:15 – 15:30 Jakub Košvanec Vesmírny teleskop Gaia
V tejto prezentácii vám predstavím ambicióznu misiu Európskej vesmírnej agentúry: Gaia. Jej cieľom je vytvoriť trojrozmernú mapu našej galaxie s neuveriteľnou presnosťou. Popíšem vybavenie tohto teleskopu, spôsob spracovania údajov a aj niektoré dosiahnuté výsledky tejto misie. Uvediem taktiež aj do známosti moju diplomovú prácu ktorá sa bude zaoberať spracovaním dát tejto misie.
15:30 – 15:45 Prestávka + spoločná foto
15:45 – 16:15 Ján Baláž Slovenský príspevok k misii ESA JUICE
JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) je v súčasnosti najprestížnejšia pripravovaná misia európskej kozmickej agentúry ESA. Jej cieľom je prieskum najväčšej planéty slnečnej sústavy Jupitera a jeho "ľadových mesiacov" Európa, Ganymédes a Kallisto. Na štúdium Jupiterovho plazmového a časticového prostredia a jeho interakcií s mesiacmi je zameraný komplex vedeckých prístrojov PEP (Particle Environment Package). Ku konštrukcii prístroja JDC (Jovian plasma Dynamics and Composition) tohto komplexu bol prizvaný aj košický Ústav experimentálnej fyziky SAV.
16:15 – 16:30 Juraj Tóth O Amosoch
16:30 – 16:45 Adriana Pisarčíková Study of meteoroid composition by meteor spectroscopy and simulated ablation of meteorites
Investigating the source regions of meteorites is one of the major aims of current research of small interplanetary bodies. Unfortunately, meteorite findings are not common and in addition provide information mostly for asteroidal materials. Spectroscopic observations of meteors may have the potential to classify the material of meteoroids entering the Earth's atmosphere. This presentation is devoted to the simulated atmospheric entry of meteoroids using meteorite samples. We used the plasma wind tunnel, which reproduce the atmospheric entry-like heating conditions, at the Institute of Space Systems at the University of Stuttgart with the aim of collecting six emission spectra in the visible wavelength range of different meteorite types CV, H, L and LL. Description of the project, laboratory experiment and examples of meteorite ablation video recording are going to be presented.