HUN-REN-ELTE Astropolarimetry Research Group

2025.01.01.
HUN-REN-ELTE Astropolarimetry Research Group

Title of research: Construction of a portable imaging-polarimetric astronomical telescope and its applications in regions of the Earth with favourable astroclimate, with special emphasis on the Kordylewski dust clouds.

Grant: HUN-REN-ELTE-0116607 Astropolarimetry Research Group grant application, Hungarian Research Network + Eötvös Loránd University (123 957 438 HUF)

Duration: June 2022 – December 2027 (66 months)

Research topic

Judit Slíz-Balogh, a member of our research group, has succeeded in detecting and recording the polarization patterns of the Kordylewski dust clouds around the triangular Lagrange points L4 and L5 of the Earth-Hold system with a telescope equipped with an imaging polarimeter on 4 occasions between 2017 and 2021 at her private astronomical observatory in Badacsonytördemic. These polarimetric observations have been published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society [A1, A2, A4] with a great international media echo. Since such nearly one successful observation per year is not suitable to study the visibility and dynamics of these dust clouds, we have applied for a research grant to construct a portable polarization telescope and to perform astronomical measurements with it at favourable astroclimatic locations on Earth.

In the framework of our research programme (starting on 1 July 2022) we built our portable, wide-field-of-view, rotating-linear-analyser, imaging-polarimetric telescope by early 2023. We have found a very favourable astroclimatic site at the Isabis Astrofarm, a private property of Joachim Cranz on the Khomas Highland in Namibia. The excellent astroclimate of this site is demonstrated by the fact that it also hosts the German HESS astronomical station measuring the Chernenkov radiation, a member of the Hungarian HATNET exoplanet observatory telescope system and a Russian space debris observatory.

Our 1st astropolarimetric measurement campaign was conducted from 18 July to 16 August 2023 at the Isabis Astrofarm. One of our results, the polarimetric observation of the Kordylewski dust cloud around the L5 Lagrange point of the Earth-Moon system, was reported in [A6, A7]. Another result of our Namibian measurements from 2023, the detection of a hitherto uncatagolized interstellar cloud, is under publication.

Our 2nd astropolarimetric measurement campaign took place between 18 June and 17 July 2024 at the Isabis Astrofarm. We are writing two papers about our polarization results from this mission.

In addition to our astropolarimetric measurements in Namibia, we are also carrying out computer modelling of the behaviour of the Kordylewski dust clouds and interplanetary dusts and asteroids. In one of our papers [A3], we found a possible explanation why the L5 Kordylewski dust cloud of the Earth-Moon system has been observed three times more frequently than the L4 dust cloud. This could be due to the different particle trapping capabilities of the L4 and L5 Lagrange points. On the basis of our computer simulations, we concluded that the L4 and L5 Lagrange points of the Sun-Jupiter particle system are responsible not only for the formation of the Greek and Trojan asteroid families, but also for the formation of other asteroid families in mean-motion resonance with Jupiter [A5]. We plan to apply this result and study method to the Kordylewski dust clouds, in order to explain the banded structure of these particle formations.

Our astropolarimetric results are published regularly in Hungarian scientific and educational journals [M1-M5], furthermore they are also disseminated in popular-scientific lectures [E1-E15].

In addition to the above, in Namibia we also plan to measure the polarization patterns of the zodiacal light, reflection nebulae and interstellar clouds.

Members

Gábor Horváth
professor, group leader
ELTE staff page

Judit Slíz-Balogh
engineer-mathematician, astronomer
ELTE staff page

Attila Mádai
mechanical engineer, astronomer
ELTE staff page

Pál Sári
mechanical engineer, astronomer
external member


Contacts

Leader of the research group: Gábor Horváth
Room: Lágymányos Campus, Northern Building 3.69
Phone: +36-1-372-2765
Extension: +36-1-372-2500 / 6365
Honlap: arago.elte.hu
Email: uh.etle.ogara@hg 

English publications

  • [A7] Gábor Horváth, Judit Slíz-Balogh (2024) Chapter 27: Polarization of sunlit and moonlit skies, eclipse skies, solar coronas and Kordylewski dust clouds. pp. 741-778, p. 37 (doi: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-62863-4_27) In: Gábor Horváth (editor) (2024) Polarization Vision and Environmental Polarized Light. Springer Nature Switzerland AG: Cham, Switzerland (doi: https://link.springer.com/10.1007/978-3-031-62863-4)
  • [A6] Judit Slíz-Balogh, Attila Mádai, Pál Sári, András Barta, Gábor Horváth (2024) Observation of the L5 Kordylewski dust cloud with a portable imaging polarimetric telescope in the Namibian Khomas highland. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 530: 3570-3577 (8 pages, doi: 10.1093/mnras/stae1062)
  • [A5] Judit Slíz-Balogh, Dániel Horváth, Gábor Horváth (2023) Jupiter the great celestial organizer: on the origin of orbits of some asteroid families in mean motion resonances with Jupiter. Acta Astronautica 211: 208-215 + electronic supplement (8 pages, doi: 10.1016/j.actaastro.2023.06.005)
  • [A4] Judit Slíz-Balogh, Attila Mádai, Pál Sári, András Barta, Gábor Horváth (2023) First polarimetric evidence of the existence of the Kordylewski dust cloud at the L4 Lagrange point of the Earth-Moon system. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 518: 5236-5241 (doi: 10.1093/mnras/stac3429)
  • [A3] Judit Slíz-Balogh, Bálint Érdi, Dániel Horváth, Gábor Horváth (2022) Why was the Kordylewski dust cloud observed more frequently at the L5 Lagrange point than at L4? Asymmetry of the particle capture at the triangular Lagrange points of the Earth-Moon system. Icarus 374: 114814 (7 pages, doi: 10.1016/j.icarus.2021.114814)
  • [A2] Judit Slíz-Balogh, András Barta, Gábor Horváth (2019) Celestial mechanics and polarization optics of the Kordylewski dust cloud in the Earth-Moon Lagrange point L5 - Part II. Imaging polarimetric observation: new evidence for the existence of Kordylewski dust cloud. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 482: 762-770 (doi: https://doi.org/10.1093/mnras/sty2630)
  • [A1] Judit Slíz-Balogh, András Barta, Gábor Horváth (2018) Celestial mechanics and polarization optics of the Kordylewski dust cloud in the Earth-Moon Lagrange point L5 - Part I. Three-dimensional celestial mechanical modelling of dust cloud formation. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 480: 5550-5559 (doi: 10.1093/mnras/sty2049)

Hungarian publications

  • [M5] Slíz-Balogh Judit, Mádai Attila, Sári Pál, Horváth Gábor, Barta András (2024) A Kordylewski-porholdak asztropolarimetriája. Fizikai Szemle 74: 20-23
  • [M4] Horváth Gábor, Slíz-Balogh Judit, Mádai Attila, Sári Pál, Mitró Ilona (2024) 1. rész: Csillagászati mérőkampány Namíbiában - Polarizációs porholdvadászat. 2. rész: Asztropolarimetria Namíbiában - Kutatóélet az Isabis Asztrofarmon. Természet Világa 155: 98-103 + borító belső, 155: 180-186
  • [M3] Horváth Gábor, Slíz-Balogh Judit (2019) Interjú Kazimierz Kordylewski lengyel csillagász fiaival: porholdmérés polarimetriával. Élet és Tudomány 74: 425-427
  • [M2] Slíz-Balogh Judit, Barta András, Horváth Gábor (2019) Kordylewski porholdjának polarimetriai észlelése: Lagrange égi porszívója. Természet Világa 150: 169-175
  • [M1] Horváth Ákos, Horváth Gábor (1990) A Kordylewski-féle porholdak kialakulásának számítógépes modellezése. Fizikai Szemle 40: 338-344

Lectures

  • [E15] Horváth Gábor (2024) Beszámoló a 2024. évi namíbiai asztropolarimetriai mérőkampányról. (Meghívott előadás) Halasi Csillagászati Napok, Kiskunhalasi Csillagászati Egyesület, Martonosi Pál Városi Könyvtár, Kiskunhalas, 2024. október 16., 18:45-19:15
  • [E14] Slíz-Balogh Judit (2024) Új molekulafelhők a Libra csillagképben a Lokális Buborékon belül. (Meghívott előadás) Halasi Csillagászati Napok, Kiskunhalasi Csillagászati Egyesület, Martonosi Pál Városi Könyvtár, Kiskunhalas, 2024. október 16., 18:00-18:45
  • [E13] Slíz-Balogh Judit, Horváth Gábor (2024) Csillagászat a namíbiai sivatagban és élet a namib Khomas-fennsíkon. (Meghívott előadás) A Föld napja. Bibó István Gimnázium, Kiskunhalas, 2024. április 18., 17:00-18:30
  • [E12] Horváth Gábor (2024) Csillagászati mérőkampány a namíbiai sivatagban 2023 nyarán. (Meghívott előadás) Göd, József Attila Művelődési Ház, Pesti út 72., 2024. február 6., 15:00-17:00
  • [E11] Slíz-Balogh Judit (2023) Porholdak, Cserenkov-sugárzás és zebrák, avagy az 1. namíbiai asztropolarimetriai mérőkampány tapasztalatai. (Meghívott előadás) Dobó István Gimnázium, Természettudományos Önképző Kör, Eger, 2023. december 14., 13:30-14:15
  • [E10] Horváth Gábor (2023) Hordozható, képalkotó polariméteres csillagászati távcső első próbája a namí­biai sivatag Isabis Asztrofarmján 2023 nyarán. (Meghívott előadás) Halasi Csillagászati Napok, Kiskunhalasi Csillagászati Egyesület, Martonosi Pál Városi Könyvtár, Kiskunhalas, 2023. október 16., 18:00-18:450
  • [E9] Horváth Gábor, Slíz-Balogh Judit, Mádai Attila (2022) Astropolarimetry: 5-year research project of the ELKH-ELTE Astropolarimetry Research Group. (lecture) tanszéki szeminárium, ELTE Biológiai Fizika Tanszék, Budapest, Pázmány sétány 1, 2022. szeptember 22., 14:00-15:00
  • [E8] Horváth Gábor (2019) Lagrange égi porszívója és Kordylewski poláros porholdja. (Meghívott előadás) Atomoktól a csillagokig, ELTE TTK Fizikai Intézet, 0.83. Eötvös-terem, Budapest, 2019. november 21., 17:00-18:00
  • [E7] Gábor Horváth, Judit Slíz-Balogh (2019) Imaging polarimetry of the Kordylewski dust cloud in the L5 Lagrange point of the Earth-Moon system. (Invited Lecture) 14:45-15:30, 12 October 2019, Kazimierz Kordylewski as a human and astronomer - International Seminar, 12-13 October 2019, Queen Jadwiga Astronomical Observatory, Rzepiennik Biskupi, Poland
  • [E6] Judit Slíz-Balogh, Gábor Horváth (2019) Computer modelling of the formation of dust clouds in the L4 and L5 Lagrange points of the Earth-Moon system. (Invited Lecture) 14:00-14:45, 12 October 2019, Kazimierz Kordylewski as a human and astronomer - International Seminar, 12-13 October 2019, Queen Jadwiga Astronomical Observatory, Rzepiennik Biskupi, Poland
  • [E5] Slíz-Balogh Judit, Horváth Gábor (2019) A Kordylewski-porhold kaotikus dinamikája és létezésének képalkotó polarimetriai kimutatása. (Meghívott előadás) ELTE Elméleti Fizika Tanszék, Statisztikus Fizika Szeminárium, 2019. május 29., 11:00-12:30
  • [E4] Gábor Horváth, Judit Slíz-Balogh, András Barta (2019) Celestial mechanics and polarization optics of the Kordylewski dust cloud in the Earth-Moon Lagrange point L5: Imaging polarimetric new evidence for the existence of Kordylewski dust cloud. (Invited Lecture) 2019. május 15., 14:00-14:20, A Magyar Tudományos Akadémia Földtudományok Osztálya, a Geofizikai Tudományos Bizottság, a Geodéziai és Geoinformatikai Tudományos Bizottság Eötvös Loránd centenáriumi emlékülése, 2019. május 15., 10:00-16:00, MTA Székház Felolvasóterme, Budapest
  • [E3] Slíz-Balogh Judit, Horváth Gábor (2019) Égioptika és égimechanika. I. rész: Égi jelenségek polárszűrőn át. II. rész: Lagrange égimechanikai porszívója és Kordylewski porholdja. (Meghívott előadás) Berze Nagy János Gimnázium, Természettudományos Önképző Kör, Gyöngyös, 2019. március 29., 15:00-16:30
  • [E2] Horváth Gábor (2019) Égimechanika és égioptika: Lagrange égimechanikai porszívója és Kordylewski porholdja + Égi jelenségek polárszűrőn át. (Meghívott előadás) Bibó István Gimnázium, Kiskunhalas, 2019. március 21., 17:00-18:30 a Föld napja alkalmából
  • [E1] Horváth Gábor, Slíz-Balogh Judit (2018) Égioptika és égimechanika. I. rész: Égi jelenségek polárszűrőn át. II. rész: Lagrange égimechanikai porszívója és Kordylewski porholdja. (Meghívott előadás) Dobó István Gimnázium, Természettudományos Önképző Kör, Eger, 2018. október 4., 12:45-14:15