Stelární observační a laboratorní spektroskopie - podpora kosmického dalekohledu Ariel

Kosmický dalekohled Ariel (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) byl vybrán mezi střední mise M4 Evropské kosmické agentury (ESA) a očekává se jeho vypuštění v roce 2029 (Tinetti et al., 2021b). Během čtyřleté mise bude Ariel pozorovat atmosféry statisticky reprezentativního vzorku (1000) plynných (typu Jupiter, Saturn a Uran) a kamenných (typu super-Zemí a sub-Neptunů) planet pomocí tranzitní spektroskopie ve spektrálním rozsahu 1,10-7,8 μm a proměří také jejich barevnost pomocí tří úzkopásmových fotometrických systémů v optické oblasti. Navrhovaný spektrální rozsah pokrývá všechny očekávané hlavní atmosférické plyny jako vodní pára, oxid uhličitý, methan, čpavek, kyanovodík, sulfan, binární oxidy kovů (TiO, VO) a aerosloly. Metoda tranzitní spektrometrie je založena na diferenční analýze spektra hvězdy a planety během tranzitu a mimo něj, což umožňuje získat absorpční spektrum exoplanety v tranzitní hloubce až 10 ppm. Takové malé signály vyžadují přesnou znalost spektra hostitelské hvězdy a fotometrických křivek a to alespoň na stejné úrovni jako planetární signál, aby bylo možné zmapovat jakoukoliv vnitřní variabilitu hvězdy (např. kvůli magnetické aktivitě a konvektivní turbulenci) a vyhnout se tak zavádějícím výsledkům (Tinetti et al., 2018). Tranzitní spektroskopie exoplanet navíc nepřináší pouze stacionární informace o tom, jaký cizí svět je, ale umožňuje komplexně mapovat dynamické procesy, které zde probíhají (Madhusudhan et al., 2016). Základních hybatelů atmosférické chemie je celá řada, avšak v popředí zájmu vědců z našeho ústavu jsou zejména fotochemické a plazmochemické reakce (Ferus et al., 2020).