Výsledky pozorování tranzitů exoplanet v projektu Ariel

Kromě pozorování proměnných hvězd jsme se začali zabývat také pozorováním tranzitů exoplanet. Je to výsledek navázání regionální spolupráce AV ČR s ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského v projektu „Stelární observační a laboratorní spektroskopie - podpora kosmického dalekohledu Ariel“ (smlouva o spolupráci AV ČR s krajem Zlínský kraj D/1449/2015/KUL).

Cílem je získávat fotometrická data tranzitů exoplanet, které byly vybrány jako zájmové objekty pro projekt 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.

Primárním cílem fotometrie je upřesňovat orbitální periody exoplanet. Tyto časy jsou důležité pro měření družice Ariel, kdy bude zaměřena na danou hvězdu v době začátku a konce tranzitu exoplanety a bude pomocí spektrometru analyzovat chemické složení atmosféry exoplanety. Sekundárním cílem je sledování případné chromosférické aktivity hostitelské hvězdy, která se zpravidla projevuje impulzními hvězdnými erupcemi. Pro některé exoplanety, které obíhají velmi blízko hvězdy (zde jsou míněny oběžné doby od 3 dní a delší), může mít taková událost výrazný vliv. Během erupcí se může uvolnit kromě vysokoenergetického záření i proud částic elektronů a protonů ve formě plazmatického oblaku. Interakce takového objektu může mít fatální důsledky pro atmosféru exoplanety, od silné ionizace atomů až po částečnou likvidaci atmosféry jako takové.

Do pozorování jsme mohli zapojit i nový dalekohled Newton 500mm f/3.8 na vidlicové direct drive montáži DDF2-EQ, který je umístěn v západní kopuli naší hvězdárny. Prostřednictvím aplikace, kterou v rámci podpory pozorování pro družici Ariel vytvořila skupina astronomů s názvem Exoclock, je možné nalézt předpovědi tranzitů exoplanet pro dané pozorovací místo.  

Pro první pokus byla vybrána exoplaneta obíhající kolem hvězdy TOI-2046b. Tranzit exoplanety byl pozorován 15.8.2025. Z hlediska vztahů mezi eruptivní hvězdou a exoplanetou se jedná o zajímavý cíl. 

V nové publikaci byla potvrzena a charakterizována exoplaneta typu horkého Jupitera, označená jako TOI-2046b, která byla objevena fotometrickou vesmírnou družicí TESS. Uvedená exoplaneta obíhá kolem mateřské hvězdy jednou za 1,4971 dne a má hmotnost 2,30 ±0,28 MJup. Hvězdným hostitelem  TOI-2046b je hvězd hlavní posloupnosti spektrální třídy F. TOI-2046 patří mezi několik nejmladších známých planetárních systémů s horkým Jupiterem, jehož věk se odhaduje na 100–400 milionů let. Proto není vyloučena možnost hvězdné aktivity, která by mohla mít dopad na blízkou exoplanetu. 

Obrázek 1:

Světelná křivka tranzitu TOI-2046b ze dne 15.8.2025 vyhodnocená v databázi Sekce proměnných hvězd a exoplanet ČAS. Délka tranzitu vychází na 2,48 hodiny s poklesem 18,11 tisícin magnitudy.

Obrázek 2:

Světelná křivka tranzitu TOI-2046b vyhodnocená aplikací Exoclock, která vyžaduje splnění některých parametrů pozorování a přesnosti měření.

1.září jsme se pak zaměřili na exoplanetu obíhající kolem hvězdy s označením Kepler 854. Exoplaneta obíhá kolem mateřské hvězdy jednou za 2,1446 dne, doba zákrytu trvá 3,9 hodiny a pokles jasnosti během tranzitu je 0,016 magnitudy. Odhadovaný poloměr planety je 3 poloměry Jupitera. Vzhledem k blízkosti oběžné dráhy se bude jednat o typ exoplanety s označením horký Jupiter.

Obrázek 3:

Světelná křivka tranzitu exoplanety Kepler 854b ze dne 1.9.2025 vyhodnocená aplikací Exoclock, která vyžaduje splnění některých parametrů pozorování a přesnosti měření.

Obrázek 4:

Do pozorování jsme mohli zapojit i nový dalekohled Newton 500mm f/3.8 na vidlicové direct drive montáži DDF2-EQ, který je umístěn v západní kopuli naší hvězdárny.