Laboratorní astrofyzika a astrochemie
Zabýváme se simulacemi událostí ve vesmíru, jejichž zkoumání by jinak bylo obtížné nebo dokonce nemožné. Jedná se zejména o simulace pomocí laserů a o počítačové modelování. Lasery umožňují provádět interakční experimenty zaměřené na chemii a fyziku vysoce energetických událostí, jako je vstup velmi rychlých těles (meteoroidů, asteroidů atd.) do planetární atmosféry, jejich exploze během průniku atmosférou či dopad na povrch planet, a mnoho dalších. Spektroskopické měření pak umožňuje analyzovat chemické důsledky simulovaných jevů. Počítačové modelování umožňuje detailní zkoumání chemických reakčních cest a přesných reakčních mechanismů na úrovni elektronových obalů, a predikovat chemické složení atmosfér planet.
Mise ARIEL by měla odstartovat v roce 2029. Má za cíl studovat atmosféry exoplanet včetně jejich chemického složení metodami tranzitní spektroskopie. Využívat má sadu tří spektrometrů (NIRspec, AIRS 0 a AIRS 1) operujících v infračervené oblasti. Česká strana bude pod vedením vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR zodpovídat za vývoj, testování a výrobu hlavních optických komponent. Ty bude dodávat výzkumní centrum TOPTEC, které je součástí Ústavu fyziky plazmatu AV ČR. Díky tomuto příspěvku do vědeckého přístrojového vybavení se čeští vědci stanou nedílnou součástí vědeckého konsorcia mise a získají exkluzivní přístup k získaným datům. Rovněž se zapojí do vedení pracovních skupin k přípravě spektrálních databází a základnímu výzkumu chemie exoplanet. Jedním z cílů je vytvořit katalog spekter molekul, radikálů a iontů detekovaných v atmosférách exoplanet, zhodnotit kritické parametry optického systému s ohledem na spektra těchto molekul a najít markery vybraných procesů v atmosférách planet s důrazem na jevy spojené s vysoce energetickými událostmi.
Dále mise EnVision se sondou k Venuši, která má odstartovat v roce 2031, má za cíl zkoumat vztah mezi geologickými procesy a atmosférou Venuše. To zahrnuje studium chemického složení jejího povrchu a atmosféry, k čemuž bude sloužit sada tří spektrometrů VenSpec (VenSpec-M, VenSpec-U a VenSpec-H) operujících v ultrafialové a infračervené oblasti. Trojice spektrometrů sdílí centrální jednotku řízení mechanických částí a zpracování dat, která se bude vyvíjet a sestavovat v České republice ve spolupráci Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR s Geofyzikálním ústavem AV ČR a Českou geologickou službou.
Vytvoření seznamu chemických látek, které můžeme očekávat v atmosférách exoplanet a na Venuši, pochopení jejich vzniku včetně určení vhodných podmínek pro jejich formování a také reakčních mechanismů, které k nim vedou, je uskutečnitelné v našich laboratorních podmínkách.
