Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проведена самосогласованная обработка фотометрических наблюдений более 1000 прохождений 17 экзопланет, с учетом ранее не опубликованных доплеровских измерений на спектрографах HARPS/HARPS-N/Keck/SOPHIE/CORALIE. Уточнены численные характеристики планетных систем, у экзопланет WASP-12 и WASP-4 подтверждено наличие наблюдаемого TTV тренда (систематическое сокращение орбитального периода). Такой тренд возможно указывает на медленное падение планеты на звезду вследствие приливного взаимодействия. Для WASP-4 этот тренд был впервые заявлен Bouma et al. (2019) по результатам наблюдений TESS, однако он не подтверждался нашими данными. После получения новых фотометрических наблюдений и включения в обработку дополнительных архивных наблюдений (сотрудничество с S.Hoer, C.Huitson и др.) нами было выяснено, что TTV тренд всё-таки существует, однако имеет в два раза меньшую величину, чем заявлено Bouma et al. (2019). Систематическая ошибка возникла из-за неоднородности таймингов, использованных Bouma et al. (2019), а также из-за влияния звездных пятен. В наблюдательной сети EXPANSION проводились новые наблюдения прохождений экзопланет, в частности WASP-4, WASP-12, HAT-P-12 и др. (более десятка экзопланет). Заподозрены некоторые признаки переменного тайминга прохождений ряда экзопланет. Получен полугодовой массив фотометрических наблюдений TrES-1, у которой мы в лучевых скоростях заподозрили признаки новой планеты. Проведено методическое исследование эффективности нового оптоволоконного спектрографа высокого спектрального разрешения для БТА. Спектрограф предназначен для прецизионных измерений лучевых скоростей звезд с экзопланетами и магнитных полей. Также с конца 2019-го года с новым спектрографом БТА начаты первые опытные наблюдения звезд с экзопланетами. Пока тестируются относительно яркие звезды (7-9 звездных величин). С использованием малых телескопов САО РАН с апертурами 0.5-м и 1-м, также с использованием 0.25-м телескопа Северокавказской станции Казанского федерального университета начаты регулярные наблюдения транзитов экзопланет по программе поиска планетных систем методом TTV. В период с сентября 2019-го по март 2020-го годов проведено около тридцати наблюдений транзитов четырех экзопланет общей длительностью более ста часов полезного наблюдательного времени. К моменту подачи отчета наблюдения продолжаются. С использованием спектрографов САО РАН и Бонхьюнсанской обсерватории (Южная Корея), также спеклинтерферометра САО РАН проводятся исследования шести кеплеровских кандидатов в экзопланеты промежуточных масс. Получены ограничения на их массы, все кандидаты являются экзопланетами. Также по нашему запросу проводились наблюдения экзопланет на спектрографе SOPHIE и в астрофизической обсерватории Окаяма токийского технологического университета. В ходе этой работы обнаружен коричневый карлик GPX-1. С помощью метода осреднения Хори-Депри построены уравнения планетного движения в средних элементах. Построенные уравнения позволяют описывать долговременную (порядка 10^5-10^7 лет) эволюцию планетных систем, структура которых близка к круговой и компланарной. Полученное в символьном виде разложение возмущающего потенциала опубликовано в базе данных Mendeley Data (http://dx.doi.org/10.17632/3cb75grjz4.1). На языке C++ реализован программный комплекс, строящий решение осредненной системы. В рамках теории первого порядка по планетным массам исследована долговременная эволюция планетных систем HD 12661, ипсилон Андромеды, а также модельных систем. Определены периоды и амплитуды долгопериодических колебаний эксцентриситетов, а также выявлены вековые резонансы в движении долгот перицентров. Разработаны и протестированы новые интеграторы планетной задачи N тел: типа Эверхарта для систем ОДУ первого порядка и коллокационный интегратор с узлами из квадратурной формулы Гаусса-Лобатто. Для первого интегратора реализовано вычисление коэффициентов для произвольного порядка метода, реализована произвольная арифметическая точность.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках данного проекта РНФ выполнялся широкий спектр наблюдений разного типа: фотометрия экзопланетных прохождений (всемирная сеть телескопов EXPANSION, а также 1-м, 0.5-м телескопы САО РАН, и 0.25-м телескоп Казанской астрономической станции КФУ), доплеровская спектроскопия (новый оптоволоконный спектрограф высокого разрешения САО РАН), спекл-интерферометрия (6м БТА САО РАН). Целью наблюдений было: изучение тайминга прохождений, анализ пятенной активности родительских звёзд с экзопланетами, подтверждение (проверка) кандидатов в экзопланеты, изучение атмосфер экзопланет, определение коэффициента отражения экзопланет (их альбедо), измерение параметров вращения родительских звёзд экзопланет по эффекту Росситера-Маклафлина, их проверка на одиночность, а также поиск новых экзопланет. В рамках интеграции между проектами The Galactic Plane eXoplanet (GPX) survey и EXPANSION нами был открыт коричневый карлик GPX-1 b с массой 19.7 ± 1.6 массы Юпитера и радиусом 1.47 ± 0.10 радиуса Юпитера. Это один из примерно двух десятков таких объектов, известных на сегодняшний день, с массой, близкой к теоретической границе перехода коричневый карлик – газовый гигант. Его родительская звезда быстро вращается, с прогнозируемой скоростью вращения v sin i = 40 ± 10 км/с. Получен явный положительный результат по эффекту Росситера-Маклафлина для Kelt-2Ab, также характерные признаки эффекта наблюдаются для некоторых других объектов (данные для них ещё обрабатываются). При помощи спекл-интерферометрии БТА было подтверждено обнаружение тёмных спутников у нескольких наблюдаемых нами звёздных пар (объект ADS 15571 и др.) У ряда других объектов показано отсутствие у них ярких оптических компонентов что подтверждает родительскую природу звезд с планетными кандидатами: KOI-974.01, KOI-2706.01, KOI-2687.01 и KOI-2687.02. Представлена новая методика поиска событий покрытия звёздных пятен в ходе экзопланетного прохождения. Представляет собой полноценный практический алгоритм, основанный на специально разработанном нами статистическом методе анализа. При этом проводится отделение пятенных событий от автокоррелированного фотометрического шума и различных систематических трендов. Среди обработанных нами ~1600 прохождений экзопланет обнаружено более сотни таких событий-кандидатов, из которых примерно 2/3 соответствуют покрытиям пятен, и 1/3 - покрытиям факелов звёздной атмосферы. Таким образом, соотношение частот тех и других событий по нашей выборке оказывается примерно 2:1 в пользу пятен. Также обнаружена статистически значимая корреляция между длительностью события и его амплитудой, что указывает на физическую связь с размером пятна. На базе сайта Астрономического Института СПбГУ создана первая версия публичного онлайн-каталога исследуемых нами планетных систем: http://www.astro.spbu.ru/?q=exoplanets Завершена разработка программы, реализующей прямое численное интегрирование задачи N тел методом Эверхарта с произвольной точностью арифметики. После успешного тестирования интегратор был переписан на языке C и получил название REX. С его помощью рассматривалась долговременная динамическая эволюция модельных и реальных планетных систем, включая HD 12661 и upsilon Andromedae.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В наблюдательной сети EXPANSION получено ~40 новых наблюдений прохождений экзопланет. Целью наблюдений было: изучение тайминга прохождений, анализ пятенной активности родительских звёзд с экзопланетами, подтверждение (проверка) кандидатов в экзопланеты, обнаруженных миссиями Galactic Plane eXoplanet (GPX) survey, Kepler и TESS, изучение атмосфер экзопланет, определение коэффициента отражения экзопланет (их альбедо) и поиск новых экзопланет. К настоящему времени проект пополнился участниками (обсерваториями) в Исландии, Франции, Германии, Чили и ЮАР; начало развиваться сотрудничество с командой TRAPPIST (телескопы в Чили и Марокко). Продолжались фотометрические наблюдения с использованием малых телескопов САО РАН с апертурами 0.5-м и 1-м прохождений экзопланет, потенциально демонстрирующих признаки TTV-эффекта. Разработанные в проекте методики и алгоритмы применялась в новом российско-корейском проекте по поиску транзиентных событий и экзопланет EXPLANATION (EXoPLANet And Transient Events Investigation). Проект направлен на массовый фотометрический, спекл-интерферометрический, спектральный, и радиоболометрический поиск нестационарных событий во Вселенной, в том числе изучение экзопланет. Ядро проекта включает несколько оптических телескопов, 6-метровый телескоп БТА и радиотелескоп РАТАН-600 САО РАН, Московскую гос. Университетскую обсерваторию, Коуровскую обсерваторию, Крымскую астрофизическую обсерваторию, Корейский институт астрономии и космических наук. В рамках нашего участия в этом проекте на малых телескопах (0.5-м класса) САО РАН в период с августа 2020 г по январь 2021 г был получен массив данных для выбранной площадки размером 2.45 х 1.56 градусов на небе. Для примерно 40000 звезд были измерены звездные величины с 24390 исходных изображений. Анализ кривых блеска звезд выявил 5 кандидатов в экзопланеты, которые показывают повторяющиеся потемнения с различными периодами (25.2, 26.1, 46.0, 63.4, 198.3 часа). Одним из главных наших объектов этого года стала экзопланета Kelt-2A b. Со времени открытия Beatty et al. (2012) она почти никем не наблюдалась, но теперь вошла в нашу выборку для измерения эффекта Росситера-Маклафлина на новом спектрографе БТА. Данные показали очевидные признаки переменности, характерной по форме для РМ-эффекта. Построена рабочая модель всех наблюдений, в которой скорость вращения звезды равна v sin i = 20 ± 8 км/с, что согласуется с оценкой v sin i по уширению спектральных линий. Наилучшая модель соответствует примерно совпадающим плоскостям орбиты планеты и экватора звезды (параметр λ около нуля), хотя этот угол имеет пока большую погрешность в десятки градусов. Спекл-интерферометрические наблюдения двойной ADS 15571 подтвердили ранее предсказанное в Пулковской Обсерватории существование тёмного спутника звёздной массы. Построено орбитальное решение. Вычисленный период составил P = 23.5 ± 0.5 года, что согласуется с предсказаниями в Grosheva (2007). Разработана универсальная статистическая модель фотосферного поля яркости (ФПЯ) звезды, основанная на приближении неоднородности ФПЯ с помощью случайного поля с произвольной корреляционной функцией. Получена корреляционная функция фотометрического искажения, которое такое ФПЯ вызывает на кривой экзопланетного прохождения. Эту модель можно использовать при моделировании эффекта фотосферной активности звезды на получаемые параметры экзопланет (в частности, на тайминги прохождений). Из архива 10.4-м телескопа GTC были взяты спектральные данные, полученные в момент прохождения экзопланеты WASP-107b. На их основе показана зависимость радиуса экзопланеты от длины волны, что указывает на наличие у планеты газовой оболочки. Для верификации результата на нескольких малых телескопах были получены кривые прохождений в широкополосных фильтрах, моделирование четырех кривых (BVRI) подтверждает факт наличия наклона на трансмиссионном спектре. Завершена разработка и тестирование программного комплекса ALOE (Averaged LOng-term Evolution), строящего решение осредненных уравнений планетной задачи N тел в произвольном приближении по малому параметру системы, а также интегратора REX, реализующего численное интегрирование задачи N тел методом Эверхарта с произвольной точностью арифметики.