Kosmiczny Teleskop Keplera NASA był obserwatorium w kosmosie poświęconym znajdowaniu planet poza naszym Układem Słonecznym, ze szczególnym naciskiem na znajdowanie planet, które mogą przypominać Ziemię. Obserwatorium działało przez prawie 9 lat, od uruchomienia w marcu 2009 r. Do wycofania z eksploatacji 15 listopada 2018 r.
Od czasu uruchomienia obserwatorium astronomowie odkryli tysiące planet pozasłonecznych lub egzoplanet za pomocą samego teleskopu. Większość z nich to planety o rozmiarach między Ziemią a Neptunem (czterokrotnie większym od Ziemi). Wiele z tych planet zostało odkrytych w małym regionie konstelacji Łabędzia, gdzie Kepler był wskazywany przez pierwsze cztery lata swojej misji.
Kepler odkrył 2682 egzoplanet podczas swojej kadencji, a ponad 2900 planet kandydujących czeka na potwierdzenie - historia sugeruje, że większość z nich to prawdziwa okazja. Misja trwała znacznie później niż planowana data zakończenia, chociaż problemy z wskazywaniem w 2013 r. Zmusiły kierowników misji do stworzenia misji K2, w której Kepler przesuwa widok w różne miejsca na niebie.
We wczesnych latach polowań na egzoplanetę astronomowie mogli najlepiej znaleźć gigantyczne gazowe olbrzymy - wielkości Jowisza i większe - które czaiły się blisko swojej gwiazdy macierzystej. Dodanie Keplera (jak również bardziej wyrafinowane polowanie na planety z ziemi) oznacza, że znaleziono więcej „superziemi” lub planet, które są nieco większe od Ziemi, ale mają skalistą powierzchnię. Odkrycia Keplera pozwalają także astronomom na grupowanie egzoplanet w typy, co pomaga zrozumieć ich pochodzenie.
Podstawowa misja
Kepler o wartości 600 milionów dolarów został wydany w 2009 roku z oczekiwaniami, że będzie trwał rok. Była to część programu Discovery NASA, którego celem jest tańszy statek kosmiczny do eksploracji Układu Słonecznego; Kepler został wybrany w 2001 roku w tym samym czasie co Dawn, statek kosmiczny, który odwiedził małe światy Vesta i Ceres.
Spoglądając na ustalony punkt w gwiazdozbiorze Łabędzia, teleskop Keplera nieustannie monitorował 100 000 gwiazd o głównej sekwencji w poszukiwaniu planet. Teleskop znalazł egzoplanety, obserwując, jak gwiazdy ściemniają się, gdy planety przelatują przed nimi.
Ponieważ ściemnianie gwiazd może odbywać się również za pomocą innych środków (na przykład inna gwiazda lekko pasąca się po powierzchni), we wczesnych dniach planety te zostały potwierdzone przez inne teleskopy, ogólnie poprzez pomiar grawitacyjnego „wahania” planety na gwieździe.
Jednak w lutym 2014 r. Astronomowie opracowali nową technikę zwaną „weryfikacją przez wielokrotność”, która działa w systemach wieloplanetarnych. Zgodnie z teorią gwiazda z wieloma planetami jest stabilna grawitacyjnie, podczas gdy gwiazda wchodząca w skład zwartego układu gwiazd miałaby bardziej niestabilny układ z powodu masywnej grawitacji każdej gwiazdy. Dzięki tej technice zespół zaprezentował 715 potwierdzonych planet w jednym wydaniu, które było wówczas największym pojedynczym ogłoszeniem. [Galeria: Świat planet Keplera]
Kepler uzyskał aprobatę znacznie przekraczającą początkową długość misji i działał dobrze do maja 2013 r., Kiedy zawiodło drugie z czterech kół reakcyjnych lub żyroskopów. Teleskop potrzebuje co najmniej trzech z tych urządzeń, aby pozostać skierowanym we właściwym kierunku. W tym czasie NASA stwierdziła, że teleskop jest nadal w dobrym stanie, i zbadała alternatywne pomysły misji dla sprzętu.
Nowa misja
W ciągu kilku miesięcy agencja wymyśliła misję, którą nazwała „K2”. Misja zasadniczo wykorzystywałaby wiatr słoneczny, aby ustabilizować celowanie teleskopu na kilka miesięcy. Następnie około cztery razy w roku teleskop o długości około 4,7 metra i średnicy 2,7 metra przesunąłby się w inne pole widzenia, gdy słońce zbliży się do czujników.
Chociaż tempo odkrywania planet jest mniejsze w przypadku nowej misji, nowe znaleziska są nadal ogłaszane. Do stycznia 2016 r. Odkryto ponad 100 nowych planet metodą K2. „Jest to potwierdzenie zdolności całego programu K2 do znalezienia dużej liczby prawdziwych, działających w dobrej wierze planet” - powiedział Ian Crossfield, astronom z University of Arizona, podczas dorocznego spotkania American Astronomical Society, podczas którego ogłoszono odkrycie.
Kepler zbadał system TRAPPIST-1 - który prawdopodobnie ma w sobie wiele planet wielkości Ziemi - od grudnia 2016 r. Do marca 2017 r. W lutym inny zespół astronomów ogłosił, że znaleziono więcej planet wielkości Ziemi. Następnie naukowcy Kepler udostępnili surowe dane ze swoich obserwacji TRAPPIST-1, aby inne zespoły mogły je przeanalizować, jeśli są zainteresowane.
W lutym 2018 r. NASA wydała kolejną wersję danych Keplera z 95 nowymi planetami znalezionymi podczas misji K2. Jedna z tych planet krążyła wokół jasnej gwiazdy, co czyni ją łatwym kandydatem do obserwacji przez naziemne obserwatorium.
Najważniejsze odkrycia
Najważniejszym osiągnięciem Keplera było odkrycie różnorodnych układów planetarnych, które istnieją. Układy planet mogą istnieć w zwartych układach w granicach odpowiednika orbity Merkurego. Mogą nawet krążyć wokół dwóch gwiazd, podobnie jak Tatooine we wszechświecie Gwiezdnych Wojen. W ekscytującym znalezisku dla osób poszukujących życia poza Ziemią teleskop ujawnił, że małe, skaliste planety podobne do Ziemi są bardziej powszechne niż większe gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz.
NASA ogłosiła obszerne ogłoszenie w lutym 2014 r., Kiedy pierwsze dwa lata obserwacji Keplera pozwoliły astronomom potwierdzić 715 nowych światów w jednym zasięgu. Pojedyncze wydanie informacji masowo prawie podwoiło liczbę znanych planet do prawie 1700.
Kolejna ogromna publikacja danych pojawiła się w maju 2016 r., Ogłoszono 1 284 nowe planety. Znaleziska Keplera w tym czasie wyniosły 2235 planet, a ogólna liczba odkrytych egzoplanet (przez wszystkie obserwatoria) wyniosła około 3200.
W następnym roku, w czerwcu 2017 r., Przyszło ostateczne wydanie danych z podstawowej misji Keplera. Potwierdzone znaleziska planetarne Keplera zostały zwiększone do 2335. Łącznie z potencjalnymi planetami całkowita liczba wyniosła 4034.
Kepler podjął także misję znalezienia planety mniej więcej wielkości Ziemi w zamieszkałym regionie gwiazdy. Egzoplaneta, nazwana Kepler-69c, znajduje się w odległości około 2700 lat świetlnych i ma średnicę około 1,5 razy większą niż Ziemia.
Inne dziwne światy odkryte przez teleskop to Kepler-62e i Kepler-62f, dwa wodne światy, które prawdopodobnie mają globalny ocean - w przeciwieństwie do Ziemi, która ma znaczną część suchego lądu. Planety znajdują się w odległości około 1200 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Liry i są zbliżone do wielkości Ziemi.
Długoterminowe obserwacje gwiazdy KIC 8462852 przez Keplera ujawniły dziwny wzór ściemniania i rozjaśniania. Astronomowie wciąż próbują zrozumieć naturę zmian jasności, które przypisuje się wszystkim, od komet po nierównomierny pierścień pyłu po mniej prawdopodobne wyjaśnienie, że jest to obca megastruktura.
Zdolność Keplera do patrzenia na zmieniającą się jasność gwiazd została wykorzystana w Plejadach, znanej gromadzie gwiazd, która znajduje się w odległości zaledwie 400 lat świetlnych i jest widoczna gołym okiem. Obserwacje Keplera zapewniły najlepsze jak dotąd śledzenie ich zmienności.
Koniec misji
Kepler został wypuszczony z 3 galonami (12 kilogramów) hydrazyny w zbiorniku paliwa. Paliwo napędza silniki odrzutowe, które pomagają korygować dryf i wykonywać duże manewry, w tym wskazywać nowe pola widzenia i ukierunkowywać jego nadajniki na Ziemię, aby pobierać dane naukowe i odbierać polecenia. Ponieważ Kepler nie ma dokładnego miernika na zbiorniku paliwa, inżynierowie mogli oszacować, kiedy zabrakło mu paliwa. W marcu 2018 r. NASA ogłosiła, że spodziewa się, że zbiornik paliwa statku kosmicznego wyschnie w kolejnych miesiącach. Nieco ponad siedem miesięcy później, 30 października, NASA potwierdziła, że Keplerowi zabrakło gazu, a statek kosmiczny został oficjalnie wycofany z eksploatacji 15 listopada.
Podczas gdy Kepler osiągnął koniec swojej misji, inny statek kosmiczny jest w stanie zająć jego miejsce. Nowy statek kosmiczny polujący na egzoplanety o nazwie Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) wystartował 18 kwietnia 2018 r. I zaczął zbierać dane 25 lipca. W przeciwieństwie do Keplera, TESS nie jest skierowany tylko w jednym kierunku; zamiast tego sonda ma skanować około 85 procent nieba podczas początkowej dwuletniej misji. Urzędnicy misji oczekują, że TESS odkryje dowody kilkudziesięciu skalistych planet w pobliżu naszej planety i wielu innych planet wszystkich typów, opartych na spuściźnie Keplera.
Dodatkowe zasoby:
- Przeczytaj omówienie misji Kepler i K2 NASA.
- Sprawdź najważniejsze etapy odkrycia Keplera na przestrzeni lat.
- Dowiedz się więcej o innych misjach NASA Discovery.
Ten artykuł został zaktualizowany 7 grudnia 2018 r. Przez redaktora Space.com Reference Editor, Kimberly Hickok.
