Nasin vesoljski teleskop Kepler je bil opazovalni prostor v vesolju, namenjen iskanju planetov zunaj našega osončja, s posebnim poudarkom na iskanju planetov, ki bi lahko bili podobni Zemlji. Opazovalnica je delovala nekaj manj kot 9 let, od uvedbe marca 2009 do razgradnje 15. novembra 2018.
Od ustanovitve opazovalnice so astronomi samo s tem teleskopom odkrili na tisoče zunaj sončnih planetov ali eksoplanetov. Večina je planetov, ki so med velikostjo Zemlje in Neptuna (kar je štirikrat večja od Zemlje). Mnogi od teh planetov so bili odkriti v majhnem območju ozvezdja Cygnus, kamor je bil Kepler usmerjen v prva štiri leta svoje misije.
Kepler je med svojo nalogo odkril 2.682 eksoplanetov in več kot 2900 kandidatnih planetov čaka na potrditev - zgodovina kaže, da je večina teh resnična. Misija se je nadaljevala precej po predvidenem končnem roku, čeprav so težave z opozarjanjem leta 2013 prisilile vodje misij, da ustvarijo misijo K2, v kateri Kepler zasuka pogled na različne točke neba.
V zgodnjih letih lova na eksoplanete so astronomi najbolje našli ogromne plinske velikane - velikosti Jupiterja in večje -, ki so skrivali blizu svoje matične zvezde. Dodajanje Keplerja (pa tudi bolj sofisticiranega lova na planete od tal) pomeni, da so našli več "super-Zemlje" ali planetov, ki so le nekoliko večji od Zemlje, vendar imajo kamnito površino. Keplerjeve najdbe omogočajo tudi astronomom, da začnejo razvrščati eksoplanete v vrste, kar pomaga pri razumevanju njihovega izvora.
Primarno poslanstvo
600-milijonski dolar Kepler je bil predstavljen leta 2009 s pričakovanjem, da bo trajal leto dni. Bil je del Nasinega programa Discovery, ki je namenjen poceni vesoljskim plovilom za raziskovanje sončnega sistema; Kepler je bil izbran leta 2001 istočasno z Dawn, vesoljskim plovilom, ki je obiskalo male svetove Vesta in Ceres.
Teleskop Kepler je neprestano opazoval nepremično mesto v ozvezdju Cygnus, nenehno spremljal 100.000 zvezd glavnega zaporedja za planete. Teleskop je našel eksoplanete, ko je opazoval, kako zvezde zatemnijo, ko so planeti šli pred njimi.
Ker zatemnitev zvezd lahko poteka tudi z drugimi sredstvi (na primer z drugo zvezdo, ki rahlo pase površino), smo te planete v zgodnjih dneh potrdili z drugimi teleskopi, na splošno z merjenjem gravitacijskega "nihanja", ki ga planet ima na zvezdi.
Februarja 2014 pa so astronomi uvedli novo tehniko, imenovano "preverjanje z večplastnostjo", ki deluje v sistemih z več planeti. Zvezda z več planeti okoli nje je po teoriji gravitacijsko stabilna, medtem ko bi zvezda, ki je del tesno vezanega sistema zvezd, imela bolj nestabilen sistem zaradi velike gravitacije vsake zvezde. S to tehniko je ekipa v eni izdaji predstavila 715 potrjenih planetov, kar je bila takrat največja posamična napoved. [Galerija: Svet planetov Kepler]
Kepler je bil odobren daleč nad prvotno dolžino misije in je deloval vse do maja 2013, ko ni uspelo niti drugo od štirih reakcijskih koles ali žiroskopov. Teleskop potrebuje vsaj tri od teh naprav, da ostanejo usmerjene v pravo smer. Takrat je NASA dejala, da je teleskop sicer še vedno v dobrem stanju, in raziskovala nadomestne ideje o misiji za strojno opremo.
Nova misija
V nekaj mesecih je agencija oblikovala misijo, ki jo je poimenovala "K2." Naloga bi v bistvu uporabila sončni veter sonca za stabilizacijo kazalca teleskopa več mesecev. Nato bi se približno štirikrat letno teleskop, dolg približno 4,7 metra in premera 2,7 m (9 m), premaknil na drugo vidno polje, ko bi se sonce preveč približalo svojim senzorjem.
Medtem ko je hitrost planetarnega odkrivanja z novo misijo manjša, se nove najdbe še naprej objavljajo. Do januarja 2016 so z metodo K2 odkrili več kot 100 novih planetov. "To je potrditev sposobnosti celotnega programa K2, da najde veliko število resničnih, dobronamernih planetov," je med letnim sestankom Ameriškega astronomskega društva med letom srečanja Ameriškega astronomskega društva dejal Ian Crossfield, astronom z univerze v Arizoni.
Kepler je pregledal sistem TRAPPIST-1 - ki ima verjetno več planetov Zemlje - med decembrom 2016 in marcem 2017. Tistega februarja je druga ekipa astronomov sporočila, da je bilo najdenih več planetov velikosti Zemlje. Znanstveniki Keplerja so nato surove podatke iz svojih opazovanj TRAPPIST-1 objavili drugim skupinam, da bi jih analizirali, če bi jih to zanimalo.
Februarja 2018 je NASA izdala še eno objavo Keplerjevih podatkov s 95 novimi planeti, ki so jih našli med misijo K2. Eden od teh planetov je krožil po svetlem zvezdu, kar je bil lahek kandidat za spremljanje zemeljskega observatorija.
Večja odkritja
Glavni dosežek Keplerja je bilo odkrivanje veliko raznolikih planetarnih sistemov, ki so tam zunaj. Sistemi planetov lahko obstajajo v kompaktni ureditvi znotraj meja enakovredne orbite Merkurja. Lahko krožijo okoli dveh zvezd, podobno kot Tatooine v vesolju Vojne zvezd. In v vznemirljivi najdbi za tiste, ki iščejo življenje onkraj Zemlje, je teleskop razkril, da so majhni, kamniti planeti, podobni Zemlji, pogostejši od večjih plinskih velikanov, kot je Jupiter.
Nasa je obsežno napovedala februarja 2014, ko sta prvi dve leti Keplerjevih opazovanj astronomom omogočila potrditev 715 novih svetov v enem izvleku. Enkratni obseg sproščanja informacij je skoraj podvojil število znanih planetov na skoraj 1.700.
Še ena ogromna objava podatkov je prišla maja 2016, na njej pa so objavili 1.284 novih planetov. Keplerjeve najdbe so takrat znašale 2.235 planetov, število odkritih eksoplanetov (po vseh opazovalnicah) pa je bilo približno 3200.
Naslednje leto, junija 2017, je prišlo do končne objave podatkov iz glavne misije Keplerja. Keplerjeve potrjene planetarne najdbe so povečale na 2.335. Vključno s potencialnimi planeti je bilo skupno število 4.034.
Kepler se je udeležil tudi svoje misije, da bi našel planet, približno velikosti Zemlje, v območju, ki ga ima zvezda. Eksoplanet, ki so ga poimenovali Kepler-69c, je oddaljen približno 2700 svetlobnih let in ima premer približno 1,5-krat večji od Zemlje.
Drugi čudni svetovi, ki jih je odkril teleskop, vključujejo Kepler-62e in Kepler-62f, dva vodna svetova, ki verjetno imata globalni ocean - v nasprotju z Zemljo, ki ima pomemben del suhe zemlje. Planeti so v ozvezdju Lyra oddaljeni približno 1200 svetlobnih let in so blizu velikosti Zemlje.
Dolgotrajna Keplerjeva opazovanja zvezde KIC 8462852 so razkrila bizaren vzorec zatemnitve in posvetlitve. Astronomi še vedno poskušajo ugotoviti naravo sprememb svetlosti, ki so ji pripisali karkoli, od kometov do neenakomernega prahu, do manj verjetne razlage, da gre za tujerodno megastrukturo.
Keplerjeva sposobnost gledanja spreminjajoče se svetlosti zvezd je bila izkoriščena za Plejade, dobro znano gručo zvezd, ki je oddaljena le 400 svetlobnih let in je vidna s prostim očesom. Keplerjeva opažanja so bila najboljša sledljivost njihove spremenljivosti doslej.
Konec misije
Kepler je bil v rezervoarju za gorivo izstreljen s 3 litri (12 kilogramov) hidrazina. Gorivo poganja potisnike, ki pomagajo popravljati odnašanje in izvajajo velike manevre, vključno s kazanjem na nova vidna polja in usmerjenjem oddajnikov na Zemljo, da spuščajo znanstvene podatke in prejemajo ukaze. Ker Kepler na svojem rezervoarju za gorivo nima natančnega merilnika, so inženirji lahko ocenili le, kdaj mu je zmanjkalo goriva. Marca 2018 je NASA objavila, da pričakuje, da bo rezervoar za gorivo vesoljskega plovila v naslednjih mesecih tekel. Malo več kot sedem mesecev pozneje, 30. oktobra, je NASA potrdila, da Keplerju ni zmanjkalo plina, vesoljsko plovilo pa je bilo 15. novembra uradno razgrajeno.
Medtem ko je Kepler zaključil življenjsko dobo svoje misije, je svoje mesto lahko zamenjalo drugo vesoljsko plovilo. Novo vesoljsko plovilo, ki lovi eksoplanete, imenovano Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), se je začelo 18. aprila 2018 in začelo zbirati podatke 25. julija. Za razliko od Keplerja, TESS ni usmerjen le v eno smer; namesto tega naj bi vesoljsko plovilo med prvotno dvoletno misijo skeniralo približno 85 odstotkov neba. Uradniki misije pričakujejo, da bo TESS odkril dokaze o nekaj deset skalnih planetih blizu našega planeta in številnih drugih planetih vseh vrst, ki temeljijo na zapuščini Keplerja.
Dodatni viri:
- Preberite NASA-in pregled misij Kepler in K2.
- Oglejte si glavne korake odkrivanja Keplerja skozi leta.
- Preberite več o drugih Nasinih misijah Discovery.
Ta članek je 7. decembra 2018 posodobila referenčna urednica Space.com, Kimberly Hickok.
