NASAs Kepler-rumteleskop var et observatorium i rummet dedikeret til at finde planeter uden for vores solsystem med særlig fokus på at finde planeter, der kunne ligne Jorden. Observatoriet var i drift i knap 9 år, fra det blev lanceret i marts 2009 til dets nedlæggelse den 15. november 2018.
Siden lanceringen af observatoriet har astronomer opdaget tusinder af ekstrasolplaneter eller eksoplaneter gennem dette teleskop alene. De fleste af dem er planeter, der er mellem størrelsen på Jorden og Neptun (som er fire gange størrelsen på Jorden). Mange af disse planeter blev opdaget i en lille region i stjernebilledet Cygnus, hvor Kepler blev peget på de første fire år af sin mission.
Kepler opdagede 2.682 exoplaneter i løbet af dens periode, og der er mere end 2.900 kandidatplaneter, der venter på bekræftelse - historien antyder, at de fleste af dem er den rigtige aftale. Missionen fortsatte langt ud over den planlagte slutdato, skønt problemer med at pege i 2013 tvang missionsledere til at oprette en K2-mission, hvor Kepler svinger sit syn til forskellige pletter på himlen.
I de første år med eksoplanetjagt var astronomer bedst i stand til at finde enorme gasgiganter - Jupiters størrelse og større - der lurede tæt på deres forældre. Tilsætningen af Kepler (såvel som mere sofistikeret planetjagt fra jorden) betyder, at der er fundet flere "super-Earths", eller planeter, der bare er lidt større end Jorden, men har en stenet overflade. Keplers fund giver også astronomer mulighed for at begynde at gruppere exoplaneter i typer, hvilket hjælper med at forstå deres oprindelse.
Primær mission
Kepler på 600 millioner dollars blev lanceret i 2009 med forventning om, at det ville vare et år. Det var en del af NASAs Discovery-program, der målretter rumfartøjer til lavere omkostninger til efterforskning af solsystemet; Kepler blev valgt i 2001 på samme tid som Dawn, et rumfartøj, der besøgte de små verdener Vesta og Ceres.
Kepler-teleskopet stirrede på et fast sted i stjernebilledet Cygnus og overvågede kontinuerligt 100.000 stjerner i hovedsekvensen for planeter. Teleskopet fandt eksoplaneter ved at se efter stjerner, der dæmpede, når planeter passerede foran dem.
Fordi stjernedæmpning også kan finde sted på andre måder (for eksempel en anden stjerne, der lidt græsser overfladen), blev disse planeter i de tidlige dage bekræftet gennem andre teleskoper, generelt ved at måle den tyngdekraft "wobble", som planeten har på stjernen.
I februar 2014 pionerer astronomer imidlertid en ny teknik kaldet "verificering ved multiplikation", der fungerer i systemer med flere planeter. En stjerne med flere planeter omkring sig er i henhold til teorien tyngdekraftig, mens en stjerne, der er en del af et tæt sammensat stjernesystem, ville have et mere ustabilt system på grund af hver stjernes massive tyngdekraft. Gennem denne teknik afslørede teamet 715 bekræftede planeter i en udgivelse, som derefter var den største enkeltmeddelelse. [Galleri: En verden af Kepler-planeter]
Kepler blev godkendt langt ud over sin oprindelige missionslængde og fungerede helt fint indtil maj 2013, hvor et sekund af dets fire reaktionshjul eller gyroskop mislykkedes. Teleskopet har brug for mindst tre af disse enheder for at forblive pegede i den rigtige retning. På det tidspunkt sagde NASA, at teleskopet stadig var i god stand ellers, og undersøgte alternative mission-ideer til hardware.
Ny mission
I løbet af få måneder kom agenturet med en mission, som det kaldte "K2." Missionen ville i det væsentlige bruge solens solvind til at stabilisere teleskopets pegning i flere måneder ad gangen. Derefter, omkring fire gange om året, ville teleskopet, der er cirka 4,7 meter (4,7 meter) langt og 9 fod (2,7 m) i diameter, flytte til et andet synsfelt, når solen kom for tæt på dens sensorer.
Mens tempoet for planetarisk opdagelse er mindre med den nye mission, fortsætter med at blive annonceret nye fund. I januar 2016 blev mere end 100 nye planeter opdaget med K2-metoden. "Dette er en validering af hele K2-programmets evne til at finde et stort antal ægte, bona fide-planeter," sagde Ian Crossfield, en astronom ved University of Arizona, under American Astronomical Society's årlige møde, hvor fundet blev annonceret.
Kepler undersøgte TRAPPIST-1-systemet - som sandsynligvis har flere jordstørrede planeter i det - mellem december 2016 og marts 2017. I februar meddelte et andet team af astronomer, at der var fundet flere jordstørrede planeter. Kepler-forskere frigav derefter rå data fra deres TRAPPIST-1-observationer for andre hold til analyse, hvis de var interesseret.
I februar 2018 udsendte NASA endnu en frigivelse af Kepler-data med 95 nye planeter fundet under K2-missionen. En af disse planeter var i kredsløb om en lys stjerne, hvilket gjorde den til en let kandidat til opfølgning af et jordobservatorium.
Store opdagelser
Keplers største præstation var at opdage den store række planetariske systemer, der er derude. Plansystemer kan eksistere i kompakte arrangementer inden for rammerne af ækvivalent med Merkurius bane. De kan endda bane rundt om to stjerner, ligesom Tatooine i Star Wars-universet. Og i et spændende fund for dem, der søger liv ud over Jorden, afslørede teleskopet, at små, stenede planeter, der ligner Jorden, er mere almindelige end større gasgiganter som Jupiter.
NASA havde en omfangsrig meddelelse i februar 2014, da de første to år med Kepler-observationer gjorde det muligt for astronomer at bekræfte 715 nye verdener i én træk. Den samlede frigivelse af information næsten fordoblet antallet af kendte planeter til næsten 1.700.
En anden enorm frigivelse af data kom i maj 2016, med 1.284 nye planeter annonceret. Keplers fund på det tidspunkt var i alt 2.235 planeter, hvor antallet af samlede eksoplaneter blev opdaget (af alle observatorier) på i alt ca. 3.200.
Året efter, i juni 2017, kom den endelige frigivelse af data fra Keplers primære mission. Keplers bekræftede planetfund blev styrket til 2.335. Inklusive potentielle planeter udgjorde det samlede antal 4.034.
Kepler kom også igennem på sin mission at finde en planet i størrelsesordenen Jorden i det beboelige område af en stjerne. Eksoplaneten, kaldet Kepler-69c, er omkring 2.700 lysår væk og har en diameter på cirka 1,5 gange Jordens.
Andre underlige verdener opdaget af teleskopet inkluderer Kepler-62e og Kepler-62f, to vandverdener, der sandsynligvis har et globalt hav - i modsætning til Jorden, der har en betydelig del af tørt land. Planeterne er omkring 1.200 lysår væk i stjernebilledet Lyra og er tæt på Jordens størrelse.
Langsigtede Kepler-observationer af stjernen KIC 8462852 afslørede et bisarr mønster af dæmpning og lysning. Astronomer forsøger stadig at finde ud af arten af lysstyrkeændringerne, som er blevet tilskrevet alt fra kometer til en ujævn ring af støv til den mindre sandsynlige forklaring, at det er en fremmed megastruktur.
Keplers evne til at se på stjernernes skiftende lysstyrke blev udnyttet til Pleiaderne, en velkendt stjerneklynge, der kun er 400 lysår væk og synlig for det blotte øje. Keplers observationer gav den bedste sporing af deres variation endnu.
Missionens afslutning
Kepler blev lanceret med 3 gallons (12 kg) hydrazin i sin brændstoftank. Brændstoffet styrker thrusterne, der hjælper med at rette drift og udføre store manøvrer, herunder peger på nye synsfelter og orienterer dens sendere til Jorden for at downlink-videnskabsdata og modtage kommandoer. Da Kepler ikke har en nøjagtig måler på sin brændstoftank, kunne ingeniører kun estimere, hvornår det var tom for brændstof. I marts 2018 meddelte NASA, at det forventede, at rumfartøjets brændstoftank ville køre tørt i de følgende måneder. Lidt over syv måneder senere, den 30. oktober, bekræftede NASA, at Kepler var tom for gas, og rumfartøjet blev officielt afbrudt den 15. november.
Mens Kepler har nået slutningen af sin missionstid, er et andet rumfartøj i stand til at tage sin plads. Et nyt exoplanet-jagt rumfartøj kaldet Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) lanceret den 18. april 2018 og begyndte at indsamle data den 25. juli. I modsætning til Kepler peger TESS ikke i kun en retning; i stedet er rumfartøjet planlagt til at scanne omkring 85 procent af himlen under dets første to-årige mission. Missionens embedsmænd forventer, at TESS vil afsløre bevis for et par dusin stenede planeter tæt på vores planet og mange andre planeter af alle typer, der bygger på Keplers arv.
Yderligere ressourcer:
- Læs NASAs Kepler og K2 Mission Oversigt.
- Tjek Keplers største opdagelsesmælepæle gennem årene.
- Lær mere om NASAs andre Discovery-missioner.
Denne artikel blev opdateret 7. december 2018 af Space.com Reference Editor, Kimberly Hickok.
