Det har været temmelig hårdt tid for rumteleskoper for nylig! For mindre end en måned siden Hubble-rumteleskop gik i sikker tilstand efter at have oplevet en mekanisk svigt med et af dets gyroskoper (som siden er blevet afhjulpet). Kort derefter derefter Chandra røntgenteleskop gik også i sikker tilstand og af lignende grunde. Efter tre dage lykkedes det operationsteamet også at få det tilbage i funktionsdygtig stand.
Og nu, efter ni års tjeneste, har NASA officielt annonceret, at Kepler rumteleskop går på pension. Da der ikke er tilbage brændstof til at gennemføre sine videnskabelige observationer, har NASA besluttet at forlade teleskopet i dets nuværende sikre bane (langt væk fra Jorden). Langt fra at være en trist lejlighed er Keplers pension en mulighed for at reflektere over de enorme resultater af dette teleskop og hvordan det revolutionerede studiet af exoplaneter.
Med lanceringen den 6. marts 2009, Kepler begyndte en ambitiøs mission: at undersøge vores region af Mælkevejen på jagt efter planeter i jordstørrelse, der kredsede i (eller nær) deres respektive beboelseszoner og bestemme, hvor mange af de hundreder af milliarder af stjerner i vores galakse, der måtte have sådan planeter. I sin tid har det været ansvarlig for opdagelsen af 2.600 bekræftede planeter og næsten 4000 kandidater.
Som Thomas Zurbuchen, den associerede administrator af NASAs Science Mission Directorate i Washington, erklærede i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Som NASAs første planetjagtmission har Kepler vildt overskredet alle vores forventninger og banet vejen for vores udforskning og søgning efter liv i solsystemet og videre. Ikke bare viste det os, hvor mange planeter der kunne være derude, det udløste et helt nyt og robust forskningsfelt, der har taget videnskabssamfundet med storm. Dets opdagelser har kastet et nyt lys på vores plads i universet og belyst de fristende mysterier og muligheder blandt stjernerne. ”
For at detektere fjerne exoplaneter, Kepler stole på hvad der er kendt som transitmetoden (alias Transit Photometry). Denne metode består i at måle lyskurverne for fjerne stjerner for periodiske dips i lysstyrke, hvilket er en indikation af, at eksoplaneter passerer foran dem (dvs. transiterer) i forhold til observatøren. Ved hjælp af denne metode er astronomer i stand til at placere begrænsninger for en planets størrelse, orbital periode og masse, hvilket hjælper dem med at bestemme, om planeten er klippefri og potentielt beboelig.
Da transitter er meget korte, Kepler overvågede tusinder af stjerner samtidigt inden for bestemte felter og undgik det skjulte lys fra solen. Derfor hvorfor Kepler var fokuseret på Cygnus- og Lyra-stjernebilledet, der har det størst mulige antal stjerner, mens de heller ikke befinder sig inden for ekliptikplanet (Solens sti).
Hvad skabte Kepler så effektiv i sin mission var den måde, hvorpå det kombinerede avancerede teknikker til måling af en stjerners lysstyrke med det største digitale rumkamera på det tidspunkt. Med dets instrument rettet mod det ene felt efter stjerner, Kepler udførte den første undersøgelse af planeter i vores galakse og blev NASAs første mission for at søge efter potentielt beboelige eksoplaneter.
Leslie Livesay, direktøren for astronomi og fysik ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, fungerede også som Keplers projektleder under mission udvikling. Som hun opsummerede:
”Kepler-missionen var baseret på et meget innovativt design. Det var en ekstremt smart tilgang til at udføre denne slags videnskab. Der var bestemt udfordringer, men Kepler havde et ekstremt talentfuldt team af videnskabsmænd og ingeniører, der overvandt dem. ”
Takket være de næsten 3000 planeter, som Kepler har bekræftet, har astronomer lært meget om mangfoldigheden af planeter, der findes i vores galakse. Af alle de exoplaneter, der hidtil er blevet opdaget og bekræftet, er størstedelen faldet i en af tre kategorier: gasgiganter, hot-super-jorde i kort periode kredsløb og isgiganter.
Dog baseret på den seneste analyse af Keplers opdagelser, har astronomer konkluderet, at 20 til 50% af stjerner, der er synlige på nattehimlen, sandsynligvis har planeter, der ligner størrelse og sammensætning (dvs. stenet) som Jorden. Disse planeter ville også være placeret inden for deres overordnede stjerner beboelige zoner, hvilket betyder, at de ville være varme nok til at støtte flydende vand på deres overflader.
En anden ting der Kepler åbnede vores øjne for, hvor divergerende andre systemer kan være fra vores egne. For eksempel findes den mest almindelige planettype, den observerede (dem, der er mellem jordens størrelse og Neptun) ikke engang i vores solsystem. Ud over, Kepler fandt planetariske systemer, der var så fyldt med planeter, der kredsede tæt på deres stjerner, at det fik solsystemet til at se tyndt befolket til sammenligning.
Sagde William Borucki, the Kepler missionens grundlæggende hovedundersøger fra NASAs Ames Research Center (nu pensioneret):
”Da vi begyndte at udfange denne mission for 35 år siden, vidste vi ikke om en eneste planet uden for vores solsystem. Nu hvor vi ved, at planeter findes overalt, har Kepler sat os på en ny kurs, der er fuld af løfte for fremtidige generationer om at udforske vores galakse. ”
På grund af sin succesrate modtog det astronomiske samfund lidt af en frygt, da mekaniske fejl opstod fire år i sin mission (efter Kepler havde opfyldt sine primære missionsmål). Dette bestod af en af Keplers gyroskoplignende reaktionshjul (som bruges til præcist at pege teleskopet), der svigtede i juli 2012, efterfulgt af et andet hjul, der mislykkedes i maj 2013.
Efter måneders analyse forladte missionsteamet gendannelse af teleskopet til fuld funktionsdygtighed og udtænkte en sekundær mission - kendt som K2. Til denne mission skiftede teamet rumfartøjets synsfelt omtrent hver tredje måned, hvilket fordoblet teleskopets levetid og øgede antallet af Keplers undersøgte stjerner til mere end 500.000.
Observationen af så mange stjerner var også et stort bidrag, hvilket gjorde det muligt for astronomer at bedre forstå stjernernes opførsel og egenskaber - som er vigtige for at studere planeterne, der kredser om dem. De data, den indsamlede, tillader også astronomer at lære mere om vores Melkevejs historie og stjernernes evolution, hvilket giver indsigt i historien og udviklingen af vores univers.
De udvidede missioner satte også præcedens for datadeling, hvor nye observationer straks blev gjort tilgængelige for offentligheden. Dette muliggjorde en meget hurtig opdagelsesproces og har sat en ny standard, som fremtidige missioner håber at følge. På trods af, at Kepler mission er nu ved slutning, forskere forventer, at de vil studere mængderne af data, den har fået i mindst et årti.
”Vi ved, at rumfartøjets pensionering ikke er slutningen på Keplers opdagelser, ”sagde Jessie Dotson, Keplers projektforsker ved NASAs Ames Research Center. ”Jeg er begejstret for de forskellige opdagelser, der endnu ikke kommer fra vores data, og hvordan fremtidige missioner vil bygge videre på Keplers resultater.”
Selvom missionen allerede har bidraget til næsten 3000 videnskabelige artikler, er Kepler hold offentliggjorde en hvidbog, der giver forslag til, hvor vigtige videnskabelige opdagelser stadig kunne gøres ved hjælp af missionens data. De inkluderede også en liste over 21 vigtige dataanalyseprojekter, som kan udføres ved hjælp af data, der allerede er tilgængelige i Kepler arkiver i dag.
De opnåede data som en del af Keplers sidste kampagne (Kampagne 19), supplerer også data fra NASA'erne Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS), der blev lanceret tilbage i april. TESS og James Webb-rumteleskop (JWST) - som planlægges lanceret i 2021 - afhenter hvor Kepler holdt væk, undersøgte stjernesystemer i nærheden i håb om at finde beboelige planeter og besvare det grundlæggende spørgsmål: er vi alene i universet?
Her er til dig Kepler! Du gjorde det godt og var væk for tidligt. Må de, der følger i dine fodspor, leve op til den standard, du har sat!
