Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Kepler της NASA ήταν ένα παρατηρητήριο στο διάστημα αφιερωμένο στην εύρεση πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα με ιδιαίτερη έμφαση στην εύρεση πλανητών που θα μπορούσαν να μοιάζουν με τη Γη. Το παρατηρητήριο τέθηκε σε λειτουργία για λιγότερο από 9 χρόνια, από την έναρξη λειτουργίας του τον Μάρτιο του 2009 έως τον παροπλισμό του στις 15 Νοεμβρίου 2018.
Από την έναρξη του παρατηρητηρίου, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει χιλιάδες εξωηλιακούς πλανήτες, ή εξωπλανήτες, μόνο μέσω αυτού του τηλεσκοπίου. Οι περισσότεροι από αυτούς είναι πλανήτες που είναι μεταξύ του μεγέθους της Γης και του Ποσειδώνα (που είναι τέσσερις φορές το μέγεθος της Γης). Πολλοί από αυτούς τους πλανήτες ανακαλύφθηκαν σε μια μικρή περιοχή του αστερισμού του Κύκνου, όπου ο Κέπλερ ήταν στραμμένος για τα πρώτα τέσσερα χρόνια της αποστολής του.
Ο Κέπλερ ανακάλυψε 2.682 εξωπλανήτες κατά τη διάρκεια της θητείας του και υπάρχουν περισσότεροι από 2.900 υποψήφιοι πλανήτες που περιμένουν επιβεβαίωση - η ιστορία δείχνει ότι οι περισσότεροι από αυτούς είναι η πραγματική συμφωνία. Η αποστολή συνεχίστηκε πολύ πέρα από την προγραμματισμένη ημερομηνία λήξης της, αν και τα προβλήματα με την κατάδειξη το 2013 ανάγκασαν τους διαχειριστές αποστολών να δημιουργήσουν μια αποστολή K2 στην οποία ο Κέπλερ μεταφέρει την άποψή του σε διαφορετικά σημεία του ουρανού.
Τα πρώτα χρόνια του κυνηγιού εξωπλανήτη, οι αστρονόμοι κατάφεραν να βρουν τεράστιους γίγαντες φυσικού αερίου - το μέγεθος του Δία και μεγαλύτερο - που κρύβονταν κοντά στο γονικό τους αστέρι. Η προσθήκη του Κέπλερ (καθώς και πιο εξελιγμένο κυνήγι πλανητών από το έδαφος) σημαίνει ότι έχουν βρεθεί περισσότερες «υπερ-Γη», ή πλανήτες που είναι ελαφρώς μεγαλύτεροι από τη Γη αλλά έχουν μια βραχώδη επιφάνεια. Τα ευρήματα του Kepler επιτρέπουν επίσης στους αστρονόμους να αρχίσουν να ομαδοποιούν εξωπλανήτες σε τύπους, κάτι που βοηθά στην κατανόηση της προέλευσής τους.
Πρωτοβάθμια αποστολή
Το Kepler 600 εκατομμυρίων δολαρίων κυκλοφόρησε το 2009 με την προσδοκία ότι θα διαρκούσε ένα χρόνο. Ήταν μέρος του προγράμματος Discovery της NASA, το οποίο στοχεύει διαστημόπλοιο χαμηλότερου κόστους για εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Ο Κέπλερ επελέγη το 2001 ταυτόχρονα με την Dawn, ένα διαστημικό σκάφος που επισκέφτηκε τους μικρούς κόσμους Vesta και Ceres.
Ατενίζοντας ένα σταθερό σημείο στον αστερισμό Cygnus, το τηλεσκόπιο Kepler παρακολουθούσε συνεχώς 100.000 αστέρια κύριας ακολουθίας για πλανήτες. Το τηλεσκόπιο βρήκε εξωπλανήτες παρακολουθώντας αστέρια να εξασθενίζουν καθώς οι πλανήτες περνούσαν μπροστά τους.
Επειδή η εξασθένιση των αστεριών μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με άλλα μέσα (για παράδειγμα, ένα άλλο αστέρι που βόσκει ελαφρώς την επιφάνεια), τις πρώτες μέρες αυτοί οι πλανήτες επιβεβαιώθηκαν μέσω άλλων τηλεσκοπίων, γενικά με μέτρηση της βαρυτικής «ταλάντευσης» που έχει ο πλανήτης στο αστέρι.
Ωστόσο, τον Φεβρουάριο του 2014, οι αστρονόμοι πρωτοστάτησαν σε μια νέα τεχνική που ονομάζεται «επαλήθευση με πολλαπλότητα», η οποία λειτουργεί σε συστήματα πολλαπλών πλανητών. Ένα αστέρι με πολλούς πλανήτες γύρω του είναι βαρυτικά σταθερό, σύμφωνα με τη θεωρία, ενώ ένα αστέρι που είναι μέρος ενός στενού πλέγματος συστήματος αστεριών θα έχει ένα πιο ασταθές σύστημα λόγω της τεράστιας βαρύτητας κάθε αστεριού. Μέσω αυτής της τεχνικής, η ομάδα αποκάλυψε 715 επιβεβαιωμένους πλανήτες σε μία κυκλοφορία, η οποία ήταν τότε η μεγαλύτερη ενιαία ανακοίνωση. [Gallery: Ένας κόσμος των πλανητών του Κέπλερ]
Το Kepler εγκρίθηκε πολύ πέρα από την αρχική του αποστολή και λειτούργησε καλά μέχρι τον Μάιο του 2013, όταν ένα δεύτερο από τους τέσσερις τροχούς αντίδρασης ή τα γυροσκόπια απέτυχε. Το τηλεσκόπιο χρειάζεται τουλάχιστον τρεις από αυτές τις συσκευές για να παραμείνει στραμμένη προς τη σωστή κατεύθυνση. Εκείνη την εποχή, η NASA είπε ότι το τηλεσκόπιο ήταν ακόμα σε καλή κατάσταση διαφορετικά, και διερεύνησε εναλλακτικές ιδέες αποστολής για το υλικό.
Νέα αποστολή
Μέσα σε λίγους μήνες, το πρακτορείο βρήκε μια αποστολή που ονομάστηκε «K2». Η αποστολή θα χρησιμοποιούσε ουσιαστικά τον ηλιακό άνεμο του ήλιου για να σταθεροποιήσει την κατεύθυνση του τηλεσκοπίου για αρκετούς μήνες κάθε φορά. Στη συνέχεια, περίπου τέσσερις φορές το χρόνο, το τηλεσκόπιο, το οποίο έχει μήκος περίπου 15 πόδια (4,7 μέτρα) και διάμετρο 9 πόδια (2,7 μέτρα), θα μετακινηθεί σε διαφορετικό οπτικό πεδίο όταν ο ήλιος πλησιάσει πολύ τους αισθητήρες του.
Ενώ ο ρυθμός της πλανητικής ανακάλυψης είναι μικρότερος με τη νέα αποστολή, νέα ευρήματα συνεχίζουν να ανακοινώνονται. Μέχρι τον Ιανουάριο του 2016, περισσότεροι από 100 νέοι πλανήτες ανακαλύφθηκαν με τη μέθοδο K2. "Αυτή είναι μια επικύρωση της ικανότητας ολόκληρου του προγράμματος K2 να βρει μεγάλους αριθμούς αληθινών, πιστών πλανητών", δήλωσε ο Ian Crossfield, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, κατά τη διάρκεια της ετήσιας συνάντησης της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας, κατά τη διάρκεια της οποίας ανακοινώθηκε το εύρημα.
Ο Κέπλερ εξέτασε το σύστημα TRAPPIST-1 - το οποίο πιθανότατα έχει πολλούς πλανήτες μεγέθους Γης - μεταξύ Δεκεμβρίου 2016 και Μαρτίου 2017. Τον Φεβρουάριο, μια άλλη ομάδα αστρονόμων ανακοίνωσε ότι βρέθηκαν περισσότεροι πλανήτες μεγέθους Γης. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες του Κέπλερ δημοσίευσαν τα ανεπεξέργαστα δεδομένα από τις παρατηρήσεις τους στο TRAPPIST-1 για να αναλύσουν άλλες ομάδες, αν ενδιαφερόταν.
Τον Φεβρουάριο του 2018, η NASA δημοσίευσε μια άλλη έκδοση δεδομένων Kepler με 95 νέους πλανήτες που βρέθηκαν κατά τη διάρκεια της αποστολής K2. Ένας από αυτούς τους πλανήτες ήταν σε τροχιά γύρω από ένα φωτεινό αστέρι, καθιστώντας τον εύκολο υποψήφιο για παρακολούθηση από ένα επίγειο παρατηρητήριο.
Σημαντικές ανακαλύψεις
Το σημαντικότερο επίτευγμα του Κέπλερ ήταν να ανακαλύψει την τεράστια ποικιλία των πλανητικών συστημάτων που υπάρχουν εκεί έξω. Τα συστήματα πλανητών μπορούν να υπάρχουν σε συμπαγείς ρυθμίσεις εντός των ορίων του ισοδύναμου της τροχιάς του Ερμή. Μπορούν ακόμη και να περιστρέφονται γύρω από δύο αστέρια, σαν το Tatooine στο σύμπαν Star Wars. Και σε ένα συναρπαστικό εύρημα για όσους αναζητούν ζωή πέρα από τη Γη, το τηλεσκόπιο αποκάλυψε ότι μικροί, βραχώδεις πλανήτες παρόμοιοι με τη Γη είναι πιο συνηθισμένοι από τους μεγαλύτερους γίγαντες αερίου όπως ο Δίας.
Η NASA είχε μια ογκώδη ανακοίνωση τον Φεβρουάριο του 2014, όταν τα πρώτα δύο χρόνια των παρατηρήσεων του Κέπλερ επέτρεψαν στους αστρονόμους να επιβεβαιώσουν 715 νέους κόσμους σε μία ανάσυρση. Η μεμονωμένη κυκλοφορία πληροφοριών σχεδόν διπλασίασε τον αριθμό των γνωστών πλανητών σε σχεδόν 1.700.
Μια άλλη τεράστια κυκλοφορία δεδομένων ήρθε τον Μάιο του 2016, με ανακοίνωση 1.284 νέων πλανητών. Τα ευρήματα του Κέπλερ εκείνη τη στιγμή ανέρχονταν σε 2.235 πλανήτες, με τον αριθμό των συνολικών εξωπλανητών που ανακαλύφθηκαν (από όλα τα παρατηρητήρια) να ανέρχονται σε περίπου 3.200.
Το επόμενο έτος, τον Ιούνιο του 2017, ήρθε η τελική κυκλοφορία δεδομένων από την κύρια αποστολή του Kepler. Τα επιβεβαιωμένα πλανητικά ευρήματα του Κέπλερ αυξήθηκαν στα 2.335. Συμπεριλαμβανομένων των πιθανών πλανητών, η συνολική μέτρηση ανήλθε σε 4.034.
Ο Κέπλερ πέρασε επίσης στην αποστολή του να βρει έναν πλανήτη περίπου του μεγέθους της Γης στην κατοικήσιμη περιοχή ενός αστεριού. Ο εξωπλανήτης, που ονομάζεται Kepler-69c, απέχει περίπου 2.700 έτη φωτός και έχει διάμετρο περίπου 1,5 φορές εκείνη της Γης.
Άλλοι παράξενοι κόσμοι που ανακαλύφθηκαν από το τηλεσκόπιο περιλαμβάνουν τα Kepler-62e και Kepler-62f, δύο κόσμους νερού που πιθανότατα έχουν έναν παγκόσμιο ωκεανό - σε αντίθεση με τη Γη, η οποία έχει ένα σημαντικό κλάσμα ξηράς γης. Οι πλανήτες βρίσκονται περίπου 1.200 έτη φωτός στον αστερισμό της Λύρας και βρίσκονται κοντά στο μέγεθος της Γης.
Οι μακροχρόνιες παρατηρήσεις του Κέπλερ για το αστέρι KIC 8462852 αποκάλυψαν ένα παράξενο μοτίβο εξασθένισης και φωτεινότητας. Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να προσπαθούν να καταλάβουν τη φύση των αλλαγών στη φωτεινότητα, η οποία έχει αποδοθεί σε οτιδήποτε, από τους κομήτες έως έναν άνισο δακτύλιο σκόνης στην λιγότερο πιθανή εξήγηση ότι πρόκειται για μια εξωγήινη υποδομή.
Η ικανότητα του Κέπλερ να βλέπει τη μεταβαλλόμενη φωτεινότητα των αστεριών εκμεταλλεύτηκε τις Πλειάδες, ένα γνωστό σύμπλεγμα αστεριών που απέχει μόλις 400 έτη φωτός και ορατό με γυμνό μάτι. Οι παρατηρήσεις του Kepler παρείχαν την καλύτερη παρακολούθηση της μεταβλητότητάς τους ακόμα.
Το τέλος της αποστολής
Το Kepler κυκλοφόρησε με 3 γαλόνια (12 κιλά) υδραζίνης στο ρεζερβουάρ καυσίμου. Το καύσιμο τροφοδοτεί τους προωθητές που βοηθούν στη διόρθωση της κίνησης και στην εκτέλεση μεγάλων ελιγμών, συμπεριλαμβανομένης της επισήμανσης σε νέα οπτικά πεδία και του προσανατολισμού των πομπών του στη Γη για την κατερχόμενη σύνδεση επιστημονικών δεδομένων και τη λήψη εντολών. Δεδομένου ότι το Kepler δεν έχει ακριβές μετρητή στο ρεζερβουάρ καυσίμου, οι μηχανικοί μπορούσαν να εκτιμήσουν μόνο όταν εξαντλούσε καύσιμα. Τον Μάρτιο του 2018, η NASA ανακοίνωσε ότι αναμένεται να στεγνώσει η δεξαμενή καυσίμων του διαστημικού σκάφους τους επόμενους μήνες. Λίγο πάνω από επτά μήνες αργότερα, στις 30 Οκτωβρίου, η NASA επιβεβαίωσε ότι ο Κέπλερ ήταν εκτός φυσικού αερίου και το διαστημικό σκάφος παροπλίστηκε επίσημα στις 15 Νοεμβρίου.
Ενώ ο Κέπλερ έχει φτάσει στο τέλος της διάρκειας της αποστολής του, ένα άλλο διαστημικό σκάφος είναι σε θέση να πάρει τη θέση του. Ένα νέο διαστημικό σκάφος κυνηγιού εξωπλανήτη που ονομάζεται Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) κυκλοφόρησε στις 18 Απριλίου 2018 και άρχισε να συλλέγει δεδομένα στις 25 Ιουλίου. Σε αντίθεση με τον Κέπλερ, το TESS δεν είναι στραμμένο σε μία μόνο κατεύθυνση. Αντ 'αυτού, το διαστημικό σκάφος έχει προγραμματιστεί να σαρώσει περίπου το 85 τοις εκατό του ουρανού κατά την αρχική διετή αποστολή του. Οι αξιωματούχοι της αποστολής αναμένουν ότι το TESS θα αποκαλύψει στοιχεία για μερικές δωδεκάδες βραχώδεις πλανήτες κοντά στον πλανήτη μας, και πολλούς άλλους πλανήτες όλων των τύπων, με βάση την κληρονομιά του Κέπλερ.
Επιπρόσθετοι πόροι:
- Διαβάστε την επισκόπηση της αποστολής Kepler και K2 της NASA.
- Δείτε τα σημαντικότερα ορόσημα ανακάλυψης του Κέπλερ όλα αυτά τα χρόνια.
- Μάθετε περισσότερα για τις άλλες αποστολές Discovery της NASA.
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 7 Δεκεμβρίου 2018 από το πρόγραμμα επεξεργασίας αναφοράς Space.com, Kimberly Hickok.
