NASA Keplera kosmiskais teleskops bija observatorija kosmosā, kas bija paredzēta planētu atrašanai ārpus mūsu Saules sistēmas, īpašu uzmanību pievēršot planētu atrašanai, kas varētu līdzināties Zemei. Novērošanas centrs darbojās nepilnus 9 gadus, sākot no darbības uzsākšanas 2009. gada martā līdz darbības pārtraukšanai 2018. gada 15. novembrī.
Kopš observatorijas darbības sākuma astronomi caur šo teleskopu ir atklājuši tūkstošiem ārpussaules planētu jeb eksoplanetu. Lielākā daļa no tām ir planētas, kas ir starp Zemes un Neptūnu (kas ir četras reizes lielākas par Zemes lielumu). Daudzas no šīm planētām tika atklātas nelielā zvaigznāja Cygnus reģionā, kur Keplers tika norādīts uz pirmajiem četriem savas misijas gadiem.
Keplers savas pilnvaras laikā atklāja 2682 eksoplanetes, un vairāk nekā 2900 kandidātu planētu gaida apstiprinājumu - vēsture liek domāt, ka vairums no tām ir reāls darījums. Misija turpinājās krietni pēc paredzētā beigu datuma, lai gan problēmas ar norādīšanu 2013. gadā piespieda misijas vadītājus izveidot K2 misiju, kurā Keplers mainīja savu skatījumu uz dažādiem debesu punktiem.
Eksoplanetu medības pirmajos gados astronomi vislabāk varēja atrast milzīgus gāzes giganti - Jupitera lieluma un lielākus -, kas slēpās tuvu viņu vecāku zvaigznei. Keplera pievienošana (kā arī sarežģītākas planētu medības no zemes) nozīmē, ka ir atrasts vairāk "superzemju" jeb planētu, kas ir tikai nedaudz lielākas par Zemi, bet kurām ir klinšaina virsma. Keplera atradumi arī ļauj astronomiem sākt eksoplanetu grupēšanu tipos, kas palīdz izprast to izcelsmi.
Primārā misija
Kepler 600 miljonu dolāru vērtībā tika palaists 2009. gadā, paredzot, ka tas ilgs gadu. Tas bija daļa no NASA programmas Discovery, kuras mērķis ir zemāku cenu kosmosa kuģi Saules sistēmas izpētei; Keplers tika izvēlēts 2001. gadā vienlaicīgi ar kosmosa kuģi Dawn, kas apmeklēja mazās pasaules Vesta un Ceres.
Skatoties fiksētā vietā Cygnus zvaigznājā, Keplera teleskops nepārtraukti novēroja 100 000 planētas galvenās secības zvaigznes. Teleskops atrada eksoplanetes, vērojot, kā zvaigznes mēdz tuvoties, jo priekšā virzās planētas.
Tā kā zvaigžņu aptumšošana var notikt arī ar citiem līdzekļiem (piemēram, cita zvaigzne nedaudz nogatavo virsmu), pirmajās dienās šīs planētas tika apstiprinātas ar citiem teleskopiem, parasti izmērot gravitācijas "viļņošanos", ko planētai ir zvaigzne.
Tomēr 2014. gada februārī astronomi aizsāka jaunu paņēmienu, ko sauca par “pārbaudi ar daudzkārtību” un kas darbojas vairāku planētu sistēmās. Zvaigznei, kurai apkārt ir vairākas planētas, saskaņā ar teoriju ir gravitācijas stabilitāte, savukārt zvaigznei, kas ir daļa no cieši saistītās zvaigžņu sistēmas, būtu nestabilāka sistēma katras zvaigznes milzīgā gravitācijas dēļ. Izmantojot šo paņēmienu, komanda vienā laidienā atklāja 715 apstiprinātas planētas, kas toreiz bija lielākais atsevišķais paziņojums. [Galerija: Keplera planētu pasaule]
Keplers tika apstiprināts tālu virs sākotnējā misijas garuma un darbojās tikai lieliski līdz 2013. gada maijam, kad neizdevās otrais no tā četriem reakcijas riteņiem vai žiroskopiem. Teleskopam ir vajadzīgas vismaz trīs no šīm ierīcēm, lai paliktu norādīts pareizajā virzienā. Tajā laikā NASA sacīja, ka teleskops citādi ir labā stāvoklī, un izpētīja aparatūras alternatīvas misijas idejas.
Jauna misija
Dažu mēnešu laikā aģentūra nāca klajā ar misiju, kuru tā nodēvēja par "K2". Misija būtībā izmantotu saules saules vēju, lai stabilizētu teleskopa rādījumus vairākus mēnešus vienlaikus. Tad apmēram četras reizes gadā teleskops, kura garums ir aptuveni 15 pēdas (4,7 metri) un diametrs ir 9 pēdas (2,7 m), pārvietotos uz citu skata lauku, kad saule pārāk tuvu saviem sensoriem.
Lai gan planētas atklāšanas tempi ar jauno misiju ir mazāki, turpina paziņot par jauniem atradumiem. Līdz 2016. gada janvārim ar K2 metodi tika atklātas vairāk nekā 100 jaunas planētas. "Tas ir visas K2 programmas spējas apstiprinājums, lai atrastu lielu skaitu patiesu, bona fide planētu," sacīja Arizonas universitātes astronoms Ians Krosfīlds Amerikas astronomijas biedrības ikgadējās sanāksmes laikā, kuras laikā tika paziņots par atradumu.
Keplers pārbaudīja sistēmu TRAPPIST-1 - kurā, iespējams, tajā ir vairākas Zemes izmēra planētas - laika posmā no 2016. gada decembra līdz 2017. gada martam. Februārī cita astronomu komanda paziņoja, ka ir atrasts vairāk Zemes izmēra planētu. Pēc tam Keplera zinātnieki izlaida neapstrādātos datus no saviem TRAPPIST-1 novērojumiem citām komandām, lai tās analizētu, ja viņus interesēja.
2018. gada februārī NASA izlika vēl vienu Keplera datu izlaidumu ar 95 jaunām planētām, kas tika atrastas K2 misijas laikā. Viena no šīm planētām riņķoja ap spožu zvaigzni, padarot to par vieglu kandidātu zemes novērošanas centra darbībai.
Svarīgākie atklājumi
Galvenais Keplera sasniegums bija planētas sistēmu, kas pastāv, daudzveidība. Planētu sistēmas var pastāvēt kompaktā veidā, ievērojot Merkura orbītas ekvivalentu. Viņi pat var riņķot ap divām zvaigznēm, līdzīgi kā Tatooine Zvaigžņu karu Visumā. Un aizraujošā atradumā tiem, kas meklē dzīvību ārpus Zemes, teleskops atklāja, ka mazas, akmeņainas planētas, kas ir līdzīgas Zemei, ir biežāk nekā lielāki gāzes giganti, piemēram, Jupiters.
NASA bija apjomīgs paziņojums 2014. gada februārī, kad pirmie divi Keplera novērojumu gadi ļāva astronomiem apstiprināt 715 jaunas pasaules vienā iemetienā. Vienreizēja lielapjoma informācijas izplatīšana gandrīz divkāršoja zināmo planētu skaitu līdz gandrīz 1700.
Vēl viena milzīga datu izlaišana notika 2016. gada maijā, kad tika paziņotas par 1 284 jaunām planētām. Keplera atradumi tajā laikā bija 2235 planētas, un kopējais visu observatoriju atklāto eksoplanetu skaits bija aptuveni 3200.
Nākamajā gadā, 2017. gada jūnijā, nāca galīgā informācija par Keplera primāro misiju. Keplera apstiprinātie planētu atradumi tika palielināti līdz 2335. Ieskaitot potenciālās planētas, kopējais skaits bija 4,034.
Keplers arī devās savas misijas laikā atrast planētu, kas ir aptuveni Zemes izmēra apdzīvojamā zvaigznes vietā. Eksoplaneta, saukta par Kepler-69c, atrodas aptuveni 2700 gaismas gadu attālumā, un tās diametrs ir aptuveni 1,5 reizes lielāks par Zemes diametru.
Citas dīvainas pasaules, kuras atklāja teleskops, ietver Kepler-62e un Kepler-62f, divas ūdens pasaules, kurām, iespējams, ir globāls okeāns - pretstatā Zemei, kurā ir ievērojama sauszemes daļa. Lēras zvaigznājā planētas atrodas aptuveni 1200 gaismas gadu attālumā un ir tuvu Zemes lielumam.
Zvaigznes KIC 8462852 ilgtermiņa Keplera novērojumi atklāja dīvainu aptumšošanas un spilgtuma modeli. Astronomi joprojām mēģina noskaidrot spilgtuma izmaiņu raksturu, kas tiek attiecināts uz jebko, sākot no komētām līdz nevienmērīgam putekļu gredzenam, līdz mazāk ticamam skaidrojumam, ka tā ir sveša megastruktūra.
Keplera spēja aplūkot mainīgo zvaigžņu spilgtumu tika izmantota Plejadēm - plaši pazīstamam zvaigžņu kopam, kas atrodas tikai 400 gaismas gadu attālumā un ir redzams ar neapbruņotu aci. Keplera novērojumi nodrošināja vislabāko izsekojamību to mainīgumam.
Misijas beigas
Keplers tika palaists ar 3 galonu (12 kilogramu) hidrazīna degvielas tvertnē. Degviela darbina virzītājus, kas palīdz koriģēt dreifu un veic lielus manevrus, ieskaitot norādīšanu uz jauniem redzamības laukiem un tā raidītāju orientāciju uz Zemi, lai lejupvērstu zinātnes datus un saņemtu komandas. Tā kā Kepler degvielas tvertnei nav precīzu mērinstrumentu, inženieri varēja noteikt tikai tad, kad tam beidzās degviela. 2018. gada martā NASA paziņoja, ka paredzams, ka nākamajos mēnešos kosmosa kuģa degvielas tvertne darbosies sausa. Nedaudz vairāk nekā septiņus mēnešus vēlāk, 30. oktobrī, NASA apstiprināja, ka Kepleram ir beigusies degviela, un kosmosa kuģis tika oficiāli demontēts 15. novembrī.
Kamēr Keplers ir sasniedzis savas misijas dzīves beigas, savu vietu var ieņemt vēl viens kosmosa kuģis. Jauns eksoplanetu medību kosmosa kuģis ar nosaukumu Transitējošā eksoplanetu apsekošanas satelīts (TESS) tika palaists 2018. gada 18. aprīlī un sāka vākt datus 25. jūlijā. Atšķirībā no Keplera, TESS nav norādīts tikai vienā virzienā; tā vietā kosmosa kuģim sākotnējā divu gadu misijas laikā ir paredzēts skenēt apmēram 85 procentus no debesīm. Misijas amatpersonas sagaida, ka TESS atradīs pierādījumus par dažiem desmitiem klinšu planētu, kas atrodas tuvu mūsu planētai, un daudzām citām visu veidu planētām, kas balstās uz Keplera mantojumu.
Papildu resursi:
- Izlasiet NASA Kepler un K2 misijas pārskatu.
- Iepazīstieties ar Keplera galvenajiem atklāšanas pavērsieniem gadu gaitā.
- Uzziniet vairāk par citām NASA Discovery misijām.
Šo rakstu 2018. gada 7. decembrī atjaunināja Space.com atsauces redaktore Kimberly Hickok.
