Keplerův vesmírný dalekohled NASA byl observatoř ve vesmíru zaměřená na nalezení planet mimo naši sluneční soustavu se zvláštním zaměřením na nalezení planet, které by se mohly podobat Zemi. Observatoř byla v komisi necelých 9 let, od jejího spuštění v březnu 2009 až do jejího vyřazení z provozu 15. listopadu 2018.
Od spuštění observatoře objevili astronomové tisíce extra-solárních planet nebo exoplanet prostřednictvím tohoto dalekohledu. Většina z nich jsou planety, které jsou mezi velikostí Země a Neptunem (což je čtyřnásobek velikosti Země). Mnoho z těchto planet bylo objeveno v malé oblasti souhvězdí Cygnus, kde byl Kepler zaměřen na první čtyři roky své mise.
Kepler objevil během svého působení 2 682 exoplanet a na potvrzení čeká více než 2 900 kandidátních planet - historie naznačuje, že většina z nich je skutečná dohoda. Mise pokračovala daleko za plánovaným datem ukončení, ačkoli problémy s nasměrováním v roce 2013 přinutili vedoucí mise vytvořit misi K2, ve které Kepler houpe pohledem na různá místa na obloze.
V prvních letech exoplanetového lovu mohli astronomové nejlépe najít obrovské plynové giganty - velikost Jupitera a větší -, které se číhaly poblíž jejich mateřské hvězdy. Přidání Keplera (stejně jako sofistikovanější lov planety ze země) znamená, že bylo nalezeno více „super-Země“, nebo planet, které jsou jen o něco větší než Země, ale mají skalnatý povrch. Keplerovy nálezy také umožňují astronomům začít seskupovat exoplanety do typů, což pomáhá pochopit jejich původ.
Primární mise
Kepler 600 milionů dolarů byl spuštěn v roce 2009 s očekáváním, že to bude trvat rok. Byla součástí programu objevu NASA, který se zaměřuje na levnější kosmickou loď pro průzkum sluneční soustavy; Kepler byl vybrán v roce 2001 ve stejnou dobu jako Dawn, kosmická loď, která navštívila malé světy Vesta a Ceres.
Keplerův dalekohled hleděl na pevné místo v souhvězdí Cygnus a neustále sledoval 100 000 hvězd hlavní sekvence pro planety. Dalekohled našel exoplanety sledováním stmívání hvězd, když planety procházely před nimi.
Protože stmívání hvězd může probíhat i jinými prostředky (například další hvězdou mírně spásající povrch), byly tyto planety v prvních dnech potvrzovány prostřednictvím jiných dalekohledů, obecně měřením gravitačního "kolísání" planety na hvězdu.
V únoru 2014 však astronomové propagovali novou techniku nazvanou „ověření pomocí multiplicity“, která funguje v systémech s více planetami. Hvězda s více planetami kolem ní je podle teorie gravitačně stabilní, zatímco hvězda, která je součástí těsně spleteného systému hvězd, by měla kvůli nestabilitě každé hvězdy nestabilnější systém. Prostřednictvím této techniky tým odhalil 715 potvrzených planet v jednom vydání, což bylo tehdy největší jediné oznámení. [Galerie: Svět Keplerových planet]
Kepler byl schválen daleko za svou původní délkou mise a fungoval v pořádku až do května 2013, kdy selhala druhá ze čtyř reakčních kol nebo gyroskopů. Dalekohled potřebuje alespoň tři z těchto zařízení, aby zůstal nasměrován správným směrem. NASA v té době uvedla, že dalekohled je stále v dobrém stavu, jinak prozkoumala alternativní mise pro hardware.
Nová mise
Během několika měsíců agentura přišla s misí, kterou dabovala „K2“. Mise by v podstatě použila sluneční vítr ke stabilizaci směřování dalekohledu na několik měsíců najednou. Poté, přibližně čtyřikrát ročně, by se dalekohled, který je dlouhý asi 4 stopy (4,7 m) a průměr 9 metrů (2,7 m), přesunul do jiného zorného pole, když by se slunce dostalo příliš blízko k senzorům.
I když tempo objevování planet je u nové mise menší, nové nálezy jsou stále oznamovány. Do ledna 2016 bylo pomocí metody K2 objeveno více než 100 nových planet. „Jedná se o ověření schopnosti celého programu K2 nalézt velké množství pravých planet bona fide,“ řekl Ian Crossfield, astronom na Arizonské univerzitě, na výročním zasedání americké astronomické společnosti, během kterého byl tento nález oznámen.
Kepler prozkoumal systém TRAPPIST-1 - který v sobě pravděpodobně obsahuje více planet Země - v období od prosince 2016 do března 2017. V únoru další tým astronomů oznámil, že bylo nalezeno více planet Země. Keplerští vědci pak uvolnili nezpracovaná data ze svých pozorování TRAPPIST-1 pro další týmy, aby je mohli analyzovat, pokud by měli zájem.
V únoru 2018 zveřejnila NASA další vydání Keplerových dat s 95 novými planetami nalezenými během mise K2. Jedna z těchto planet obíhala jasnou hvězdu, díky čemuž se stal snadným kandidátem pro sledování pozemní observatoří.
Hlavní objevy
Keplerův hlavní úspěch spočíval v objevování naprosté rozmanitosti planetárních systémů, které jsou tam venku. Planetové systémy mohou existovat v kompaktních uspořádáních v mezích ekvivalentu orbity Merkuru. Mohou dokonce obíhat kolem dvou hvězd, podobně jako Tatooine ve vesmíru Star Wars. A ve vzrušujícím nálezu pro ty, kteří hledají život za Zemí, dalekohled odhalil, že malé, skalnaté planety podobné Zemi jsou běžnější než větší plynové giganty, jako je Jupiter.
NASA vydala rozsáhlé oznámení v únoru 2014, kdy první dva roky Keplerových pozorování umožnily astronomům potvrdit 715 nových světů na jeden zátah. Jediné hromadné zveřejnění informací téměř zdvojnásobilo počet známých planet na téměř 1700.
Další obrovské množství dat přišlo v květnu 2016 s oznámením 1 284 nových planet. Keplerovy nálezy v té době činily celkem 2 235 planet, přičemž celkový počet objevených exoplanet (ve všech observatořích) činil asi 3 200.
Následující rok, v červnu 2017, došlo ke konečnému vydání dat z primární mise Keplera. Keplerovy potvrzené planetární nálezy byly zvýšeny na 2 335. Včetně potenciálních planet činil celkový počet 4 034.
Kepler také přišel na svou misi najít planetu přibližně velikosti Země v obyvatelné oblasti hvězdy. Exoplanet, nazvaný Kepler-69c, je asi 2700 světelných let daleko a má průměr asi 1,5krát větší než je Země.
Jiné podivné světy objevené dalekohledem zahrnují Kepler-62e a Kepler-62f, dva vodní světy, které pravděpodobně mají globální oceán - na rozdíl od Země, která má významný zlomek suché půdy. Planety jsou v souhvězdí Lyra vzdálené asi 1200 světelných let a jsou blízko velikosti Země.
Dlouhodobá Keplerova pozorování hvězdy KIC 8462852 odhalila bizarní vzor stmívání a zjasnění. Astronomové se stále pokoušejí zjistit povahu změn jasu, která byla přičítána čemukoli od komet po nerovnoměrný prstenec prachu, k méně pravděpodobnému vysvětlení, že se jedná o mimozemskou megastrukturu.
Keplerova schopnost dívat se na měnící se jas hvězd byla využívána pro Plejády, známé uskupení hvězd, které je vzdálené jen 400 světelných let a viditelné pouhým okem. Keplerova pozorování dosud poskytla nejlepší sledování jejich variability.
Konec mise
Kepler byl vypuštěn s 3 galony (12 kilogramů) hydrazinu ve své palivové nádrži. Palivo pohání poháněče, které pomáhají korigovat drift a provádět velké manévry, včetně směřování do nových zorných polí a orientování jeho vysílačů na Zemi, aby sestupovaly vědecká data a přijímaly příkazy. Protože Kepler nemá na své palivové nádrži přesný obrys, mohli inženýři odhadnout pouze tehdy, když mu došlo palivo. V březnu 2018 NASA oznámila, že očekává, že v následujících měsících bude palivová nádrž kosmické lodi běžet nasucho. O něco více než sedm měsíců později, 30. října, NASA potvrdila, že Kepler je bez plynu a kosmická loď byla oficiálně vyřazena z provozu 15. listopadu.
Zatímco Kepler dosáhl konce své životnosti mise, jiná kosmická loď je na místě, aby zaujala své místo. Nová kosmická loď lovící exoplanety zvaná Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) zahájená 18. dubna 2018 a začala sbírat data 25. července. Na rozdíl od Keplera TESS není namířen jen jedním směrem; místo toho, kosmická loď je naplánována skenovat asi 85 procent oblohy během jeho počáteční dvouleté mise. Úředníci mise očekávají, že TESS odhalí několik desítek skalnatých planet v blízkosti naší planety a mnoho dalších planet všech typů, které staví na Keplerově odkazu.
Dodatečné zdroje:
- Přečtěte si přehled misí Kepler a K2 od NASA.
- Podívejte se na hlavní milníky objevování společnosti Kepler v průběhu let.
- Další informace o dalších misích NASA pro objevy.
Tento článek byl aktualizován 7. prosince 2018 agentem Space.com Reference Editor, Kimberly Hickok.
