Kepler space telescope
-
История и разработка
- Kepler был запущен в 2009 году для поиска планет размером с Землю.
- Назван в честь астронома Иоганна Кеплера.
- Запущен на гелиоцентрическую орбиту, избегая влияния Земли.
- Основной исследователь — Уильям Дж. Боруцки.
-
Технические характеристики
- Масса 1039 кг, камера с 42 CCD-матрицами.
- Поле зрения 115 градусов, разрешение 94.6 мегапикселей.
- Основное зеркало диаметром 1.4 метра, изготовлено из стекла с низким расширением.
-
Научная миссия
- Обследовал 530,506 звезд, обнаружил 2,778 подтвержденных планет.
- Обнаружил 1,013 подтвержденных экзопланет в 440 системах.
- Помог в изучении сверхновых.
-
Проблемы и завершение миссии
- В 2012 году миссия была продлена до 2016 года.
- В 2013 году два из четырех реактивных колес вышли из строя.
- В 2018 году миссия завершена из-за исчерпания топлива.
-
Наследие и будущее
- Kepler помог открыть множество новых планет и улучшить понимание астрономии.
- Новая миссия TESS продолжает поиск экзопланет.
-
Расстояние и орбита
- Расстояние до Кеплера составляет около 0.917 а.е. (137 млн км).
- Через 26 лет Кеплер достигнет другой стороны Солнца и вернется к Земле через 51 год.
-
Поле зрения и ориентация
- До 2013 года Кеплер наблюдал звезды в созвездиях Лебедя, Лиры и Дракона.
- Звезды находятся на том же расстоянии от центра Галактики, что и Солнечная система.
- Ориентация стабилизирована тремя осями с помощью датчиков и реактивных колес.
-
Операции и управление
- Кеплер управлялся Лабораторией атмосферной и космической физики (LASP) и Ball Aerospace & Technologies.
- Солнечная панель поворачивается для оптимизации солнечного света.
- LASP и Ball Aerospace контролировали космический аппарат из центра в Университете Колорадо.
-
Связь и данные
- NASA связывалось с космическим аппаратом дважды в неделю для команд и обновлений.
- Научные данные загружаются раз в месяц с максимальной скоростью передачи данных 550 кбит/с.
- Данные обрабатываются в Центре управления данными Кеплера (DMC) и Центре научных операций (SOC).
-
Проблемы и завершение миссии
- В 2012 году один из четырех реактивных колес вышел из строя.
- В 2013 году второй реактивный колесо также вышел из строя, что завершило основную миссию Кеплера.
- В 2013 году была запущена миссия «K2» для наблюдения других полей.
-
Запуск и эксплуатация
- Запуск Кеплера состоялся 7 марта 2009 года.
- В апреле 2009 года была завершена фаза ввода в эксплуатацию.
- В июне 2009 года космический аппарат начал передавать научные данные на Землю.
-
Поле зрения и цели
- Поле зрения Кеплера составляет 115 квадратных градусов, что покрывает около 0.25% неба.
- Цели миссии включают определение количества планет в обитаемой зоне и изучение свойств звезд с планетными системами.
-
Методы и результаты
- Кеплер использовал транзитный метод для обнаружения планет.
- За время миссии было обнаружено множество планет, включая первые планеты земного размера.
-
Определение диаметра и периода планеты
- Степень уменьшения яркости звезды используется для определения диаметра планеты.
- Интервал между транзитами позволяет определить период обращения планеты.
- Большая полуось и температура планеты вычисляются на основе законов Кеплера и моделей звездного излучения.
-
Вероятность обнаружения планеты
- Вероятность обнаружения планеты зависит от диаметра звезды и орбиты планеты.
- Для планеты размером с Землю вероятность составляет 0,47%, для Венеры — 0,65%.
- Если планета находится на расстоянии нескольких планет, вероятность обнаружения выше.
-
Поле зрения и чувствительность «Кеплера»
- Поле зрения «Кеплера» составляет 115 градусов, что увеличивает вероятность обнаружения планет размером с Землю.
- «Кеплер» чувствителен к длинам волн 400-865 нм, что позволяет наблюдать звезды типа G.
- Большинство наблюдаемых звезд имеют видимую звездную величину от 14 до 16.
-
Процесс поиска планет
- Данные «Кеплера» обрабатываются для выявления транзитов.
- События пересечения порога проходят проверку и архивируются.
- Планетные кандидаты проходят более тщательную проверку и могут быть подтверждены другими методами.
-
Подтверждение кандидатов
- Изображения кандидатов снимаются с помощью наземных телескопов для исключения фоновых объектов.
- Астрометрия используется для определения, был ли транзит вызван объектом звездной массы.
-
Другие методы обнаружения
- Доплеровская спектроскопия используется для подтверждения массивных планет.
- Изменение времени прохождения помогает подтвердить планеты с низкой массой.
- Циркумбинарные планеты демонстрируют значительные колебания времени прохождения.
-
Фазовая функция планет
- Планеты претерпевают изменения в отраженном свете, что можно использовать для обнаружения планет-гигантов.
- Фотометрическая точность «Кеплера» позволяет наблюдать изменения яркости звезды, вызванные доплеровским излучением.
-
Валидация кандидатов
- Если планету не удается обнаружить другими методами, её можно подтвердить, проверив, видят ли её другие телескопы.
- Многократная проверка использует данные о ранее подтвержденных планетах для подтверждения новых кандидатов.
-
Проверка методом множественности
- Метод множественности позволяет подтвердить сотни кандидатов в «Кеплер» за короткий промежуток времени.
- Новый метод проверки с использованием PASTIS подтверждает наличие планеты даже при одном транзитном событии.
-
Проблемы с реактивным колесом
- В 2012 году одно из четырех реактивных колес вышло из строя, что поставило под угрозу миссию.
- В 2013 году отказало второе колесо, что привело к прекращению поиска планет транзитным методом.
-
Расширение миссии K2
- В 2013 году предложен план миссии K2, предполагающий использование оставшихся возможностей Kepler для изучения сверхновых, звездообразования и тел Солнечной системы.
- В 2014 году миссия K2 была одобрена, и начались испытания.
-
Результаты миссии
- «Кеплер» активно работал с 2009 по 2013 год, обнаружив 5011 кандидатов и 2662 подтвержденные экзопланеты.
- По состоянию на август 2022 года, 2056 экзопланет-кандидатов еще предстоит подтвердить, и 2711 из них уже подтверждены.
-
Первые результаты миссии «Кеплер»
- В 2010 году миссия «Кеплер» опубликовала данные о 706 экзопланетах, включая пять многопланетных систем.
- Большинство планет-кандидатов имеют радиусы менее половины радиуса Юпитера.
- Данные по 400 кандидатам были скрыты для последующих наблюдений.
-
Результаты 2011 года
- В 2011 году «Кеплер» обнаружил 1235 планет-кандидатов, включая 54 в обитаемой зоне.
- 68 планет были размером с Землю, 288 — с Сверхземлю, 662 — с Нептун, 165 — с Юпитер и 19 — в два раза больше Юпитера.
- Частота наблюдений планет была высокой для экзопланет, в два-три раза превышающих размеры Земли.
-
Открытие первых экзопланет размером с Землю
- В декабре 2011 года «Кеплер» объявил об открытии первых экзопланет размером с Землю, Kepler-20e и Kepler-20f.
- Астроном Сет Шостак подсчитал, что в радиусе тысячи световых лет от Земли существует «по меньшей мере 30 000» пригодных для жизни планет.
-
Результаты 2012 года
- В январе 2012 года международная группа астрономов сообщила, что каждая звезда в Млечном Пути может содержать «по average…at minimum 1,6 планеты».
- «Кеплер» зафиксировал сверхвспышки далеких звезд, некоторые из них в 10 000 раз мощнее, чем событие в Кэррингтоне в 1859 году.
- В 2012 году насчитывалось 2321 кандидат, включая 207 планет размером с Землю.
-
Результаты 2013 года
- В январе 2013 года исследование Калифорнийского технологического института показало, что Млечный Путь содержит по меньшей мере столько же планет, сколько и звезд.
- В апреле 2013 года НАСА объявило об открытии трех новых экзопланет размером с Землю в обитаемых зонах.
- В мае 2013 года «Кеплер» был выведен из строя из-за отказа реактивного колеса.
-
Итоги миссии «Кеплер»
- Миссия «Кеплер» внесла значительный вклад в изучение экзопланет и их обитаемости.
- Несмотря на технические проблемы, миссия продолжает собирать данные и делать новые открытия.
-
Открытия и достижения
- В 2014 году обнаружено более 530 новых планет-кандидатов.
- В 2015 году подтверждено существование 1000 планет.
- В 2016 году подтверждено 1284 планеты, из которых 550 могут быть каменистыми.
-
Методы и технологии
- Использован новый метод подтверждения экзопланет «проверка по множественности».
- Обнаружены планеты в обитаемой зоне и с периодом обращения менее одного дня.
- Наблюдения K2 начались в июне 2014 года.
-
Публикации и критика
- Данные публиковались с задержкой, что вызвало критику.
- В 2012 году данные за третий квартал были опубликованы спустя год и девять месяцев.
-
Участие гражданского ученого
- Проект Planet Hunters позволил добровольцам искать транзитные события.
- В 2012 году добровольцы открыли экзопланету PH1b.
- В 2017 году проект Zooniverse «Исследователи экзопланет» помог идентифицировать 90 кандидатов.
-
Подтвержденные экзопланеты
- Kepler-39b, Kepler-40b, Kepler-41b, Kepler-43b, Kepler-44b, Kepler-45b.
- Планеты вокруг Kepler-223 и Kepler-42.
-
Входной каталог Kepler
- Содержит около 13,2 миллиона объектов.
- Используется для программы спектральной классификации и миссии Kepler.
-
Наблюдения за Солнечной системой
- «Кеплер» сообщал о наблюдениях малых тел Солнечной системы.
- В 2016 году открыт объект (506121) 2016 BP81.
-
Отставка
- В 2018 году «Кеплер» выведен из эксплуатации после девяти лет работы.
- Деактивирован 15 ноября 2018 года.
-
Исследование Стремгрена для астросейсмологии и галактической археологии
- Видео (1:00): Кеплер Орри V (30 октября 2018 г.) на YouTube
- Каталоги экзопланет и базы данных
- Архив экзопланет НАСА
- Энциклопедия внесолнечных планет Парижской обсерватории
- Каталог обитаемых экзопланет, подготовленный UPR Arecibo
- Новый атлас миров от NASA/JPL PlanetQuest
-
Астрономия
- Звезды
- Космический полет
- Космическое пространство
- Солнечная система