Kepler: NASAs rumteleskop for opdagelse af jordlignende exoplaneter
Kepler — NASAs rumteleskop der opdager jordlignende eksoplaneter og kortlægger beboelige verdener i Mælkevejen via præcis fotometri og transitanalyse.
Kepler er et rumobservatorium, der er lanceret af NASA for at opdage jordlignende planeter i kredsløb om andre stjerner. Rumfartøjet, der er opkaldt til ære for den tyske astronom Johannes Kepler fra det 17. århundrede, blev opsendt den 7. marts 2009. Kepler var aktiv fra opsendelsen i 2009 indtil missionens officielle afslutning den 30. oktober 2018, hvor rumfartøjet blev pensioneret, efter at det havde udtømt sit brændstof og derfor ikke længere kunne sende data tilbage til Jorden.
Formål og målemetode
Kepler-missionen var designet til at bestemme, hvor almindelige jordstørrelses-planeter i den såkaldte beboelige zone er i vores del af Mælkevejsgalaksen. Den brugte primært okkultationsmetoden (ofte kaldet transitmetoden): et følsomt fotometer målte løbende lysintensiteten fra et stort antal stjerner for at opdage periodiske dæmpninger, som opstår, når en planet passerer foran sin værtsstjerne.
Teleskopet havde et spejl på cirka 0,95 meter og et sensorarray bestående af 42 CCD-detektorer, hvilket gav et meget stort synsfelt på omkring 115 kvadratgrader. I sin primære mission overvågede Kepler kontinuerligt lysstyrken af mere end 145.000 stjerner i et fast felt i retning mod stjernebillederne Cygnus og Lyra. Disse data blev overført til Jorden, bearbejdet og analyseret for at finde regelmæssige transitter.
Missionens forløb og tekniske udfordringer
Kepler var en del af NASA's Discovery-program og blev bygget og driftsat under ledelse af NASA's Jet Propulsion Laboratory. Den oprindelige planlagte levetid var 3,5 år, men missionen blev forlænget flere gange efterhånden som nye videnskabelige resultater kom til. I løbet af missionen opstod tekniske problemer med rumfartøjets reaktionshjul (drejningsmomenthjul), som var nødvendige for præcis pejling:
- Det ene reaktionshjul fejlede i 2012, og et andet i 2013. Disse fejl gjorde det umuligt at opretholde den meget nøjagtige stabilitet, der kræves for den oprindelige observationsstrategi.
- Som konsekvens blev den oprindelige Kepler-mission afsluttet, men teamet udviklede en alternativ driftsmetode kaldet K2-missionen, hvor solens stråling anvendtes som et ekstra stabiliserende element. K2 begyndte observationskampagner i 2014 og fortsatte med at levere videnskabelige data indtil missionens endelige afslutning i 2018.
Resultater og betydning
Kepler revolutionerede vores viden om eksoplaneter ved at vise, at planeter er almindelige i Mælkevejen. Undervejs identificerede Kepler flere tusinde kandidater og bidrog til bekræftelsen af over 2.600 eksoplaneter (bekræftede fund kommer både fra Kepler-data og fra efterfølgende jordbaserede opfølgninger). Blandt de mest kendte opdagelser er:
- Kepler-22b — et tidligt eksempel på en planet i den beboelige zone omkring sin stjerne (annonceret 2011).
- Kepler-186f — en jordstørrelses-planet i den beboelige zone omkring en rød dværgstjerne (opdaget 2014).
- Kepler-452b — en større, muligvis sten- eller gasrig planet i en jordlignende bane omkring en sol-lignende stjerne (annonceret 2015).
- Tilstedeværelsen af mange kompakte flerplanetssystemer (fx Kepler-11), som ændrede vores forståelse af planetdannelse og systemarkitektur.
Kepler gjorde det muligt at estimere forekomsten af forskellige typer planeter (fra superjord til gasgiganter) og gav de første robuste skøn over, hvor hyppige jord-lignende planeter i beboelige zoner kan være (ofte omtalt som parameteren η⊕, “eta-Earth”). Dens store, homogene datasæt har også været grundlag for studier af stjerners variationer, transittidsvariationer (TTV) og atmosfæreforsøg via opfølgende observationer.
Dataadgang, opfølgning og arv
Alle Kepler-data blev gjort offentligt tilgængelige via arkiver (fx MAST), hvilket har gjort det muligt for et stort internationalt forskersamfund samt amatørforskere at finde nye kandidater og følge dem op. Bekræftelse af kandidater kræver ofte supplerende metoder som radialhastighedsmålinger eller TTV-analyser med jordbaserede teleskoper.
Kepler har haft stor indflydelse på efterfølgende missioner: den banede vejen for opgaver som TESS, som søger transiterende planeter omkring lysstærke nære stjerner, og dens fund giver prioritet for kommende spektroskopiske opfølgninger med blandt andre JWST og fremtidige teleskoper. Kepler-missionens data vil fortsat blive brugt til forskning i mange år fremover og står som et af de mest centrale gennembrud i moderne exoplanetforskning.
Kunstnerisk indtryk af Kepler-teleskopet
Kepler går på pension
Kepler-rumteleskopet har måttet opgive sin planetjagtmission, fordi dets pegesystem har problemer, som ingeniørerne ikke kan løse.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er Kepler?
A: Kepler er et rumobservatorium, der er lanceret af NASA for at opdage jordlignende planeter i kredsløb om andre stjerner.
Spørgsmål: Hvem blev rumfartøjet opkaldt efter?
A: Rumfartøjet blev opkaldt til ære for den tyske astronom Johannes Kepler fra det 17. århundrede.
Spørgsmål: Hvornår blev det opsendt?
Svar: Den blev opsendt den 7. marts 2009.
Spørgsmål: Hvor længe var den aktiv?
Svar: Den har været aktiv i 13 år, 8 måneder og 3 dage pr. 10. november 2022.
Spørgsmål: Hvad er formålet med missionen?
A: Formålet med missionen er at undersøge en del af vores område af Mælkevejsgalaksen for at opdage snesevis af planeter af jordstørrelse i eller nær den beboelige zone og bestemme, hvor mange stjerner i vores galakse der har sådanne planeter.
Spørgsmål: Hvordan fungerer den?
A: Det fungerer ved hjælp af okkultation, som indebærer, at man løbende overvåger lysstyrken af over 145.000 stjerner i et fast synsfelt og sender disse data tilbage til Jorden, hvor de kan analyseres for periodisk dæmpning forårsaget af ekstrasolære planeter, der krydser deres værtsstjerne.
Spørgsmål: Hvor mange kandidater er der fundet indtil nu?
Svar: I januar 2013 er der i alt 2.740 kandidater, der er blevet fundet.
Søge