טלסקופ החלל קפלר: הצייד המקורי של כוכב הלכת
טלסקופ החלל קפלר של נאס'א היה מצפה כוכבים בחלל המיועד למציאת כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו, עם דגש מיוחד על מציאת כוכבי לכת העשויים להידמות לכדור הארץ. מצפה הכוכבים היה בנציבות במשך פחות מתשע שנים, החל מהשקתו במרץ 2009 ועד הפסקתו ב -15 בנובמבר 2018.
פרידה, קפלר: נאס'א סוגרת את טלסקופ החלל הפורה לציד כוכבי לכת
מאז שיגורו של קפלר, אסטרונומים גילו אלפי כוכבי לכת מחוץ לשמש, או כוכבי לכת דרך הטלסקופ הזה בלבד. רובם כוכבי לכת שהם בגודל של כדור הארץ ו נפטון (שהוא פי ארבעה מגודל כדור הארץ). רבים מכוכבי הלכת הללו התגלו באזור של קבוצת הכוכבים ציגנוס בערך בגודל כף ידה המוחזקת באורך זרוע, שם הופנה קפלר בארבע השנים הראשונות למשימתו.
החל מנובמבר 2020, קפלר זכה לגילוי 2,392 כוכבי לכת, כאשר 2,368 כוכבי לכת מועמדים ממתינים לאישור, על פי ארכיון כוכב הלכת האקס -פלנט . המשימה נמשכה הרבה מעבר לתאריך הסיום המתוכנן שלה, למרות שנושאים מכניים בשנת 2013 אילצו את מנהלי המשימה ליצור משימת 'K2' שונה בה השתמש קפלר בלחץ אור השמש כדי לייצב את עצמו, והעביר את מבטו למקומות שונים של השמים.
מחקר טלסקופ קפלר סיפק עדויות לסידור מסודר של כוכבי לכת שלא כמו מערכת השמש שלנו שלנו המקיפה כוכב בשם KOI-872.(אשראי תמונה: מכון המחקר של דרום מערב)
איך קפלר התחיל
קפלר היה פרי מוחו של מדען נאס'א וויליאם ג'יי בוראקי , שעבד על כלי מדע עבור תוכנית אפולו . החל משנת 1983, בורוקי החל לתמוך בתוך נאס'א למשימה שתחפש כוכבי לכת על ידי צפייה במעברים - אירועים בהם כוכב לכת עובר מול כוכבו כפי שהוא נראה מנקודת המבט של כדור הארץ. הרעיון של בורוקי נדחה על ידי נאס'א ארבע פעמים, שכן הסוכנות דרשה הפגנות שונות שהמשימה אפשרית מבחינה טכנולוגית וכלכלית. נאס'א אישרה לבסוף את המשימה בשנת 2001.
קפלר היה חלק מתוכנית הגילוי של נאס'א, שמממנת חלליות בעלות נמוכה יותר לחקר מערכת השמש. קפלר נבחר במקביל ל שַׁחַר , חללית שביקרה בעולמות הקטנים ווסטה ו סרס .
בהרצאה ב- מכון קרל סייגן באוניברסיטת קורנל, בורוקי הסביר, '[קפלר] מסתכל על יותר מ -170,000 כוכבים במקביל, מחפש כוכבי לכת שחוצים את הכוכב שלהם וחוסמים מעט אור. על ידי חסימת האור הזה אנו יכולים לדעת עד כמה כוכב הלכת גדול בהשוואה לכוכב, וכאשר הוא חוזר אנו יכולים לדעת את תקופת המסלול. מהחוק השלישי של קפלר אנו יכולים להסיק עד כמה כוכב הלכת רחוק מהכוכב. ובהתבוננות במאפייני הכוכב נוכל לדעת עד כמה חם כוכב הלכת הזה. '
קרא עוד: האסטרונום יוהנס קפלר פתח את סודות התנועה הפלנטרית
החוק השלישי של קפלר, הקרוי על שם האסטרונום יוהנס קפלר (1571-1630), קובע שאם אתה יודע את אורך השנה של כוכב הלכת (תקופת מסלוליתו) ואת מסת הכוכב האב שלו, אתה יכול לחשב את המרחק הממוצע שלו מהכוכב.
אחת ממעצמות העל של טלסקופ החלל קפלר היא יכולתו למדוד את בהירותו של כוכב לשבריר זעיר של אחוזים. הפוטומטריה המדויקת הזו נחוצה כדי לקלוט את העמעום הזעיר שנגרם על ידי כוכב לכת מול הכוכב שלו. לדוגמה, צדק העובר מול השמש חוסם כ -1% מאור השמש; כדור הארץ חוסם פחות מ- 0.01%.
בשנים הראשונות של ציד כוכבי לכת, אסטרונומים הצליחו למצוא בצורה הטובה ביותר ענקי גז ענקיים - גודל צדק וגדולים יותר - שהיו אורבים קרוב לכוכב ההורה שלהם. הוספת הפוטומטריה הרגישה של קפלר (כמו גם ציד כוכבים מתוחכם יותר מהאדמה) פירושה שאסטרונומים מצאו יותר 'כוכבי-על', או כוכבי לכת שהם רק מעט גדולים מכדור הארץ אך יש להם משטח סלעי. ממצאיו של קפלר מאפשרים גם לאסטרונומים להתחיל לקבץ כוכבי לכת אקס -פלנטיים לסוגים, דבר המסייע בהבנת מוצאם.
(אשראי תמונה: נאס'א/איימס/ג'יינסקינס)
שליחות ראשונית
טלסקופ קפלר של 600 מיליון דולר שוגר בשנת 2009 מתוך ציפייה שהוא יפעל למשך שנה.
בימים הראשונים, חלק חשוב בפעולות קפלר היה חיסול חיובי שווא. מכיוון שעעמום כוכבים לכאורה יכול להתרחש גם באמצעים אחרים מלבד מעבר כוכבי לכת (למשל, בשל השונות הטבעית של כוכב, כתמי כוכבים, או כוכב אחר או זוג כוכבים אי שם באותו קו ראייה), כל כוכב מועמד אושר באמצעות כוכב אחר טלסקופים, בדרך כלל על ידי מדידת ה'נדנוד 'הכבידה שהפגין כוכב בתגובה לכוכב הלכת מסתובב.
אך משימתו המקורית של קפלר לא הייתה כל כך לזהות כוכבי לכת בודדים, אלא לבצע מפקד של כמה שיותר כוכבים ולהעריך את אחוז הכוכבים שמארחים כוכבי לכת.
כך שככל שצבר קפלר ניסיון, שיטות סטטיסטיות הובאו לידי ביטוי. לדוגמה, בפברואר 2014 היו אסטרונומים חלוצים בטכניקה חדשה בשם 'אימות בריבוי', המבדילה מערכות מרובות כוכבים ממערכות כוכבים מרובים ובכך מוצאת כוכבי לכת רבים בבת אחת. באמצעות טכניקה זו, הצוות חשף 715 כוכבי לכת מאושרים במהדורה אחת, מה שהופך את קבוצת הכוכבים הגדולה ביותר בהודעה אחת עד לאותה תקופה.
קָשׁוּר: גלריה: עולם של כוכבי לכת קפלר
קפלר אושר הרבה מעבר לאורך המשימה המקורי שלו ופעל בסדר גמור עד מאי 2013, כאשר שנייה מתוך ארבעת גלגלי התגובה או הג'ירוסקופים שלה נכשלו. הטלסקופ צריך לפחות שלושה מהמכשירים האלה כדי להישאר מכוונים בכיוון הנכון. בזמנו, נאס'א אמרה כי הטלסקופ עדיין במצב טוב, ובחנה רעיונות משימות חלופיות לחומרה.
איור של אמן לטלסקופ החלל קפלר של נאס'א שצוד אחר כוכבי לכת.(אשראי תמונה: נאס'א)
משימה חדשה
תוך מספר חודשים הגיעה הסוכנות למשימה חדשה עבור טלסקופ החלל שכינתה K2. המשימה תשתמש בשמש רוח סולארית לייצב את הטלסקופ במשך מספר חודשים בכל פעם. לאחר מכן, כארבע פעמים בשנה, הטלסקופ, שאורכו כ -4.7 מטר וקוטר 9 רגל, היה פונה לשדה ראיה אחר כאשר השמש התקרבה מדי לחיישניה.
קָשׁוּר: חללית קפלר החולה על ציד הכוכבים של נאס'א מתקרבת למשימה חדשה
ביולי 2015, כשהמשימה החדשה התיישבה בשגרה, בורוקי, עדיין החוקר הראשי באותה תקופה, פרש לאחר 53 שנות שירות בנאס'א, על פי הסוכנות .
קצב הגילוי הפלנטרי היה נמוך יותר עם המשימה החדשה, אך ממצאים חדשים נמשכו. בינואר 2016 הכריזה נאס'א על גילוי יותר ממאה כוכבי לכת חדשים המבוססים על תצפיות K2. 'זהו אימות של היכולת של כל תוכנית K2 למצוא מספר רב של כוכבי לכת אמיתיים,' אמר איאן קרוספילד, אסטרונום מאוניברסיטת אריזונה, במהלך הישיבה השנתית של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה, שבמהלכה הוכרז על הממצא.
קָשׁוּר: קפלר של נאס'א חוזר ושואג עם 100 ממצאים חדשים של כוכב לכת
קפלר בחן את TRAPPIST-1 מערכת-שכנראה יש בה כוכבי לכת מרובים בגודל כדור הארץ-בין דצמבר 2016 למרץ 2017. באותו פברואר הודיע צוות אחר של אסטרונומים על כוכבי לכת נוספים בגודל כדור הארץ. מדעני קפלר פרסמו לאחר מכן את הנתונים הגולמיים מהתצפיות שלהם ב- TRAPPIST-1 כדי שצוותים אחרים ינתחו אותם, אם הם מעוניינים בכך.
בפברואר 2018 פרסמה נאס'א פרסום נוסף של נתוני קפלר על 95 כוכבי לכת חדשים שנמצאו במהלך משימת K2. אחד מכוכבי הלכת האלה הקיף כוכב בהיר, מה שהופך אותו למועמד קל למעקב על ידי מצפה כוכבים.
אחד מכוכבי הלכת הממוקמים על ידי טלסקופ קפלר היה קפלר -1649 ג, כוכב לכת Exoplanet פי 1.06 בלבד מרדיוס כדור הארץ. מדענים גילו את כוכב הלכת הזה בשנת 2020 תוך שהם מנתחים תצפיות ישנות של קפלר, שפרש בשנת 2018.(אשראי תמונה: נאס'א/מרכז המחקר של איימס/דניאל רוטר)
תגליות גדולות
הודות לקפלר, אנו יודעים כעת עד כמה נפוץ לכוכבים אחרים שיש כוכבי לכת.
'בעצם לכל כוכב יש כוכב לכת. זה עניין גדול, וזה לא זכה להערכה לפני קפלר ', אמר מדען הפרויקטים לשעבר של קפלר, ניק גוטייה. הַצהָרָה שוחרר כשהטלסקופ יצא לפנסיה.
במהלך שבע השנים הראשונות לפעולות קפלר ו- K2 הנפיקה נאס'א שני תריסר הודעות לעיתונות הכרזה על כוכבי לכת חדשים שהתגלו, לעתים קרובות בכמויות גדולות.
ביוני 2017 הגיע המהדורה הסופית של הנתונים מהמשימה העיקרית של קפלר. ממצאי הפלנטה שאושרו על ידי קפלר הועלו ל -2,335. כולל כוכבי לכת פוטנציאליים, המספר הכולל עמד על 4,034.
קָשׁוּר: טלסקופ החלל קפלר של נאס'א מוצא מאות כוכבי לכת חדשים, ומגדיל את סך ל -4,034
משימת K2 בסופו של דבר נמשכה כל עוד המשימה העיקרית, והביאה את מספר הכוכבים הכולל של קפלר ליותר מ -500,000, על פי הודעה לעיתונות של נאס'א .
הישג מרכזי נוסף היה גילוי המגוון העצום של מערכות פלנטריות הנמצאות בחוץ. מערכות כוכבי לכת יכולות להתקיים בסידורים קומפקטיים בגבולות המקבילה למסלולו של מרקורי. הם יכולים אפילו להסתובב סביב שני כוכבים, בדומה לטאטואין ב מלחמת הכוכבים עוֹלָם. ובממצא מרגש למי שמחפש חיים מעבר לכדור הארץ, הטלסקופ גילה שכוכבי לכת קטנים וסלעיים הדומים לכדור הארץ נפוצים יותר מענקי גז גדולים יותר כמו צדק.
קָשׁוּר: 'מבנה מגזר זר' נשלל בגלל העמעום המוזר של כוכב
תיאור אמן של טלסקופ החלל קפלר ארוך השנים וחלק מכוכבי הלכת שגילה במהלך העשור הקרוב בחלל.(אשראי תמונה: נאס'א)
עולמות מוזרים אחרים שהתגלו על ידי הטלסקופ כוללים את קפלר 62e וקפלר 62f-שני עולמות מים שיש להם ככל הנראה אוקיינוס גלובלי, בניגוד לכדור הארץ, שיש בו חלק ניכר מיבשה. כוכבי הלכת נמצאים במרחק של כ -1,200 שנות אור בכוכב ליירה והם קרובים לגודל כדור הארץ.
תצפיות ארוכות טווח של קפלר בכוכב KIC 8462852, המכונה גם 'כוכב טאבי', חשפו דפוס מוזר של עמעום והבהרה. אסטרונומים עדיין מנסים להבין את מהות השינויים החריגים בהירות, שיוחסו לכל דבר, החל משביטים ועד טבעת אבק לא אחידה, ואפילו מבנה מגה -זר.
קָשׁוּר: קפלר ציד הכוכבים של נאס'א מתמודד עם תעלומת 'שבע האחיות' של הפליאדות
רגישותו הגדולה של קפלר לבהירות הכוכבים המשתנה נוצלה עבור פליאדות , מקבץ כוכבים ידוע המרוחק רק 400 שנות אור וגלוי לעין בלתי מזוינת. התצפיות של קפלר סיפקו את המעקב הטוב ביותר אחר השתנותן עד כה. הטלסקופ סיפק גם מדידות חדשות של כוכבים מתפוצצים ו גלי קול בתוך כוכבים .
סוף המשימה
קפלר שוגרה עם 3 ליטרים (12 קילוגרם) של הידרזין במיכל הדלק שלה. הדלק מניע את הדחפים המסייעים לתקן את הסחף ולבצע תמרונים גדולים, כולל הצבעה על שדות ראייה חדשים והכוונת משדריו לכדור הארץ כדי להוריד קישור של נתוני מדע ולקבל פקודות. מכיוון שלקפלר אין מד מדויק על מיכל הדלק שלה, מהנדסים יכלו להעריך רק כשנגמר לו הדלק.
במרץ 2018 הודיעה נאס'א כי היא מצפה שמיכל הדלק של החללית יתייבש בחודשים הבאים. קצת יותר משבעה חודשים לאחר מכן, ב -30 באוקטובר, אישרה נאס'א כי לקפלר נגמר הגז. המהנדסים שלחו פקודה אחרונה 'לילה טוב' ובאופן רשמי הוציאה את החללית מהשביתה ב- 15 בנובמבר 2018 - במקרה, 388 שנה למותו של יוהנס קפלר.
קָשׁוּר: טלסקופ החלל קפלר של נאס'א ציד כוכבים נעשה. מה יקרה לזה?
אף על פי שהוא לא פעיל, ימשיך קפלר במסלולו הנמשך סביב כדור הארץ סביב השמש, ויעבור בשכונת כדור הארץ (במרחק בטוח) בשנת 2060 ושוב בשנת 2117.
תפקידו של קפלר כטלסקופ החלל המוביל לציד כוכבי לכת נלקח על ידי לוויין סקר כוכבי הלכת החוצה (TESS), שהושק ב- 18 באפריל 2018 והשלים את משימתו העיקרית ב -11 באוגוסט 2020 לפני תחילת שלב המשימה המורחבת. בעוד שמשימתו של קפלר הייתה בעיקר סטטיסטית-לגלות אם כוכבי לכת בגודל כדור הארץ היו נפוצים-TESS מיועד לזהות מערכות כוכבי לכת מסוימות שיש לבחון אותן עוד יותר.
משאבים נוספים:
- לקרוא סקירת המשימה של קפלר ו- K2 של נאס'א .
- לבדוק אבני הדרך העיקריות לגילוי קפלר לאורך השנים.
- למידע נוסף על משימות גילוי אחרות של נאס'א .
מאמר זה עודכן ב -26 בינואר 2021 על ידי תורם guesswhozoo.com סטיב פנטרס