Космический телескоп Кеплер

редактировать
Десятая миссия программы Discovery; оптический космический телескоп для экзопланетологии
Kepler
Кеплер на орбите Изображение телескопа Kepler
Тип миссииКосмический телескоп
ОператорNASA / LASP
COSPAR ID 2009 -011A
SATCAT № 34380
Веб-сайткеплер.nasa.gov
Продолжительность миссииПланируется: 3,5 лет. Окончание: 9 лет, 7 месяцев, 23 дня
Характеристики космического корабля
ПроизводительBall Aerospace Technologies
Стартовая масса1052,4 кг (2320 фунтов)
Сухая масса1040,7 кг (2294 фунта)
Масса полезной нагрузки478 кг (1054 фунта)
Размеры4,7 м × 2,7 м (15,4 футов × 8,9 футов)
Мощность1100 Вт
Начало миссии
Дата запуска7 марта 2009 г., 03:49:57 (2009-03 -07UTC03: 49: 57) UTC
РакетаДельта II (7925-10L)
Место запускаМыс Канаверал SLC-17B
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Введен в эксплуатацию12 мая 2009 г., 09:01 UTC
Конец миссии
Деактивирован15 ноября 2018 г. (2018-11- 15)
Параметры орбиты
Система отсчетаГелиоцентрический
РежимЗемля -задерживаю щаяся
Большая полуось 1.0133 AU
Эксцентриситет 0,036116
Высота перигелия 0,97671 AU
Высота афелия 1,0499 AU
Наклонение 0,4474 градуса
Период 372,57 дней
Аргумент перигелия 294,04 градуса
Средняя аномалия 311,67 градуса
Среднее движение 0, 96626 град / день
Эпоха 1 января 2018 г. (J2000 : 2458119,5)
Главный телескоп
ТипШмидт
Диаметр0,95 м (3,1 фута)
Площадь сбора0,708 м (7,62 кв. Фута)
Длины волн430–890 нм
Транспондеры
Полоса пропусканияДиапазон X вверх: 7,8 бит / с - 2 бит / с. Полоса X вниз: 10 бит / с - 16 кбит / с. Kaдиапазон вниз: до 4,3 Мбит / с
Kepler Logo.png Программа DiscoveryDawn GRAIL

Космический телескоп Kepler - устаревший космический телескоп, запущенный НАСА для обнаружения планет размером с Землю , вращающихся вокруг других звезд. Названный в честь астронома Иоганна Кеплера, космический корабль был запущен 7 марта 2009 г. на гелиоцентрическую орбиту , идущую за Землей,. Главным исследователем был Уильям Дж. Боруки. После девяти лет эксплуатации топлива в системе управления реакцией телескопа было исчерпано, и 30 октября 2018 года НАСА объявило о прекращении производства.

Предназначен для обследования части земного региона Млечный Путь, чтобы здания размером с Землю экзопланеты в обитаемых данных или рядом с ними и оценить, сколько из миллиардов звезд в Млечном Пути имеют такие планет, единственный научный инструмент Кеплера - это фотометр, который непрерывно отслеживал яркость примерно 150 000 звезд главной последовательности в фиксированном поле зрения. Эти передаются на Землю, анализ обнаружения для обнаружения периоднения, вызываемого экзопланетами, пересекающими данными перед своей звездой. Можно построить только планеты, орбиты которых видны с Земли с ребра. За более чем девять с половиной лет службы Кеплер наблюдал 530 506 звезд и обнаружил 2662 планеты.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Конструкция космического корабля
    • 2.1 Камера
    • 2.2 Главное зеркало
    • 2.3 Фотометрические характеристики
    • 2.4 Орбита и ориентация
    • 2.5 Операции
      • 2.5. 1 Связь
      • 2.5.2 Управление данными
      • 2.5.3 Неисправности реактивного колеса
    • 2.6 График работы
  • 3 Поле зрения
  • 4 Цели и методы
  • 5 Процесс поиска планет
    • 5.1 Поиск кандидатов в план
    • 5.2 Подтверждение кандидатов на планете
      • 5.2.1 С помощью других методов обнаружения
      • 5.2.2 Посредством проверки
  • 6 Результаты миссии
    • 6,1 2009
    • 6,2 2010
    • 6,3 2011
    • 6,4 2012
    • 6,5 2013
    • 6,6 2014
    • 6,7 2015
    • 6,8 2016
  • 7 Статус миссии
    • 7.1 Расширение
    • 7.2 Проблемы с колесом реакции
    • 7.3 Второй свет (K2)
  • 8 Публикация данных
    • 8.1 Последующие действия других
    • 8.2 Участие ученых
  • 9 Подтвержденные экзопланеты
  • 10 Входной каталог Кеплера
  • 11 наблюдений за Солнечной системой эрвации
  • 12 Вывод на пенсию
  • 13 См. Также
  • 14 Примечания
  • 15 Ссылки
  • 16 Внешние ссылки
История

Космический телескоп Кеплер был частью проекта НАСА Discovery. Программа относительно недорогих научных миссий. Строительством и первоначальной эксплуатацией телескопа руководила Лаборатория реактивного движения НАСА, а Ball Aerospace отвечала за систему полета Кеплера. Исследовательский центр Эймса отвечает за наземных систем, выполнение миссий с декабря 2009 года и анализ научных данных. Первоначальный запланированный срок службы составлял 3,5 года, но более высокий, чем ожидалось, шум в данных, как от звезд, так и от космического корабля, означал, что для выполнения всех задач миссии требовалось дополнительное время. Первоначально в 2012 году ожидалось, что миссия будет продлена до 2016 года, но 14 июля 2012 года одно из четырех реактивных колес космического корабля, использовавшегося для наведения космического корабля, перестало вращаться, и завершение миссии могло быть только возможно, если все остальные опорные колеса останутся надежными. Затем, 11 2013 года, второе колесо реакции вышло из строя, что привело к невозможности сбора научных данных и поставило под угрозу продолжение миссии.

15 августа 2013 года НАСА объявило, что они отказались от попытки исправить два вышедших из строя реактивных колеса. Это означало, что текущую миссию нужно было изменить, но это не обязательно означало конец охоты за планетами. НАСА обратилось к космическому научному сообществу с просьбой предложить альтернативные планы миссии, включающие поиск экзопланеты с использованием оставшихся двух хороших реактивных колес и двигателей ». 18 ноября 2013 г. было сообщено о предложении К2 «Второй свет». обитающие на планете вокруг меньших, более тусклых красных карликов. 16 мая 2014 года НАСА объявило об одобрении расширения K2.

К январю 2015 года Кеплер и его последующие наблюдения представлены 1013 подтвержденных экзопланет примерно в 440 звездных систем, вдоль с еще 3199 неподтвержденными кандидатами на планете. Четыре планеты были подтверждены миссией Кеплера К2. В ноябре 2013 года астрономы подсчитали на основе космической миссии Кеплера, что в обитаемых может быть до 40 миллиардов каменистых земных экзопланет.>из солнцеподобных звезд и красных карликов внутри Млечного Пути. По оценкам, 11 миллиардов из этих планет вращаться вокруг звезд, подобных Солнцу. По словам ученых, ближайшая такая планета может находиться на расстоянии 3,7 парсеков (12 св. Лет ).

6 января 2015 года НАСА объявило о тысячной подтвержденной экзопланете. открыта космическим телескопом Кеплера. Четыре из недавно подтвержденных экзопланет были обнаружены на орбите в пределах связанных с ними зон связанных с ними звезд : три из четырех, Kepler-438b, Kepler-442b и Kepler-452b, почти размером с Землю и, вероятно, скалистые; четвертый, Кеплер-440b, является супер-Землей. 10 мая 2016 года НАСА проверило 1284 новые экзопланеты, обнаруженные Кеплером, являющимся крупнейшим открытием планет на сегодняшний день.

Данные Кеплера также помогли ученым вести и понимать сверхновые ; измерения собирались каждые полчаса, поэтому кривые блеска были особенно полезны для изучения этих типов астрономических явлений.

30 октября 2018 года, после того, как у космического корабля закончилось топливо, НАСА объявило, что телескоп будет выведен из эксплуатации.. В тот же день телескоп остановили, положив конец его девятилетней службе. Кеплер наблюдал 530 506 и обнаружил 2662 экзопланеты за время своего существования. Новая миссия НАСА TESS, запущенная в 2018 году, продолжает поиск экзопланет.

Дизайн космического корабля
Кеплер в установке обработки и обработки Astrotech Интерактивная 3D-модель Кеплера Интерактивная трехмерная модель Кеплера

Телескоп имеет массу 1039 кг (2291 фунт) и содержит камеру Шмидта с корректирующей передней пластиной (линзой) 0,95 метра (37,4 дюйма), питающей 1,4-метровую (55 дюймов) главное зеркало - на момент запуска это было самое большое зеркало на всех телескопах за пределами орбиты Земли, хотя Космическая обсерватория Гершеля получила это название несколько месяцев спустя. Его телескоп имеет 115 градусов (около 12 градусов в диаметре) поле зрения (FOV), что примерно соответствует размеру кулака на вытянутой руке. Из них 105 градусов имеют научное качество, менее 11% виньетирование. Фотометр имеет мягкий фокус для обеспечения превосходной фотометрии, а не резких изображений. Целью миссии была комбинированная фотометрическая точность (CDPP) 20 ppm для am (V) = 12 Солнцеобразной звезды для 6,5-часового интегрирования, хотя наблюдения не соответствовали этой цели (см. статус миссии).

Камера

Матрица датчиков изображения Кеплера. Матрица изогнута для учета кривизны поля Пецваля.

Фокальная плоскость камеры космического корабля состоит из сорока двух 50 × 25 мм (2 × 1 дюйм) ПЗС с разрешением 2200 × 1024 пикселей каждый, с общим разрешением 94,6 мегапикселей, что в то время делало его самой большой системой камер, запущенной в космос. Для охлаждения использовались тепловые трубки, подключенные к внешнему радиатору. ПЗС считывались каждые 6,5 секунд (для ограничения насыщения) и добавлялись борт в течение 58,89 секунд для целей с короткой скоростью вращения педалей и 1765,5 секунд (29,4 минуты) для целей с высокой скорости вращения педалей. Из-за более высоких требований к пропускной способности первых их количество было ограничено до 512 по сравнению с 170 000 для длинной каденции. Однако, несмотря на то, что при запуске Кеплер имеет самую высокую скорость передачи данных из всех миссий НАСА, 29-минутные суммы всех 95 миллионов пикселей составляют больше данных, чем можно сохранить и отправить обратно на Землю. Поэтому научная группа выбрала соответствующие пиксели, связанные с каждой интересующей звездой, что составляет около 6 процентов пикселей (5,4 мегапикселя). Затем данные из этих пикселей были повторно воспроизведены, сжаты и сохранены вместе с другими вспомогательными данными во встроенном 16-гигабайтном твердотельном записывающем устройстве. Данные, которые были сохранены и переданы по нисходящей линии, включают в себя научные звезды, звезды в p-режиме, размытие, уровень черного, фон и изображения с полным полем обзора.

Главное зеркало

Сравнение первичного размера зеркал для телескопа Кеплера и других известных оптических телескопов.

Главное зеркало Кеплера имеет диаметр 1,4 метра (4,6 фута). Зеркало, изготовленное устройство стекла Corning с использованием стекла со сверхнизким расширением (ULE), специально разработано так, чтобы его масса составляла всего 14% от массы сплошного зеркала того же размера. Чтобы создать систему космического телескопа с использованием определенных показателей измерения для обнаружения небольших планет, когда они проходят перед звездми, требуется покрытие с очень высокими коэффициентами отражения на главном зеркале. Используя ионно-вспомогательное испарение, Surface Optics Corp. нанесла защитное покрытие девятислойное серебряное покрытие для улучшения отражения и диэлектрическое интерференционное покрытие для минимизации образования центров окраски и ат атмосферной влаги.

Фотометрические характеристики

Что касается фотометрических характеристик, Кеплер работал хорошо, намного лучше, чем любой наземный телескоп, но не достиг проектных целей. Объектив представляет собой комбинированную дифференциальную фотометрическую точность (CDPP) 20 частей на миллион (PPM) на звездной величине 12 для 6,5-часового интегрирования. Эта оценка была рассчитана с учетом звездной переменности 10 ppm, что примерно соответствует значению для Солнца. Полученная точность для этого наблюдения имеет диапазон, в зависимости от звезды и положения в фокальной плоскости, со средним значением 29 ppm. Большая часть дополнительного шума, по-видимому, связана с большей, чем ожидалось, изменчивостью самих звезд (19,5 ppm вместо предполагаемых 10,0 ppm), а остальная часть связана с источниками инструментального шума, немного большим, чем предполагалось.

Повышенный шум означает, что отдельное прохождение составляет 2,7 σ, вместо предполагаемых 4 σ. Это, в свою очередь, означает, что необходимо наблюдать больше транзитов. Научные оценки показывают, что для поиска всех транзитных планет размером с Землю потребуется миссия продолжительностью от 7 до 8 лет, в отличие от запланированных 3,5 лет. 4 апреля 2012 года миссия Кеплера была одобрена для продления до 2016 финансового года, но это также зависело от того, чтобы все оставшиеся колеса остались исправленными, что оказалось не так (см. История космического корабля ниже).

Орбита и ориентация

Объем поиска Кеплера в контексте Млечного Пути Движение Кеплера относительно Земли, медленно удаляющееся от Земли по аналогичной орбите, со временем выглядит как спираль

Кеплер вращается вокруг Солнца, что позволяет избежать затенений, рассеянного света, гравитационных возмущений и крутящих моментов, присущих орбите Земли..

НАСА охтеризовало орбиту Кеплера как «следящую за Землей». Обладая периодом обращения 372,5 суток, Кеплер медленно опускается все дальше от Земли (около 16 миллионов миль в год ). По состоянию на 1 мая 2018 года до расстояния Кеплера от Земли составляло около 0,917 а.е. (137 миллионов км). Это означает, что примерно через 26 лет Кеплер достиг другой стороны Солнца и вернется в окрестности Земли через 51 год.

До 2013 года фотометр указывал на поле в северном созвездии из Лебедя, Лиры и Драко, который находится далеко за пределами плоскости эклиптики, поэтому солнечный свет никогда не попадает в фотометр во время орбиты космического корабля. Это также направление движения Солнечной системы вокруг центра галактики. Таким образом, звезды, наблюдал Кеплер, находятся примерно на том же расстоянии от центра галактики, что и Солнечная система, а также близко к плоскости галактики. Этот факт важен, как предполагает гипотеза редкой Земли.

Ориентация стабилизируется по трем осям за счет вращения с помощью положения на фокальной плоскости инструмента (вместо гироскопов, считающих скорость, например, использовалось как использовалось) на Хаббл ). и использование реактивных колес и гидразиновых подруливающих устройств для управления ориентацией.

Анимация траектории Кеплера относительно Солнца Относительно Земли Солнца и Земли Кеплер ·Земля ·Солнце

Операции

Орбита Кеплера. Солнечная батарея телескопа была настроена на солнцестояние и равноденствие.

Кеплер управлялся из Боулдера, Колорадо, Лабораторией атмосферной и космической физики (LASP) по контракту с Ball Aerospace Technologies. Солнечная батарея космического корабля повернута лицом к Солнцу во время солнцестояний и равноденствий, чтобы оптимизировать количество солнечного света, падающего на солнечную батарею, и радиатор тепла был направлен вглубь. Космос. Совместно LASP и Ball Aerospace управляют космическим кораблем из операционного центра миссии расположенного в исследовательском кампусе Университета Колорадо. LASP важное планирование миссии, а также предварительный сбор и распространение научных данных. Первоначальная стоимость жизненного цикла миссии оценивалась в 600 миллионов долларов США, включая финансирование на 3,5 года работы. В 2012 году НАСА объявило, что миссия Кеплера будет финансироваться до 2016 года из расчета около 20 миллионов долларов в год.

Связь

НАСА связывалось с космическим кораблем, используя X-диапазон канал связи два раза в неделю для обновления команд и статуса. Научные данные загружаются один раз в месяц с использованием канала Kaband link с максимальной скоростью передачи данных 550 кБ / с. Антенна с высокими коэффициентами усиления неуправляема, поэтому сбор данных прерывается на день, чтобы переориентировать весь космический корабль и антенну с высокими коэффициентами усиления для связи с Землей.

Космический телескоп провел собственный частичный анализ на борту и только передал научные данные, которые считаются необходимыми для миссии в целях экономии полосы пропускания.

Управление данными

Телеметрия научных данных, собранная во время работы миссии в LASP, отправляется для обработки в Центр управления данными Кеплера (DMC), который расположен в Научном институте космического телескопа на территории кампуса Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, Мэриленд. Телеметрия научных данных декодируется и обрабатывается DMC в некалиброванные FITS -форматные научные данные, которые затем передаются в Центр научных операций (SOC) в Исследовательском центре NASA Ames Research Center для калибровки и окончательной обработки.. SOC в Исследовательском центре Эймса НАСА (ARC) разрабатывает и использует инструменты, необходимые для обработки научных данных для использования в Научном офисе Кеплера (SO). Соответственно, SOC разрабатывает программное обеспечение для обработки данных о трубопроводе на основе научных алгоритмов, разработанных совместно SO и SOC. Во время работы SOC:

  1. Получает неоткалиброванные пиксельные данные от DMC
  2. Применяет алгоритмы анализа для создания калиброванных пикселей и кривых блеска для каждой звезды
  3. Выполняет поиск транзита для обнаружения планет ( события пересечения порога, или ТВК)
  4. Выполняет проверку данных о планетах-кандидатах, оценивая различные продукты данных на предмет согласованности, как способ устранения ложных срабатываний.

SOC также на постоянной основе оценивает фотометрические характеристики и предоставляет метрики производительности SO и офису управления миссией. Наконец, SOC разрабатывает и поддерживает научные базы данных проекта, включая каталоги и обработанные данные. SOC, наконец, возвращает откалиброванные данные и научные результаты обратно в DMC для долгосрочного архивирования и распространения среди астрономов по всему миру через Архив Multimission Archive в STScI (MAST).

Отказ реактивного колеса

14 июля 2012 г. отказало одно из четырех реактивных колес, используемых для точного наведения космического корабля. В то время как Кеплеру требуется только три реактивных колеса для точного наведения телескопа, из-за другого отказа космический корабль не сможет нацелиться в исходное поле.

После того, как в январе 2013 года были обнаружены некоторые проблемы, 11 мая вышло из строя второе колесо реакции 2013 год, завершив основную миссию Кеплера. Космический корабль был переведен в безопасный режим, затем с июня по август 2013 года была проведена серия инженерных испытаний, чтобы попытаться восстановить одно из вышедших из строя колес. К 15августа 2013 года было решено, что колеса не подлежат восстановлению, и был составлен технический отчет для оценки вероятных возможностей космического корабля.

Эти усилия в конечном итоге приводят к выполнению миссии «К2», проводившей наблюдения за различными полями. возле эклиптики.

Рабочий график

Запуск Кеплера 7 марта 2009 г. Внутренняя иллюстрация Кеплера Иллюстрация Кеплера 2004 г.

В январе 2006 г. запуск проекта был отложен на восемь месяцев из-за сокращения бюджета и консолидации в НАСА. В марте 2006 года он снова был отложен на четыре месяца из-за финансовых проблем. В это время антенна с высоким коэффициентом усиления была изменена с помощью конструкции на шарнире на антенну, закрепленную на раме космического корабля, чтобы снизить стоимость и сложность за счет одного наблюдения. день в месяц.

Обсерватория Кеплер была запущена 7 марта 2009 года в 03:49:57 UTC на борту ракеты Delta II с станцией ВВС США на мысе Канаверал, Флорида. Запуск прошел успешно, и все три этапа были завершены к 04:55 UTC. Крышка телескопа была снята 7 апреля 2009 г., а на следующий день были сделаны первые световые изображения.

20 апреля 2009 г. было объявлено, что наука Кеплера команда пришла к выводу, что дальнейшее уточнение фокуса резко увеличитную отдачу. 23 апреля 2009 года было объявлено, что фокус был успешно оптимизирован путем перемещения главного зеркала на 40 микрометров (1,6 тысяч долей дюйма) в направлении фокальной плоскости и наклона главного зеркала на 0,0072 градуса.

13 мая 2009 г. в 00:01 UTC «Кеплер» успешно завершил этап ввода в эксплуатацию и начал поиск планет вокруг других звезд.

19 июня 2009 г. космический корабль успешно отправил свои первые данные науки на Землю. Было обнаружено, что Кеплер перешел в безопасный режим 15 июня. Второе безопасного режима произошло 2 июля. В обоих случаях событие было вызвано перезагрузкой процессора. Космический корабль возобновил нормальную работу 3 июля, и в тот же день были переданы научные данные, собранные с 19 июня. 14 октября 2009 г. Было установлено, что причиной этих аварийных событий является низковольтный источник питания, который обеспечивает питание процессора RAD750. 12 января 2010 г. одна часть фокальной плоскости передала аномальные данные, указывающие на проблему с модулем фокальной плоскости MOD-3, покрывающим две из 42 ПЗС Кеплера. По состоянию на октябрь 2010 года модуль был охтеризован как «провальный», но охват все жеаракал научные цели.

Кеплер отправлял по нисходящей линии примерно двенадцать гигабайт данных примерно раз в месяц - пример такой нисходящий канал был 22–23 ноября 2010 г.

Поле зрения
Схема исследуемой Кеплером области с небесными координатами Поле зрения фотометра в созвездиях Лебедь, Лира и Драко

Кеплер имеет фиксированное поле зрения (FOV) на фоне неба. На диаграмме справа показаны небесные координаты и расположение детекторных полей, а также расположение нескольких ярких звезд с небесным севером в верхнем левом углу. На веб-сайте миссии есть калькулятор, который попадает в объект в поле зрения, и если да, то он появляется в выходном потоке данных фотодетектора. Данные о кандидатах в экзопланеты передаются в программе Последующая программа Кеплера, или KFOP, для просмотра изображений.

Поле зрения Кеплера покрывает 115 квадратных градусов, около 0,25 процента неба, или «около двух совков Большой Медведицы». Таким образом, для покрытия всего неба потребуется около 400 телескопов типа Кеплера. Поле Кеплера содержит часть созвездий Лебедь, Лира и Драко.

Ближайшая звездная система в поле зрения Кеплера - тройная звездная система Глиз 1245, 15 световых лет от Солнца. Коричневый карлик WISE J2000 + 3629, расположенный в 22,8 ± 1 световых лет от Солнца, также находится в поле зрения, но невидим для Кеплера из-за того, что он излучает свет в основном в инфракрасном диапазоне.

Цели и методы

Научной целью космического телескопа Кеплера было исследование структуры и разнообразия планетных систем. Этот космический корабль наблюдает за большой выбор звезд для нескольких ключевых целей:

  • Чтобы определить, сколько планет находится в окружающей зоне (часто называемой «планетами Златовласки») или рядом с ней. широкий спектр спектральных типов звезд.
  • Для определения размеров и формы орбит этих планет.
  • Для оценки количества планет в кратных звездных системах.
  • Для определения размеров орбитов, яркости, размера, массы и плотности короткопериодических планет-гигантов.
  • Для идентификации пользователей каждой обнаруженной планетной системы с использованием других методов.
  • Определите свойства тех звезд, установленных планетные системы.

Большинство экзопланет, ранее обнаруженных другими проектами, были планетами-гигантами, в основном размером Юпитер и больше. Кеплер был разработан для поиска планет в 30-600 менее массивных, ближе к порядку массы Земли (Юпитер в 318 раз массивнее Земли). Используемый метод, метод транзита, включает в себя наблюдающихся транзитных планет перед их звездой, что вызывает небольшое уменьшение видимой величины звезды на порядок 0,01% для планеты размером с Землю. Степень этого снижения яркости 1-е место для определения положения в мире, а интервал между поставитами страны мира, которого оценивает ее орбитальная большая полуось (используя законы Кеплера ) и его температуру (используя модели звездного излучения).

Вероятность того, что случайная планетарная орбита на линии прямой видимости звезды, равна диаметру звезды, деленному на диаметр орбиты. Для размера размером с Землю на расстоянии 1 а.е., проходящей транзитом через звезду, подобную Солнцу, вероятность составляет 0,47%, или примерно 1 из 210. Для такой планеты, как Венера, вращающейся вокруг звезды, подобной Солнцу, вероятность немного выше, на 0,65%; Если у звезды-предсказания есть несколько планет, вероятность вероятного обнаружения выше, чем вероятность вероятного обнаружения, при условии, что планеты в данной системе имеют тенденцию вращаться в одинаковых плоскостях - предположение, совместимое с текущими моделями формирования планетных систем. Например, если инопланетная миссия, подобная Кеплеру, наблюдала Землю, проходящую через Солнце, существует 7% -ная вероятность, что она также увидит переход Венеры.

Поле зрения Кеплера 115 градусов дает ему гораздо более высокая вероятность обнаружения планет размером с Землю, чем космический телескоп Хаббла, у которого есть поле зрения всего 10 квадратных угловых минут. Более, Кеплер занимается обнаружением транзитов планет, в то время как используется для широкого круга научных вопросов и редко смотрит непрерывно только на одно звездное поле. Из примерно полумиллиона звезд в поле зрения Кеплера для наблюдения было выбрано около 150 000 звезд. Более 90 000 звезд являются звездами G-типа на главной установке или вблизи нее. Таким образом, Кеплер был разработан так, чтобы быть чувствительной к длинам волн 400–865 нм, где яркость этих звезд достигает максимума. Самые большие видимые визуальные числа от 14 до 16. Изначально не ожидалось, что большинство планет-кандидатов будут подтверждены из-за того, что они слишкомбы для наблюдений. Все выбранные звезды наблюдаются одновременно, а космический аппарат измеряет их яркости тридцать минут тридцать минут. Это дает больше шансов увидеть транзит. Миссия была заблокирована, чтобы максимизировать вероятность обнаружения планет, вращающихся вокруг других звезд.

, чтобы подтвердить, что затемнение звезды было вызвано транзитной планетой, и потому что большие планеты дают сигнал, который проверить, ученые ожидали, что первыми будут результаты более крупных планет размером с Юпитер на узких орбитах. О первых из них сообщили всего через несколько месяцев эксплуатации. Меньшие планеты и планеты, расположенные дальше от своего Солнца, потребуют больше времени, а открытие планет, сопоставимых с Землей, было занять три года или больше.

Данные, собранные Кеплером, также используются для изучения чисел различных типов и выполняющих астросейсмологию, особенно на звезду, показывающих солнечные колебания.

Процесс поиска планет

Поиск кандидатов на планете

Художественное представление о Кеплере

После того, как Кеплер собрал и отправил данные, строятся необработанные кривые блеска. Затем значения яркости корректируются, чтобы учесть изменения яркости из-за вращения космического корабля. Следующим шагом является обработка (складывание) кривых блеска в более легко наблюдаемую форму и предоставление программного обеспечения выбора сигналов, которые кажутся первым транзитными. На этом этапе любой сигнал, который может быть потенциальные транзитные особенности, называется пересечением порога. Эти сигналы проверяются индивидуально в двух раундах проверки, причем первый раунд занимает всего несколько секунд на цель. Эта проверка устраняет ошибочно выбранные несигналы, вызванные инструментальным шумом и очевидные затменные двоичные файлы.

События пересечения порога, которые проходят эти тесты, называются интересующими объектами Кеплера (KOI), получают Обозначение KOI и находятся в архиве. KOI проверяются более тщательно в процессе, называемом удалением. Те, которые проходят диспозицию, называются кандидатами на планету Кеплера. Архив KOI не статичен, что означает, что кандидат в Кеплер может оказаться в списке ложных срабатываний при дальнейшей проверке. В свою очередь, KOI, которые были ошибочно классифицированы как ложные срабатывания, снова оказались в списке кандидатов.

Не все кандидаты планеты проходят через этот процесс. Окружные планеты не показывают строго периодических транзитов, и их нужно исследовать другими методами. Кроме того, сторонние исследователи используют различные методы обработки данных или даже ищут планеты-кандидаты по необработанным данным кривой блеска. Как следствие, эти планеты могут не иметь обозначения KOI.

Подтверждение состояния кандидатов на планете

Миссия Кеплера - новые кандидаты на экзопланеты - по на 19 июня 2017 года.

После того, как подходящие кандидаты были найдены на основе данных Кеплера, необходимо исключить ложные срабатывания с последующим- до тестов.

Обычно кандидаты Кеплера визуализируются индивидуально с помощью более совершенных наземных телескопов, чтобы разрешить любые фоновые объекты, которые могут испортить сигнатуру яркости транзитного сигнала. Другой метод исключения планет-кандидатов - это астрометрия, для которой Кеплер может собрать хорошие данные, даже если это не было целью проектирования. Его можно использовать, чтобы определить, что Кеплер не может вызвать объекты планетарной массы с помощью этого метода.

С помощью других методов обнаружения

Есть несколько методов обнаружения экзопланет, которые позволяют исключить ложные срабатывания, предоставляя дополнительное доказательство того, что кандидат является реальной планетой. Один из методов, называемый доплеровской спектроскопией, требует наблюдений с помощью наземных телескопов. Этот метод хорошо работает, если планета массивная или используется вокруг относительно яркой звезды. Хотя используется спектрографов недостаточно для подтверждения кандидатов в мире с малыми массами вокруг относительно тусклых звезд, этот метод можно использовать для обнаружения дополнительных массивных кандидатов в нетранзитных планетах вокруг целевых звезд.

Фотография, сделанная Кеплером, с выделенными двумя достопримечательностями. Небесный север находится ближе к нижнему левому углу.

В многопланетных системах часто можно подтвердить наличие планет с помощью изменения времени прохождения, глядя на время между последовательными транзитами, которое может меняться, если планеты гравитационно возмущены друг другом. Это помогает подтвердить наличие относительно маломассивных планет, даже если звезда находится на относительно большом расстоянии. Вариации времени прохождения указывают на то, что две или более планет принадлежат одной и той же планетной системе. Бывают даже случаи, когда таким образом обнаруживается и планета, не являющаяся транзитом.

Окружные планеты демонстрируют гораздо большие вариации времени прохождения между транзитами, чем планеты, гравитационно возмущенные другими планетами. Время их прохождения также значительно различается. Вариации времени и продолжительности транзита для околоземных планет вызваны орбитальным движением родительских звезд, а не другими планетами. Кроме того, если планета достаточно массивная, это может вызвать небольшие изменения орбитальных периодов родительских звезд. Несмотря на то, что околоземные планеты труднее найти из-за их непериодических транзитов, их намного легче подтвердить, поскольку временные схемы транзитов не могут быть воспроизведены затменной двойной или фоновой звездной системой.

В дополнение к планеты, вращающиеся вокруг своих звезд, претерпевают изменения отраженного света - как Луна, они проходят фазы от полной к новой и обратно. Поскольку Кеплер не может отделить планету от звезды, он видит только комбинированный свет, а яркость родительской звезды, кажется, периодически изменяется на каждой орбите. Хотя эффект невелик - фотометрическая точность, необходимая для того, чтобы увидеть близкую планету-гигант, примерно такая же, как для обнаружения планеты размером с Землю, проходящей через звезду солнечного типа размером с Юпитер с периодом обращения несколько дней или меньше могут быть обнаружены с помощью чувствительных космических телескопов, таких как Кеплер. В конечном итоге этот метод может помочь найти планет, чем метод транзита, потому что изменение отраженного света с фазой орбиты в степени не зависит от наклона орбиты планеты и не требует, чтобы планета проходила перед диском звезды.. Кроме того, фазовая функция планеты-гиганта также является функцией ее тепловых свойств и атмосферы, если таковая имеется. Следовательно, фазовая кривая может ограничивать другие планетные свойства, такие как гранулометрический атмосферный атмосферный частицы.

Фотометрическая точность Кеплера часто достаточно высока, чтобы наблюдать изменения яркости звезды, вызванные доплеровским излучением или деформация формы звезды компаньоном. Иногда их можно использовать для исключения на горячий Юпитер как ложных срабатываний, вызванных звездой или коричневым карликом, когда эффекты слишком заметны. Однако есть некоторые случаи, когда такие эффекты обнаруживаются даже спутниками планетарной массы, такими как TrES-2b.

посредством проверки

. быть подтверждено путем определения того, является ли вероятность того, что кандидат Кеплера является реальной планетой, значительно больше, чем любые ложноположительные сценарии взятые вместе. Один из первых методов заключался в том, чтобы увидеть, могут ли другие телескопы также видеть транзит. Первой планетой, подтвержденной этим методом, была Kepler-22b, которую также наблюдали с помощью космического телескопа Spitzer в дополнение к анализу любых других ложноположительных возможностей. Такое подтверждение стоит дорого, поскольку малые планеты обычно можно построить только с помощью космических телескопов.

В 2014 году был анонсирован новый метод подтверждения под названием «проверка по множественности». Ранее подтвержденными другими методами было обнаружено, что на планете большинства планетных систем вращается относительно плоской плоскости, аналогичной планетам в Солнечной системе. Это означает, что если у звезды есть несколько кандидатов на планете, это, скорее всего, настоящая планетная система. Транзитные сигналы по-прежнему соответствуют нескольким критериям, исключающим ложноположительные сценарии. Например, он должен иметь значительный сигнал-t о-шум, он имеет по крайней мере три наблюдаемых прохождения, орбитальная стабильность этих систем должна быть стабильной, а кривая прохождения должна иметь форму, при которой частично затменные двойные системы не могли имитировать транзитный сигнал. Кроме того, его орбитальный период должен составлять 1,6 дня или больше, чтобы исключить распространенные ложные срабатывания, вызванные затменными двойными системами. Проверка методом множественности очень эффективна и позволяет подтвердить кандидатов Кеплера за относительно короткое промежуток времени.

Разработан новый метод проверки с использованием инструмента PASTIS. Это позволяет подтвердить планету, даже если было обнаружено одно событие транзита-кандидата на звезды-на. Недостатком этого инструмента является то, что он требует относительно высокого отношения сигнал / шум по данным Кеплера, поэтому он может в основном подтверждать только более крупные планеты или планеты вокруг тихих и относительно ярких звезд. В настоящее время проводится анализ кандидатов в Кеплер этим методом. PASTIS был первым успешным для проверки планеты Кеплер-420b.

Результаты миссии
Деталь изображения Кеплера исследуемой области, показывающее рассеянное звездное скопление NGC 6791. Небесный север находится ближе к нижнему левому краю. Деталь изображения Кеплера исследуемой области. На этом изображении показано расположение TrES-2b. Небесный север находится в левом нижнем углу.

Космический телескоп Кеплер активно работал с 2009 по 2013 год, первые результаты были объявлены 4 января 2010 года. Как и ожидалось, первые открытия были все короткопериодические планеты. По мере продолжения миссии были найдены дополнительные кандидаты на более длительный период. По состоянию на октябрь 2017 года Кеплер обнаружил 5011 кандидатов в экзопланеты и 2512 подтвержденных экзопланет.

2009

НАСА провело пресс-конференцию, чтобы обсудить первые научные результаты миссии Кеплера 6 августа 2009 года. На этой пресс-конференции, на этой пресс-конференции выяснилось, что Кеплер подтвердил наличие ранее известной транзитной экзопланеты HAT-P-7b и функционировал достаточно хорошо, чтобы открывать поверхность размером с Землю.

Потому что обнаружение планет Кеплером зависит от наблюдения очень малых изменений яркости, звезды, которые сами по себе изменяются по яркости (переменные звезды ), бесполезны в этом поиске. На основе первых нескольких месяцев науки Кеплера определили, что около 7500 звезд из первоначального целевого целевого списка такими переменными звездами. Они были исключены из целого списка и заменены новыми кандидатами. 4 ноября 2009 года проект Кеплер публично опубликовал кривые блеска падающих звезд. Первый кандидат на новую планету, наблюдаемый Келпером, изначально был отмечен как ложноположительный из-за неопределенности его родительской звезды. Однако это было подтверждено десять лет спустя и теперь обозначено.

Данные за первые шесть недель показали пять неизвестных планет, все очень близко к своей звезде. Среди примечательных результатов одна из первых планет с наименьшей плотностью, два маломассивных белых карлика, которые сообщаются как членах нового класса звездных объектов, и Kepler-16b, хорошо охарактеризованная планета, вращающаяся вокруг двойные звезды.

2010

15 июня 2010 года миссия Кеплера обнародовала данные обо всех, кроме 400, из ~ 156 000 планетных целевых звезд. У 706 целей из этого первого набора данных есть жизнеспособные кандидаты в экзопланеты с размерами от таких маленьких, как Земля, до больших, чем Юпитер. Приведены характеристики и характеристики 306 из 706 целей. Выпущенные цели включают пять кандидатов в многопланетные системы, в том числе шесть дополнительных кандидатов в экзопланеты. Для кандидатов были доступны данные за 33,5 дня. НАСА также объявило, что данные еще по 400 кандидатам не разглашаются, чтобы члены команды Кеплера могли провести последующие наблюдения. Данные по этому кандидатам были опубликованы 2 февраля 2011 г. (см. Результаты Кеплера для 2011 ниже.)

Результаты Кеплера, основанные на кандидатах в списке, опубликованном в 2010 г., подразумевали что большинство планет-кандидатов имеют радиус менее половины от Юпитера. Результаты также подразумевают, что малые планеты-кандидаты с периода менее тридцати дней встречаются намного чаще, чем большие планеты-кандидаты с периода менее тридцати дней, и что наземные открытия отбирают крупный хвост распределения по размерам. Это противоречило более старым теориям, которые предполагали, что малые планеты и планеты размером с Землю будут относительно редкими. Основываясь на экстраполяциях данных Кеплера, оценка около 100 миллионов обитателей планет в Млечном Пути может быть реалистичной. Некоторые СМИ о выступлении на TED приводят к неправильному пониманию того, что Кеплер на самом деле нашел эти планеты. Это было разъяснено в письме директору НАСА Исследовательского центра Эймса для Научного совета Кеплера от 2 августа 2010 г., в котором говорится: «Анализ текущих данных Кеплера не поддерживает утверждение, что обнаружил Кеплер. любые планеты земного типа ».

В 2010 году Кеплер идентифицировал две системы, содержащие объекты, которые меньше и горячее, чем их родительские звезды: KOI 74 и KOI 81. Эти объекты, вероятно, являются маломассивными белыми карликами, образованными в их системах в ходе предыдущих эпизодов массопереноса.

2011

Сравнение размеров экзопланет Kepler-20e и Kepler-20f с Венерой и Землей

2 февраля Команда 2011 года Кеплер огласила результаты анализа данных. Снято между 2 мая и 16 сентября 2009 г. Они представляют 1235 кандидатов на планете, вращающиеся вокруг 997 родительских звезд. (Приведенные ниже числа предполагают, что кандидаты действительно являются планетами, хотя официальные газеты называли их только кандидатами. Независимый анализ показывает, что по крайней 90% из них являются настоящими планетами, а не ложными срабатываниями). 68 планет были размером примерно с Землю, 288 размером с суперземлю, 662 размером с Нептун, 165 размером с Юпитер и 19, что в два раза больше Юпитера. В отличие от предыдущей работы, примерно 74% планет меньше Нептуна, скорее всего, в результате предыдущей работы по обнаружению больших планет легче, чем меньше.

В тот выпуск 1235 кандидатов на экзопланеты от 2 февраля 2011 года 54, возможно, находились в «пригодной зоне », в том числе на пять меньше, чем вдвое больше Земли. Ранее считалось, что только две планеты находятся в «обитаемой зоне», поэтому эти новые открытия представляют собой огромное расширение потенциального числа «планет Златовласки» (планет с правильной температурой, чтобы поддерживать жидкую воду). Все кандидаты в обитаемые зоны, обнаруженные в настоящее время на орбите звезд, значительно меньше и холоднее Солнца (для ожидаемых вокруг звезд, подобных Солнцу, потребуется несколько дополнительных лет, чтобы накопить три транзита, необходимые для обнаружения). Из всех кандидатов в новые планеты 68 составляют 125% от размера Земли или меньше, или меньше, чем все ранее открытые экзопланеты. «Размер Земли» и «размер сверх Земли» определяется как «меньше или равно 2 земным радиусам (Re)» [(или Rp ≤ 2,0 Re) - Таблица 5]. Шесть таких кандидатов на планете [а именно: KOI 326.01 (Rp = 0.85), KOI 701.03 (Rp = 1.73), KOI 268.01 (Rp = 1.75), KOI 1026.01 (Rp = 1.77), KOI 854.01 (Rp = 1.91), KOI 70.03 (Rp = 1.96) - Таблица 6] находятся в «жилой зоне». Более недавнее исследование показало, что один из этих кандидатов (KOI 326.01) на самом деле намного больше и горячее, чем сообщалось вначале.

Частота наблюдений за планетами самой высокой для экзопланет размером в два-три раза Земли, а затем уменьшились обратно пропорционально площади планеты. Наилучшая оценка (по состоянию на март 2011 г.) после учета ошибок наблюдений была: 5,4% звезд являются хозяевами кандидатов размером с Землю, 6,8% являются хозяевами кандидатами размером с Землю, 19,3% являются хозяевами кандидатами размером с Нептун и 2,55% являются хозяевами. Кандидаты размером с Юпитер или больше. Многопланетные системы обычны; 17% родительских звезд имеют системы с местными планетами, а 33,9% всех планет находятся в системах с местными планетами.

К 5 декабря 2011 года команда Кеплера заявила, что они представлены 2326 планетных кандидатов из 207 из них по размеру похожи на Землю, 680 - размером с суперземлю, 1181 - размером с Нептун, 203 - размером с Юпитер и 55 - больше Юпитера. По данным за февраль 2011 года количество планет размером с Землю и суперземлю увеличилось на 200% и 140% соответственно. Более того, 48 кандидатов в мире были обнаружены в детском обследовании звезд, что меньше февральского показателя; это произошло из-за более строгих критериев, используемых в декабрьских данных.

20 декабря 2011 года команда Кеплера объявила об открытии первых экзопланет размером с Землю , Kepler-20e и Kepler-20f, вращающиеся вокруг звезды типа Солнца, Кеплер-20.

На основании выводов Кеплера, астроном Сет Шостак в 2011 году подсчитал, что «в пределах тысячи световых лет от Земли »есть« не менее 30 000 »пригодных для жизни планет. Также на полученных данных команда Кеплера подсчитала, что в Млечном Пути находится «не менее 50 миллиардов планет», из «не менее 500 миллионов» находятся в обитаемой зоне. В марте 2011 года астрономы из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА сообщили, что около «1,4–2,7%» всех звезд, подобных Солнцу, будут иметь размер с Землю «в обитаемых. их звезд ". Это означает, что только в Млечном Пути существует« два миллиарда »этих« аналогов Земли ». Астрономы JPL также отметили, что существует« 50 миллиардов других галактик », других дающих более одной секстиллиона <276

2012

планет «аналог Земли», если во всех галактиках планет аналогично Млечному Пути.

2012

Международная группа астрономов 2012 года сообщила, что каждая звезда в Млечном Пути может содержать «в среднем... не менее 1,6 планет », предполагаемая, что в Млечном Пути может существовать более 160 миллиардов, связанных со звездми. Кеплер также зарегистрировал далекие звездные супервспышки, некоторые из которых в 10 000 более мощнее, чем событие Кэррингтона 1859 г. . Супервспышки могут быть вызваны планетами размером Юпитер размером. Метод Transit Timing Variation (TTV), который был использован для открытия Кеплер-9д, приобрел популярность для подтв ерждения открытий экзопланет. Планета такая в системе с четырьмя звездами также была подтверждена, впервые система была обнаружена.

По состоянию на 2012 год было всего 2321 кандидата. Из них 207 похожи по размеру на Землю, 680 - на суперземли, 1181 - на Нептун, 203 - на Юпитер и 55 - больше Юпитера. Кроме того, 48 кандидатов на планете были обнаружены в детском возрасте обследованных звезд. Команда Кеплера подсчитала, что 5,4% всех звезд являются кандидатами на план размером с Землю, а 17% всех звезд имеют несколько планет.

2013

Диаграмма, показывающая открытия Кеплера в контексте всех обнаруженных экзопланет (до 2013 года), с указанием некоторых вероятностей прохождения, например, сценариев.

Согласно исследованию Калтех астрономы опубликовали как минимум столько же планет, сколько звезд, в результате чего образовалось 100–400 миллиардов экзопланет. Исследование, основанное на планетах, вращающихся вокруг звезд Кеплер-32, предполагает, что планетные системы могут быть обычными вокруг звезд в Млечном Пути. Об открытии еще 461 кандидата было объявлено 7 января 2013 года. Чем дольше Кеплер наблюдает, тем больше планет с Первого периода он может построить.

Последний каталог Кеплера был выпущен в феврале 2012 года, количество кандидатов, установленных в Данные Кеплера увеличились на 20 процентов и теперь составляют 2740 планет, вращающихся вокруг 2036 звезд.

Кандидатом, недавно объявленным 7 января 2013 года, был Kepler-69c (ранее KOI-172.02), Земля. -размерная экзопланета, вращающаяся вокруг звезды, похожей на Солнце, в обитаемой зоне и, возможно, обитаемой.

В апреле 2013 года был обнаружен белый карлик, искривляющий свет своего компаньона красного карлика в KOI-256 звездная система.

В апреле 2013 года НАСА объявило об открытии трех новых экзопланет размером с Землю - Kepler-62e, Kepler-62f и Kepler-69c - в обитаемых лицах соответствующих родительских звезд, Кеплер-62 и Кеплер-69. Новые экзопланеты считаются главными кандидатами на обладание жидкой водой и, следовательно, предпочтительной средой. Более поздний анализ показал, что Kepler-69c, вероятно, более похож на Венеру и, следовательно, вряд ли будет пригоден для жизни.

15 мая 2013 года НАСА объявило, что космический телескоп был поврежден из-за отказа реактивное колесо, которое удерживает его в правильном направлении. Второе колесо ранее выходило из строя, и телескопу требовалось три (из четырех), чтобы инструмент работал правильно. Дальнейшие испытания в июле и августе показали, что Кеплер способен использовать свои поврежденные реактивные колеса для предотвращения передачи в безопасный режим и передачи ранее собранных научных данных, он не был способен собирать дополнительные научные данные, как было ранее настроено. Ученые, работающие над проектом Kepler, заявили, что существует отставание данных, которые еще предстоит изучить, и что в следующие пару лет будет сделано больше открытий, несмотря на неудачу.

Хотя никаких новых научных данных по месторождениям Кеплера не было собрано с момента возникновения проблемы, в июле 2013 года было объявлено шестьдесят три кандидата на основе ранее собранных наблюдений.

В ноябре 2013 года была проведена вторая научная конференция Кеплера. Открытия включали в себя средний размер планет-кандидатов, уменьшившихся по сравнению с началом 2013 года, предварительные результаты открытия нескольких околоземных планет и планет в благоприятной зоне.

2014

Гистограмма открытий экзопланет. Жёлтой заштрихованной полоской показана недавно объявленные планеты, в том числе подтвержденные методом множественности (26 февраля 2014 г.).

13 февраля было объявлено, что более 530 дополнительных планет находятся вокруг систем с одной планетой. Некоторые из них были размером почти с Землю и располагались в зоне обитания. В июне 2014 года это число было увеличено примерно на 400.

26 февраля ученые объявили, что данные Кеплера подтвердили существование 715 новых экзопланет. Был использован новый статистический метод подтверждения, названный «проверка по множественности», который основан на том, сколько планет вокруг нескольких звезд оказалось реальными. Это позволяет значительно быстрее расширить составные системы, входящие в многопланетные системы. 95% обнаруженных экзопланет были меньше Нептуна, а четыре, включая Kepler-296f, были меньше чем 2 1/2 размера Земли и находились в обитаемых где температура поверхность подходит для жидкой воды.

В марте исследование показало, что небольшие планеты с орбитальным периодом менее одного дня обычно сопровождаются по крайней мере одной дополнительной планетой с орбитальным периодом 1–50 дней.. В этом исследовании отмечалось, что планета со сверхкоротким периодом почти всегда меньше двух радиусов Земли, если только это не смещенный горячий Юпитер.

Команда 17 апреля Кеплера объявила об открытии Kepler-186f, первая планета размером с Землю, находящаяся в обитаемой зоне. Эта планета вращается вокруг красного карлика.

В мае 2014 года были объявлены и подробно описаны поля наблюдений K2 от 0 до 13. Наблюдения за K2 начались в июне 2014 года.

В июле 2014 года были зарегистрированы первые открытия по полевым данным K2 в виде затменных двойных звезд. Открытия были получены на основе набора инженерных данных Кеплера, который был собран перед кампанией 0 при подготовке к основной миссии K2.

23 сентября 2014 года НАСА сообщило, что миссия K2 завершила кампанию 1, первая официальная набор научных наблюдений, и эта кампания 2 уже началась.

Кеплер наблюдал KSN 2011b, сверхновую типа Ia, в процессе взрыва: до, во время и после.

Кампания 3 продолжалась с 14 ноября 2014 г. - 6 февраля 2015 г. и включали «16 375 стандартных длинных и 55 стандартных целей коротких кадров».

2015

  • В январе 2015 года количество подтвержденных планет Кеплера превысило 1000. Как минимум две (Kepler-438b и Kepler-442b ) обнаруженных планет объявили, что месяц, вероятно, был каменистым и находился в обитаемой зоне. Также в январе 2015 года НАСА сообщило, что пять подтвержденных скалистых экзопланет размером с Землю, все меньше, чем планета Венера, были обнаружены на орбите звезды Кеплера, возраст которой 11,2 миллиарда лет. -444, что делает эту звездную систему, возраст которой составляет 80% от возраста вселенной, самой старой из обнаруженных.
  • В апреле 2015 года сообщалось, что кампания 4 продлится с февраля 7, 2015 и 24 апреля 2015, а также наблюдения почти 16 000 звезд-мишеней и двух известных рассеянных звездных скоплений, Плеяд и Гиад.
  • В мае 2015 года Кеплер наблюдал недавно обнаруженную сверхновую, KSN 2011b (Тип 1a ), до, во время и после взрыва. Подробная информация о предновых моментах может помочь ученым лучше понять темную энергию.
  • 24 июля 2015 года НАСА объявило об открытии Kepler-452b, подтвержденной экзопланеты, которая находится около Земли в размером и найден на орбите обитаемой зоны звезды, подобной Солнцу. Был выпущен седьмой каталог кандидатов на планету Кеплер, содержащий 4696 кандидатов, что на 521 кандидата больше, чем в предыдущем выпуске каталога в январе 2015 года.
  • 14 сентября 2015 года астрономы сообщили о необычных флуктуациях света KIC 8462852., звезда главной последовательности F-типа в созвездии Лебедь, обнаруженная Кеплером при поиске экзопланет. Были представлены различные гипотезы, в том числе кометы, астероиды и инопланетная цивилизация.

2016

К 10 мая 2016 года миссия Кеплера проверено 1284 новые планеты. Судя по размеру, около 550 могут быть каменистыми планетами. Девять из этих орбит в обитаемой зоне своих звезд :

Статус миссии

Кеплер был запущен в 2009 году. был очень успешным в поиске экзопланет, но из-за поломки двух из четырех реактивных колес его расширенная миссия в 2013 году была нарушена. Без трех работающих колес телескоп нельзя было точно навести. 30 октября 2018 года НАСА объявило, что у космического корабля закончилось топливо, и его миссия официально завершена.

Расширение

Предсказанная структура Млечного Пути наложена на исходное пространство поиска Кеплера.

На В апреле 2012 года независимая группа высокопоставленных ученых НАСА рекомендовала продолжить миссию Кеплера до 2016 года. Согласно высокому обзору, наблюдения Кеплера должны были продолжаться по крайней мере до 2015 года для достижения всех заявленных научных целей. 14 ноября 2012 года НАСА объявило о завершении основной миссии Кеплера и начале расширенной миссии, которая закончилась в 2018 году, когда у него закончилось топливо.

Проблемы с колесом реакции

В В июле 2012 года одно из четырех реактивных колес Кеплера (колесо 2) вышло из строя. 11 мая 2013 г. вышло из строя второе колесо (колесо 4), что поставило под угрозу продолжение миссии, поскольку для охоты за планетой необходимы три колеса. Кеплер не собирал научные данные с мая, потому что не мог указать с достаточной точностью. 18 и 22 июля испытывались опорные колеса 4 и 2 соответственно; колесо 4 вращалось только против часовой стрелки, но колесо 2 вращалось в обоих направлениях, хотя и со значительно повышенным уровнем трения. При следующем испытании колеса 4 25 июля удалось добиться двунаправленного вращения. Однако оба колеса имели слишком большое трение, чтобы быть полезными. 2 августа НАСА объявило конкурс предложений по использованию оставшихся возможностей Кеплера для других научных миссий. С 8 августа была проведена полная оценка системы. Было установлено, что колесо 2 не могло обеспечить достаточную точность для научных миссий, и космический корабль был возвращен в состояние "покоя" для экономии топлива. Колесо 4 ранее исключалось, поскольку оно показало более высокий уровень трения, чем колесо 2 в предыдущих тестах. Отправка астронавтов на поиски Кеплера не вариант, потому что он вращается вокруг Солнца и находится в миллионах километров от Земли.

15 августа 2013 года НАСА объявило, что Кеплер не будет продолжать поиск планет, используя метод транзита после попыток. Решить проблемы с двумя из четырех реактивных колес не удалось. Был заказан технический отчет для оценки возможностей космического корабля, его двух исправных реактивных колес и двигателей. Одновременно было проведено научное исследование, чтобы определить, можно ли получить достаточно знаний из ограниченных возможностей Кеплера, чтобы оправдать его затраты в 18 миллионов долларов в год.

Возможные идеи включали поиск астероидов и комет, поиск свидетельств сверхновых и обнаружение огромных экзопланет с помощью гравитационного микролинзирования. Другое предложение состояло в том, чтобы модифицировать программное обеспечение на Кеплере, чтобы компенсировать отключение реактивных колес. Вместо того, чтобы звезды были неподвижными и устойчивыми в поле зрения Кеплера, они будут дрейфовать. Однако предлагаемое программное обеспечение должно было отслеживать этот дрейф и более или менее полностью восстанавливать цели миссии, несмотря на невозможность удерживать звезды в фиксированном виде.

Ранее собранные данные продолжают анализироваться.

Второй свет (K2)

В ноябре 2013 года на рассмотрение был представлен новый план миссии под названием K2 «Второй свет». K2 предполагает использование оставшейся способности Кеплера, фотометрической точности около 300 частей на миллион, по сравнению с примерно 20 частями на миллион ранее, для сбора данных для исследования «взрывов сверхновых, звездообразование и телаСолнечной системы, такие как астероиды и кометы,... ", а также для поиска и изучения других экзопланет. В этом предложенном плане миссии Кеплер будет искать гораздо большую область в плоскости земной орбиты вокруг Солнца. Небесные объекты, включая экзопланеты, звезды и другие, обнаруженные миссией K2, будут связаны с EPIC аббревиатурой, означающей Входной каталог плоскости эклиптики.

шкала времени миссии K2. (8 августа 2014 г.)

В начале 2014 г. космический корабль прошел успешные испытания для миссии К2. С марта по май 2014 года в ходе тестирования были собраны данные из нового поля под названием «Поле 0». 16 мая 2 014 года НАСА объявило об одобрении расширения миссии Кеплера на миссию К2. Фотометрическая точность Кеплера для миссии K2 была оценена в 50 ppm на звезде величиной 12 за 6,5 часов интегрирования. В феврале 2014 года фотометрическая точность для миссии K2 с использованием двухколесных высокоточных операций была измерена как 44 ppm на звездной величине 12 для 6,5-часового интегрирования. Анализ этих измерений НАСА показывает, что фотометрическая точность K2 приближается к точности трехколесного архива Кеплера с точными точными данными.

29 мая 2014 г. были опубликованы и описаны поля кампании с 0 по 13

Объяснение предложения K2 (11 декабря 2013 г.).

Поле 1 миссии K2 установлено в области неба Лев - Дева, тогда как Поле 2 направлено к области «головы» Скорпиона и включает два шаровых скопления, Мессье 4 и Мессье 80, а также часть Скорпиона– Ассоциация Центавра, которой всего около 11 миллионов лет и удалена от нее на 120–140 парсеков (380–470 лы ), вероятно, насчитывает более 1000 членов.

18 декабря 2014 года НАСА объявило, что миссия K2 обнаружила его первую подтвержденную экзопланету, супер-Землю под названием HIP 116454 b. Его подпись была обнаружена в наборе технических данных, предназначенных для подготовки космического корабля к полному полету К2. Необходимы последующие наблюдения за лучевой скоростью, так как было обнаружено только одно прохождение планеты.

Во время запланированного контакта 7 апреля 2016 года было обнаружено, что Кеплер работает в аварийном режиме, в самом низком рабочем и в наибольшем топливно-интенсивный режим. Операции миссии объявили космический корабль аварийным, что предоставило им приоритетный доступ к Deep Space Network НАСА. К вечеру 8 апреля космический корабль был переведен в безопасный режим, а 10 апреля он был переведен в состояние покоя - стабильный режим, обеспечивающий нормальную связь и минимальный расход топлива. В то время причина аварийной ситуации была неизвестна, но никто не считал, что виноваты были реактивные колеса Кеплера или запланированный маневр для поддержки 9-й кампании K2. Операторы загружали и анализировали инженерные данные с космического корабля, уделяя приоритетное внимание возвращению к нормальной научной работе. Кеплер вернулся в режим науки 22 апреля. В результате чрезвычайной ситуации первая половина Кампании 9 была сокращена на две недели.

В июне 2016 года НАСА объявило о продлении миссии K2 на три дополнительных года сверх ожидаемого. исчерпание бортового топлива в 2018 году. В августе 2018 года НАСА вывело космический аппарат из спящего режима, применило модифицированную конфигурацию для решения проблем с двигателем, которые ухудшили характеристики наведения, и начало сбор научных данных для 19-й кампании наблюдений, обнаружив, что бортовой топливо еще не было полностью исчерпано.

Публикация данных

Команда Кеплера первоначально обещала опубликовать данные в течение одного года наблюдений. Однако этот план был изменен после запуска, и данные должны были быть опубликованы в течение трех лет после их сбора. Это вызвало серьезную критику, в результате чего научная группа Kepler опубликовала свои данные за третий квартал через год и девять месяцев после сбора. Данные по сентябрь 2010 года (четвертый, пятый и шестой кварталы) были обнародованы в январе 2012 года.

Последующие действия других

Периодически команда Kepler публикует список кандидатов (Kepler Objects of Interest, или KOI) для общественности. Используя эту информацию, группа астрономов собрала данные лучевой скорости с помощью спектрографа SOPHIE échelle, чтобы подтвердить существование кандидата KOI-428b в 2010 году, позже названного Kepler-40b.. В 2011 году та же группа подтвердила кандидата KOI-423b, позже названного Kepler-39b.

Участие гражданских ученых

С декабря 2010 года данные миссии Kepler использовались для Planet Hunters, который позволяет добровольцам искать транзитные события в кривых блеска изображений Кеплера, чтобы идентифицировать планеты, которые компьютерные алгоритмы могут пропустить. К июню 2011 года пользователи нашли шестьдесят девять потенциальных кандидатов, которые ранее не были признаны командой миссии Кеплера. У команды есть планы публично похвалить любителей, обнаруживающих такие планеты.

В январе 2012 года программа BBC Stargazing Live передала в эфир публичный призыв к добровольцам проанализировать данные Planethunters.org на предмет потенциальных новых экзопланет. Это привело к тому, что два астронома-любителя - один в Питерборо, Англия - открыли новую экзопланету размером Нептун, которую назвали Треэплтон Холмс Б. Сто тысяч других. к концу января добровольцы также участвовали в поиске, проанализировав более миллиона изображений Кеплера к началу 2012 года. Одна такая экзопланета, PH1b (или Kepler-64b по ее обозначению Кеплер), была обнаружена в 2012 году. exoplanet, PH2b (Kepler-86b) был обнаружен в 2013 году.

В апреле 2017 года ABC Stargazing Live, вариант BBC Stargazing Live, запустил проект Zooniverse «Исследователи экзопланет». В то время как Planethunters.org работал с заархивированными данными, Exoplanet Explorers использовали недавно полученные данные с миссии K2. В первый день проекта было выявлено 184 кандидата в транзит, которые прошли простые тесты. На второй день исследовательская группа определила звездную систему, позже названную K2-138, с солнечной звездой и четырьмя суперземлями на узкой орбите. В итоге волонтеры помогли идентифицировать 90 кандидатов на экзопланеты. гражданские ученые, которые помогли открыть новую звездную систему, будут добавлены в качестве соавторов в исследовательский документ после публикации.

Подтвержденные экзопланеты
Подтвержденные небольшие экзопланеты в обитаемых зонах (Kepler-62e, Kepler-62f, Kepler-186f, Kepler-296e, Kepler-296f, Kepler-438b, Kepler-440b, Kepler-442b ).

Экзопланеты, обнаруженные с использованием данных Кеплера, но подтвержденные сторонними исследователями, включают KOI -423b, KOI-428b, KOI-196b, KOI-135b, KOI-204b, Кеплер -45 (ранее KOI-254b), KOI-730 и Kepler-42 (ранее KOI-961). Акроним «KOI» указывает на то, что звезда является Объект интереса Кеплера.

Входной каталог Кеплера

Входной каталог Кеплера - это общедоступная база данных, содержащая примерно 13,2 миллиона целей, используемых для программы спектральной классификации Кеплера и миссии Кеплера.. Только каталог не используется для поиска целей Кеплера, потому что только часть пер ечисленных звезд (около одной трети каталога) может наблюдаться космическим кораблем.

Наблюдения за Солнечной системой

Кеплер был назначен код обсерватории (C55 ), чтобы сообщить свои астрометрические наблюдения малых тел Солнечной системы в Центр малых планет.. В 2013 году была предложена альтернативная миссия NEOKepler - поиск околоземных объектов, в частности потенциально опасных астероидов (PHA). Его уникальная орбита и большее поле зрения, чем у существующих обзорных телескопов, позволяют ему искать объекты на орбите Земли. Было предсказано, что 12-месячное обследование может внести значительный вклад в поиск PHA, а также в потенциальное обнаружение целей для миссии НАСА по перенаправлению астероидов. Однако первым открытием Кеплера в Солнечной системе было (506121) 2016 BP 81, 200-километровый холодный классический объект пояса Койпера, расположенный за орбитой Нептуна.

Уход на пенсию
Работа, заказанная НАСА в ознаменование выхода Кеплера на пенсию в октябре – ноябре 2018 года.

30 октября 2018 года НАСА объявило, что у космического телескопа Кеплера закончилось топливо, и after nine years of service and the discovery of over 2,600 exoplanets, has been officially retired, and will maintain its current, safe orbit, away from Earth. The spacecraft was deactivated with a "goodnight" command sent from the mission's control center at the Laboratory for Atmospheric and Space Physics on November 15, 2018. Kepler's retirement coincides with the 388th годовщина смерти Иоганна Кеплера в 1630 году.

См. также

Другие космические поисковые проекты экзопланет

Другие наземные проекты поиска экзопланет

Примечания
Ссылки
Внешние ссылки
Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Кеплер (космический корабль).

Exoplanet и базы данных

Последняя правка сделана 2021-05-25 04:19:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте