Farvel Kepler, hej TESS - passerer stafetten i søgen efter fjerne planeter

I århundreder, mennesker har spekuleret over muligheden for, at andre jordarter kredser om fjerne stjerner. Måske ville nogle af disse fremmede verdener indeholde mærkelige livsformer eller have unikke og sigende historier eller fremtid. Men det var først i 1995, at astronomer opdagede de første planeter, der kredsede sollignende stjerner uden for vores solsystem.

I det sidste årti, i særdeleshed, antallet af planeter, der kendes i kredsløb om fjerne stjerner, voksede fra under 100 til langt over 2, 000, med yderligere 2, 000 sandsynlige planeter, der afventer bekræftelse. De fleste af disse nye opdagelser skyldes en enkelt indsats - NASAs Kepler -mission.

Kepler er et rumfartøj med et 1-meters teleskop, der belyser et 95 megapixel digitalkamera på størrelse med et cookie-ark. Instrumentet registrerede små variationer i lysstyrken på 150, 000 fjerne stjerner, på udkig efter tegn på en planet, der blokerer en del af stjernelyset, når det passerer over teleskopets sigtelinje. Det er så følsomt, at det kunne registrere en flue, der summer omkring et enkelt gadelampe i Chicago fra en bane over jorden. Det kan se stjerner ryste og vibrere; den kan se stjernefletter og blus; og, i gunstige situationer, den kan se planeter så små som månen.

Keplers tusinder af opdagelser revolutionerede vores forståelse af planeter og planetsystemer. Nu, imidlertid, rumfartøjet er næsten tom for sit hydrazinbrændstof og vil afslutte sit fantastiske liv engang i de næste par måneder. Heldigvis for planetjægere, NASAs kommende TESS -mission venter i vingerne og overtager eksoplanetsøgningen.

Keplers historie

Kepler -missionen blev udtænkt i begyndelsen af ​​1980'erne af NASA -videnskabsmanden Bill Borucki, med senere hjælp fra David Koch. På det tidspunkt, der var ingen kendte planeter uden for solsystemet. Kepler blev til sidst samlet i 2000'erne og lanceret i marts 2009. Jeg sluttede mig til Kepler Science Team i 2008 (som en storöget rookie), til sidst medformand for gruppen, der studerede planternes bevægelser med Jack Lissauer.

Oprindeligt, missionen var planlagt til at vare i tre et halvt år med mulige forlængelser så længe brændstoffet, eller kameraet, eller rumfartøjet varede. Efterhånden som tiden gik, dele af kameraet begyndte at mislykkes, men missionen er fortsat. Imidlertid, i 2013, da to af de fire stabiliserende gyroer (teknisk "reaktionshjul") stoppede, den oprindelige Kepler -mission sluttede effektivt.

Selv da, med en vis opfindsomhed, NASA var i stand til at bruge reflekteret lys fra solen til at hjælpe med at styre rumfartøjet. Missionen blev omdøbt til K2 og fortsatte med at finde planeter i endnu et halvt årti. Nu, med brændstofmåleren nær tom, virksomheden med planetjagt er ved at afvikle, og rumfartøjet vil blive efterladt i drift i solsystemet. Det endelige katalog over planetkandidater fra den oprindelige mission blev afsluttet sidst i fjor, og de sidste observationer af K2 er ved at blive afsluttet.

Keplers videnskab

At klemme hvilken viden, vi kan fra disse data, vil fortsætte i de kommende år, men det, vi hidtil har set, har overrasket forskere over hele kloden.

Vi har set nogle planeter, der kredser om deres værtsstjerner på få timer og er så varme, at overfladestenen fordamper og sporer bag planeten som en komethale. Andre systemer har planeter så tæt på hinanden, at hvis du skulle stå på overfladen af ​​en, den anden planet ville se større ud end 10 fuldmåner. Et system er så pakket med planeter, at otte af dem er tættere på deres stjerne, end Jorden er til Solen. Mange har planeter, og nogle gange flere planeter, kredser inden for beboelseszonen i deres værtsstjerne, hvor flydende vand kan forekomme på deres overflader.

Som med enhver mission, Kepler-pakken kom med afvejninger. Det var nødvendigt at stirre på en enkelt del af himlen, blinker hvert 30. minut, i fire år i træk. For at studere nok stjerner til at foretage sine målinger, stjernerne skulle være ganske fjerne - ligesom når man står midt i en skov, der er flere træer længere væk fra dig end lige ved siden af ​​dig. Fjernstjerner er svage, og deres planeter er svære at studere. Ja, en udfordring for astronomer, der ønsker at studere egenskaberne ved Kepler -planeter, er, at Kepler selv ofte er det bedste instrument at bruge. Højkvalitetsdata fra jordbaserede teleskoper kræver lange observationer af de største teleskoper-dyrebare ressourcer, der begrænser antallet af planeter, der kan observeres.

Vi ved nu, at der er mindst lige så mange planeter i galaksen, som der er stjerner, og mange af disse planeter er ganske ulige det, vi har her i solsystemet. At lære karakteristika og personligheder ved den store variation af planeter kræver, at astronomer undersøger dem, der kredser lysere og tættere stjerner, hvor flere instrumenter og flere teleskoper kan bringes til udtryk.

Indtast TESS

NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite mission, ledet af MIT's George Ricker, er planlagt til at blive lanceret i de næste par uger og vil søge efter planeter ved hjælp af den samme detektionsteknik, som Kepler brugte. TESS 'bane, frem for at være omkring solen, vil have et tæt forhold til Månen:TESS kredser om jorden to gange for hver månebane. TESS 'observationsmønster, frem for at stirre på en enkelt del af himlen, vil scanne næsten hele himlen med overlappende synsfelter (meget gerne kronbladene på en blomst).

I betragtning af det, vi lærte af Kepler, astronomer forventer, at TESS finder tusinder flere planetariske systemer. Ved at undersøge hele himlen, vi finder systemer, der kredser om stjernerne 10 gange tættere og 100 gange lysere end dem, Kepler har fundet - og åbner nye muligheder for måling af planetmasser og tætheder, studerer deres atmosfære, karakteriserer deres værtsstjerner, og fastslå den fulde karakter af de systemer, hvor planeterne bor. Denne information, på tur, vil fortælle os mere om vores egen planets historie, hvordan livet kan have startet, hvilke skæbner vi undgik, og hvilke andre veje vi kunne have fulgt.

Jakten på at finde vores plads i universet fortsætter, da Kepler afslutter sit etappe af rejsen, og TESS tager stafetten.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.