تلسكوب كيبلر الفضائي: صياد الكواكب الخارجية الأصلية

Send

كان تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا بمثابة مرصد في الفضاء مخصص للعثور على الكواكب خارج نظامنا الشمسي مع التركيز بشكل خاص على العثور على الكواكب التي قد تشبه الأرض. تم تشغيل المرصد لمدة أقل من 9 سنوات ، من إطلاقه في مارس 2009 إلى إيقافه في 15 نوفمبر 2018.

منذ إطلاق المرصد ، اكتشف الفلكيون آلاف الكواكب خارج الشمس ، أو الكواكب الخارجية ، من خلال هذا التلسكوب وحده. معظمها كواكب تقع بين حجم الأرض ونبتون (وهو أربعة أضعاف حجم الأرض). تم اكتشاف العديد من هذه الكواكب في منطقة صغيرة من كوكبة Cygnus ، حيث تم الإشارة إلى كيبلر في السنوات الأربع الأولى من مهمتها.

اكتشف كبلر 2682 كواكب خارج المجموعة الشمسية خلال فترة وجوده ، وهناك أكثر من 2900 من الكواكب المرشحة التي تنتظر التأكيد - يشير التاريخ إلى أن معظمها هو الصفقة الحقيقية. استمرت المهمة إلى ما بعد تاريخ الانتهاء المحدد لها ، على الرغم من أن المشاكل في الإشارة في عام 2013 أجبرت مديري المهمة على إنشاء مهمة K2 حيث يحول كبلر وجهة نظره إلى نقاط مختلفة من السماء.

في السنوات الأولى من صيد الكواكب الخارجية ، كان الفلكيون أكثر قدرة على العثور على عمالقة الغاز الضخمة - حجم المشتري وأكبر - التي كانت تكمن بالقرب من نجمهم الأصلي. إن إضافة كيبلر (بالإضافة إلى صيد الكواكب الأكثر تعقيدًا من الأرض) يعني أنه تم العثور على المزيد من "الأرض الفائقة" ، أو الكواكب التي تكون أكبر قليلاً من الأرض ولكن لها سطح صخري. تسمح اكتشافات كبلر أيضًا لعلماء الفلك بالبدء في تجميع الكواكب الخارجية في أنواع ، مما يساعد على فهم أصولهم.

المهمة الأساسية

تم إطلاق Kepler الذي تبلغ تكلفته 600 مليون دولار في عام 2009 مع توقع أنه سيستمر لمدة عام. كان جزءًا من برنامج ديسكفري التابع لوكالة ناسا ، والذي يستهدف مركبات فضائية منخفضة التكلفة لاستكشاف النظام الشمسي. تم اختيار كبلر في عام 2001 في نفس وقت اختيار الفجر ، وهي مركبة فضائية زارت العوالم الصغيرة فيستا وسيريس.

بالنظر إلى بقعة ثابتة في كوكبة Cygnus ، راقب تلسكوب كبلر باستمرار 100000 نجم متسلسل رئيسي للكواكب. عثر التلسكوب على كواكب خارجية من خلال مراقبة النجوم التي تخفت بينما تمر الكواكب أمامها.

نظرًا لأن تعتيم النجوم يمكن أن يحدث أيضًا من خلال وسائل أخرى (على سبيل المثال ، نجم آخر يرعى السطح قليلاً) ، في الأيام الأولى تم تأكيد هذه الكواكب من خلال التلسكوبات الأخرى ، بشكل عام عن طريق قياس "تمايل" الجاذبية الذي يمتلكه الكوكب على النجم.

لكن في فبراير 2014 ، ابتكر علماء الفلك تقنية جديدة تسمى "التحقق عن طريق التعدد" ، والتي تعمل في أنظمة متعددة الكواكب. وفقًا للنظرية ، فإن النجم الذي يحتوي على كواكب متعددة حوله يكون مستقرًا في الجاذبية ، في حين أن النجم الذي يعد جزءًا من نظام مترابط من النجوم سيكون لديه نظام أكثر استقرارًا بسبب الجاذبية الهائلة لكل نجم. من خلال هذه التقنية ، كشف الفريق عن 715 كواكب مؤكدة في إصدار واحد ، والذي كان آنذاك أكبر إعلان فردي. [معرض الصور: عالم كواكب كبلر]

تمت الموافقة على Kepler بما يتجاوز طول مهمتها الأصلية وكانت تعمل على ما يرام حتى مايو 2013 ، عندما فشلت ثانية من عجلات رد الفعل الأربعة أو الجيروسكوبات. يحتاج التلسكوب إلى ثلاثة من هذه الأجهزة على الأقل للبقاء في الاتجاه الصحيح. في ذلك الوقت ، قالت ناسا أن التلسكوب لا يزال في حالة جيدة على خلاف ذلك ، وبحثت في أفكار مهمة بديلة للأجهزة.

مهمة جديدة

في غضون بضعة أشهر ، توصلت الوكالة إلى مهمة أطلق عليها اسم "K2". ستستخدم المهمة بشكل أساسي الرياح الشمسية للشمس لتثبيت استقرار التلسكوب لعدة أشهر في كل مرة. بعد ذلك ، حوالي أربع مرات في السنة ، سينتقل التلسكوب ، الذي يبلغ طوله حوالي 15 قدمًا (4.7 مترًا) وقطره 9 أقدام (2.7 مترًا) ، إلى مجال رؤية مختلف عندما تقترب الشمس جدًا من مستشعراتها.

في حين أن وتيرة اكتشاف الكواكب أقل مع المهمة الجديدة ، يستمر الإعلان عن اكتشافات جديدة. بحلول يناير 2016 ، تم اكتشاف أكثر من 100 كوكب جديد باستخدام طريقة K2. قال إيان كروسفيلد ، عالِم الفلك بجامعة أريزونا ، خلال الاجتماع السنوي للجمعية الفلكية الأمريكية ، الذي تم خلاله الإعلان عن الاكتشاف: "هذا تأكيد على قدرة برنامج K2 بالكامل على العثور على أعداد كبيرة من الكواكب الحقيقية الحقيقية".

قام كيبلر بفحص نظام TRAPPIST-1 - الذي من المحتمل أن يحتوي على كواكب متعددة بحجم الأرض - بين ديسمبر 2016 ومارس 2017. وفي فبراير ، أعلن فريق آخر من علماء الفلك عن العثور على المزيد من الكواكب بحجم الأرض. ثم نشر علماء كبلر البيانات الأولية من ملاحظاتهم TRAPPIST-1 لفرق أخرى لتحليلها ، إذا كانوا مهتمين.

في فبراير 2018 ، وضعت وكالة ناسا إصدارًا آخر لبيانات كبلر مع 95 كواكبًا جديدة تم العثور عليها خلال مهمة K2. كان أحد تلك الكواكب يدور حول نجم ساطع ، مما يجعله مرشحًا سهلاً للمتابعة من قبل مرصد أرضي.

الاكتشافات الكبرى

كان الإنجاز الرئيسي الذي حققه كبلر هو اكتشاف التنوع الهائل في أنظمة الكواكب الموجودة. يمكن أن توجد أنظمة الكوكب في ترتيبات مدمجة داخل حدود ما يعادل مدار كوكب عطارد. يمكنهم حتى أن يدوروا حول نجمين ، مثل Tatooine في عالم Star Wars. وفي اكتشاف مثير لأولئك الذين يبحثون عن حياة خارج الأرض ، كشف التلسكوب أن الكواكب الصخرية الصغيرة المشابهة للأرض أكثر شيوعًا من عمالقة الغاز الأكبر مثل المشتري.

كان لدى وكالة ناسا إعلانًا ضخمًا في فبراير 2014 ، عندما سمحت أول سنتين من ملاحظات كيبلر لعلماء الفلك بتأكيد 715 عالمًا جديدًا في رحلة واحدة. تضاعف الإصدار المجمع من المعلومات تقريبًا عدد الكواكب المعروفة إلى ما يقرب من 1700 كواكب.

جاء إصدار ضخم آخر للبيانات في مايو 2016 ، مع الإعلان عن 1284 كواكب جديدة. بلغ مجموع اكتشافات كبلر في ذلك الوقت 2235 كوكبًا ، مع إجمالي عدد الكواكب الخارجية المكتشفة (من قبل جميع المراصد) التي يبلغ مجموعها حوالي 3200.

في العام التالي ، في يونيو 2017 ، جاء الإصدار النهائي للبيانات من مهمة كيبلر الأساسية. تم تعزيز اكتشافات كبلر المؤكدة إلى 2335. بما في ذلك الكواكب المحتملة ، بلغ العدد الإجمالي 4،034.

قام كيبلر أيضًا بمهمته في العثور على كوكب بحجم الأرض تقريبًا في منطقة النجم الصالحة للسكن. يبعد الكوكب الخارجي ، الملقب بكبلر -69 سي ، حوالي 2700 سنة ضوئية ويبلغ قطره حوالي 1.5 مرة من الأرض.

عوالم غريبة أخرى اكتشفها التلسكوب تشمل كيبلر 62 إي و كيبلر 62 إف ، عالمين مائيين يحتمل أن يكون لهما محيط عالمي - على عكس الأرض ، التي تحتوي على جزء كبير من الأراضي الجافة. تقع الكواكب على بعد حوالي 1200 سنة ضوئية في كوكبة ليرا وقريبة من حجم الأرض.

كشفت ملاحظات كيبلر طويلة المدى للنجم KIC 8462852 عن نمط غريب من التعتيم والسطوع. لا يزال الفلكيون يحاولون معرفة طبيعة تغيرات السطوع ، التي نُسبت إلى أي شيء من المذنبات إلى حلقة متفاوتة من الغبار إلى التفسير الأقل احتمالية أنها بنية ضخمة غريبة.

تم استغلال قدرة كبلر على النظر إلى السطوع المتغير للنجوم في Pleiades ، وهي مجموعة معروفة من النجوم التي لا تبعد سوى 400 سنة ضوئية ومرئية للعين المجردة. قدمت ملاحظات كبلر أفضل تتبع لتغيرها حتى الآن.

نهاية المهمة

تم إطلاق كبلر مع 3 جالون (12 كجم) من الهيدرازين في خزان الوقود الخاص به. يعمل الوقود على تشغيل محركات الدفع التي تساعد على تصحيح الانجراف وإجراء مناورات كبيرة ، بما في ذلك الإشارة إلى مجالات الرؤية الجديدة وتوجيه أجهزة الإرسال إلى الأرض لربط البيانات العلمية وتلقي الأوامر. نظرًا لأن Kepler ليس لديه مقياس دقيق لخزان الوقود الخاص بها ، لم يتمكن المهندسون من تقدير الوقت الذي كان فيه الوقود ينفد. في مارس 2018 ، أعلنت وكالة ناسا أنها تتوقع أن يجف خزان وقود المركبة الفضائية في الأشهر التالية. بعد أكثر من سبعة أشهر بقليل ، في 30 أكتوبر ، أكدت وكالة ناسا أن كيبلر قد نفد من الغاز ، وتم إيقاف تشغيل المركبة الفضائية رسميًا في 15 نوفمبر.

بينما وصلت كبلر إلى نهاية عمر مهمتها ، فإن مركبة فضائية أخرى في وضع يمكنها من أن تحل محلها. أطلقت مركبة فضائية جديدة لصيد الكواكب الخارجية تسمى القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) في 18 أبريل 2018 وبدأت في جمع البيانات في 25 يوليو. وبدلاً من ذلك ، من المقرر أن تقوم المركبة الفضائية بمسح حوالي 85 بالمائة من السماء خلال مهمتها الأولية التي تستغرق عامين. يتوقع مسؤولو البعثة أن يكشف TESS عن أدلة على بضع عشرات من الكواكب الصخرية القريبة من كوكبنا ، والعديد من الكواكب الأخرى من جميع الأنواع ، بناءً على إرث كبلر.

مصادر إضافية: