Het is de laatste tijd nogal een tumultueuze tijd voor ruimtetelescopen! Minder dan een maand geleden, de Hubble-ruimtetelescoop ging in de veilige modus na een mechanische storing met een van de gyroscopen (die sindsdien is verholpen). Kort daarna kwam de Chandra X-ray telescoop ging ook in de veilige modus, en om soortgelijke redenen. Na drie dagen is het operations-team erin geslaagd om het ook weer in goede staat te krijgen.
En nu, na negen jaar dienst, heeft NASA officieel aangekondigd dat de Kepler Space Telescope zal met pensioen gaan. Omdat er geen brandstof meer over is om wetenschappelijke waarnemingen te doen, heeft NASA besloten de telescoop in zijn huidige veilige baan (ver van de aarde) te laten. Kepler's pensionering is verre van een trieste gebeurtenis, maar een gelegenheid om na te denken over de enorme prestaties van deze telescoop en hoe deze een revolutie teweeg heeft gebracht in de studie van exoplaneten.
Met de lancering op 6 maart 2009, Kepler begon een ambitieuze missie: onze regio van de Melkweg onderzoeken op zoek naar planeten ter grootte van de aarde die in (of in de buurt van) hun respectievelijke bewoonbare zones cirkelden en bepalen hoeveel van de honderden miljarden sterren in ons sterrenstelsel zulke planeten. In die tijd was het verantwoordelijk voor de ontdekking van 2.600 bevestigde planeten en bijna 4000 kandidaten.
Zoals Thomas Zurbuchen, de associate administrator van NASA's Science Mission Directorate in Washington, verklaarde in een recent persbericht van NASA:
"Als eerste missie van NASA op planeetjacht heeft Kepler al onze verwachtingen enorm overtroffen en de weg vrijgemaakt voor onze verkenning en zoektocht naar leven in het zonnestelsel en daarbuiten. Het liet ons niet alleen zien hoeveel planeten er zouden kunnen zijn, het veroorzaakte ook een geheel nieuw en robuust onderzoeksveld dat de wetenschappelijke gemeenschap stormenderhand heeft veroverd. Zijn ontdekkingen hebben een nieuw licht geworpen op onze plaats in het universum en de verleidelijke mysteries en mogelijkheden tussen de sterren verlicht. ”
Om verre exoplaneten te detecteren, Kepler vertrouwde op wat bekend staat als de Transit Method (ook bekend als Transit Photometry). Deze methode bestaat uit het meten van de lichtkrommen van verre sterren voor periodieke helderheidsdalingen, wat een indicatie is dat exoplaneten voor hen passeren (dat wil zeggen passeren) ten opzichte van de waarnemer. Met behulp van deze methode kunnen astronomen beperkingen stellen aan de grootte, omlooptijd en massa van een planeet, wat hen helpt te bepalen of de planeet rotsachtig en mogelijk bewoonbaar is.
Aangezien de doorvoer erg kort is, Kepler duizenden sterren tegelijkertijd in specifieke velden gevolgd en vermeden het verduisterende licht van de zon. Vandaar waarom Kepler was gericht op het sterrenbeeld Cygnus en Lyra, die het grootst mogelijke aantal sterren hebben terwijl ze zich ook niet binnen het ecliptische vlak (het pad van de zon) bevinden.
Wat gemaakt Kepler zo effectief in zijn missie was de manier waarop geavanceerde technieken voor het meten van de helderheid van een ster werden gecombineerd met de grootste digitale camera in de ruimte in die tijd. Met zijn instrument gericht op het ene sterrenveld na het andere, Kepler voerde het eerste onderzoek uit naar planeten in ons sterrenstelsel en werd NASA's eerste missie om te zoeken naar mogelijk bewoonbare exoplaneten.
Leslie Livesay, de directeur voor astronomie en natuurkunde bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, diende ook als Kepler's projectmanager tijdens missieontwikkeling. Zoals ze samenvatte:
“De Kepler-missie was gebaseerd op een zeer innovatief ontwerp. Het was een buitengewoon slimme benadering om dit soort wetenschap te doen. Er waren zeker uitdagingen, maar Kepler had een buitengewoon getalenteerd team van wetenschappers en ingenieurs die ze overwonnen. ”
Dankzij de bijna 3000 planeten die Kepler heeft bevestigd, hebben astronomen veel geleerd over de diversiteit van planeten die in ons sterrenstelsel bestaan. Van alle exoplaneten die tot nu toe zijn gedetecteerd en bevestigd, is het merendeel in een van de drie categorieën gevallen: gasreuzen, hete super-aardes in een korte baan om de aarde en ijsreuzen.
Op basis van de meest recente analyse van Kepler's ontdekkingen hebben astronomen geconcludeerd dat 20 tot 50% van de sterren die zichtbaar zijn aan de nachtelijke hemel waarschijnlijk planeten hebben die qua grootte en samenstelling (dat wil zeggen rotsachtig) vergelijkbaar zijn met de aarde. Deze planeten zouden zich ook binnen de bewoonbare zones van hun oudersterren bevinden, wat betekent dat ze warm genoeg zouden zijn om vloeibaar water op hun oppervlak te ondersteunen.
Een ander ding dat Kepler opende onze ogen voor hoe verschillend andere systemen kunnen zijn dan de onze. Het meest voorkomende type planeet dat het heeft waargenomen (die tussen de grootte van de aarde en Neptunus), bestaat bijvoorbeeld niet eens in ons zonnestelsel. In aanvulling op, Kepler vond planetaire systemen die zo vol waren met planeten die dicht bij hun sterren cirkelden dat het zonnestelsel er in vergelijking dunbevolkt uitzag.
Zei William Borucki, de Kepler hoofdonderzoeker van de missie van het Ames Research Center van NASA (nu met pensioen):
"Toen we deze missie 35 jaar geleden begonnen te bedenken, kenden we geen enkele planeet buiten ons zonnestelsel. Nu we weten dat planeten overal zijn, heeft Kepler ons op een nieuwe koers gezet die veelbelovend is voor toekomstige generaties om onze melkweg te verkennen. "
Vanwege het slagingspercentage kreeg de astronomische gemeenschap een beetje schrik toen mechanische storingen vier jaar na haar missie optraden (na Kepler had zijn primaire missiedoelstellingen bereikt). Dit bestond uit een van Kepler's gyroscoopachtige reactiewielen (die worden gebruikt om de telescoop nauwkeurig te richten) falen in juli 2012, gevolgd door een tweede wiel in mei 2013.
Na maanden van analyse verliet het missieteam het herstel van de telescoop in volledige staat en bedacht een secundaire missie - bekend als K2. Voor deze missie veranderde het team ongeveer elke drie maanden het gezichtsveld van het ruimtevaartuig, wat de levensduur van de telescoop verdubbelde en het aantal onderzochte sterren van Kepler verhoogde tot meer dan 500.000.
De waarneming van zoveel sterren was ook een belangrijke bijdrage, waardoor astronomen het gedrag en de eigenschappen van sterren beter konden begrijpen - wat essentieel is voor het bestuderen van de planeten die er omheen draaien. De verzamelde gegevens stellen astronomen ook in staat om meer te leren over de geschiedenis van onze Melkweg en stellaire evolutie, wat inzicht geeft in de geschiedenis en evolutie van ons heelal.
De uitgebreide missies vormden ook een precedent voor het delen van gegevens, waar nieuwe waarnemingen onmiddellijk voor het publiek beschikbaar werden gesteld. Dit zorgde voor een zeer snel ontdekkingsproces en heeft een nieuwe standaard gezet die toekomstige missies hopen te volgen. Ondanks het feit dat de Kepler missie is nu ten einde, wetenschappers verwachten dat ze de hoeveelheden gegevens die het heeft verkregen gedurende een decennium zullen bestuderen.
"We weten dat de pensionering van het ruimtevaartuig nog niet voorbij is Kepler's ontdekkingen, 'zei Jessie Dotson, Kepler's projectwetenschapper bij NASA's Ames Research Center. "Ik ben enthousiast over de diverse ontdekkingen die nog moeten komen uit onze gegevens en hoe toekomstige missies zullen voortbouwen op de resultaten van Kepler."
Ook al heeft de missie al bijgedragen aan bijna 3000 wetenschappelijke artikelen, de Kepler team publiceerde een whitepaper met suggesties over waar nog belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen konden worden gedaan met behulp van de missiegegevens. Ze bevatten ook een lijst met 21 belangrijke data-analyseprojecten die kunnen worden uitgevoerd met gegevens die al beschikbaar zijn in de Kepler archieven vandaag.
De gegevens verkregen als onderdeel van Kepler's laatste campagne (Campagne 19), zal ook gegevens van NASA's aanvullen Doorgaande Exoplanet Survey Satellite (TESS), die in april werd gelanceerd. TESS en de James Webb Space Telescope (JWST) - die naar verwachting in 2021 wordt gelanceerd - zal waar ophalen Kepler gestopt, het onderzoeken van nabijgelegen sterrenstelsels in de hoop bewoonbare planeten te vinden en de fundamentele vraag te beantwoorden: zijn we alleen in het universum?
Hier is voor jou Kepler! Je deed het geweldig en was te vroeg weg. Mogen degenen die in uw voetsporen treden, voldoen aan de norm die u heeft gesteld!
