Astronomija

Keplerov svemirski teleskop neotkrivene planete

Keplerov svemirski teleskop neotkrivene planete


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Svemirski teleskop Kepler otkriva planete na osnovu umaranja svjetline uzrokovanog planetima koji se kreću pored zvijezde.

Ne bi li to značilo da postoji nepoznata količina planeta koje imaju orbitu koja ne bi bila otkrivena jer njihove orbite ne prelaze taj put između zvijezde i teleskopa?


Tako je. Smatra se da je nagib orbitalne ravni oko zvijezda slučajni u cijeloj galaksiji, tako da su planeti koje možemo otkriti tranzitnom metodom samo mali dio planeta koji bismo trebali očekivati ​​u našem zvjezdanom susjedstvu.

Tranzitni metod omogućava planetarnu detekciju samo kada je vidljiva linija od Zemlje do sistema sadržana, ili skoro sadržane u orbitalnoj ravni planete. To znači da je samo mali raspon nagiba orbite na svakoj zvijezdi dobar za otkrivanje.

Zašto sam rekao skoro? Jer postoji određeni raspon sklonosti koji bi ipak donio tranzit. Ovaj domet nije fiksiran i ovisi o udaljenosti planete od zvijezde domaćina. Kao što možete vidjeti na ovom dijagramu:

Planeta A je bliža zvijezdi i tako stvara širu sjenu. Ako se posmatrač nalazi u toj zasjenjenoj regiji daleko, on može otkriti planet A. Planeta B je umjesto toga udaljenija od zvijezde i samim tim je njegova sjena uži. Zanimljivo je primijetiti da, čak i ako obje planete ovdje dijele potpuno istu orbitalnu ravan, postoje mjesta odakle biste otkrili samo planetu A, a nikada planetu B (pogledajte zelene strelice). To je razlog zašto imamo pristranost prema planetama koje kruže bliže njihovoj zvijezdi.

Ovaj je efekt u stvari prilično jak: razmotrite naš Sunčev sistem iz egzoplanetarne perspektive. Da ste locirani u slučajnoj zvijezdi na nebu, kakve šanse biste uočili tranzit Zemlje? Pa, ispostavilo se da je mnogo vjerojatnije otkriti tranzit Merkura, čak iako je Merkur najmanja planeta, samo zbog blizine Sunca. Nedavni rad pokazao je ovaj dijagram nebeskih područja gdje bi neki vanzemaljski stanovnici uočili tranzit za svaku našu planetu:

Kao što vidite, Merkur ima širu traku. Također je zanimljivo primijetiti da zbog ovih razlika u veličini orbita (upotrijebimo polu-veliku os, $ a $, kao referenca) i zbog malih razlika u nagibima orbite nema mjesta na cijelom nebu s kojeg bi vanzemaljac mogao tranzitnom metodom istovremeno otkriti više od četiri naše planete. Nijedno mjesto u svemiru gdje bi se mogle otkriti sve planete Sunčevog sistema.

Metoda otkrivanja također ovisi o relativnim veličinama zvijezde, $ R_s $i planeta $ R_p $: Veća zvijezda ima veći disk (gledano sa Zemlje) koji planeta može lako fotobombirati, a veća planeta može lakše fotobombirati ako je veća.

Rezultat je da se vjerovatnoća otkrivanja planete povećava kako povećavamo oboje / i jedno i drugo $ R_p $ i $ R_s $ a povećava se kako smanjujemo udaljenost do zvijezde domaćina $ a $. Veza je tada ovog oblika:

$ P sim (R_s + R_p) / a $

Ova relacija nameće nekoliko pristranosti posmatranja. Možemo vidjeti eksoplanete koje su velike i bliže su svojoj zvijezdi, ali ne možemo vidjeti planete koje su male i dalje. To je razlog što su prvi otkriveni egzoplaneti takozvani vrući Jupiteri: divovske planete mnogo bliže svojim zvijezdama nego što je Merkur Suncu. Ovaj dijagram prikazuje sva otkrivanja egzoplaneta ucrtana na veličini u odnosu na orbitalnu udaljenost:

Kao što vidite, male planete je moguće otkriti samo ako imaju vrlo male orbite oko svojih zvijezda. Još uvijek nismo pronašli planet veličine Zemlje (prilično malen) s 365-dnevnim orbitalnim periodom (1 AU udaljenost) pomoću tranzitne metode. Nema razloga misliti da je ovo reprezentativno za ukupnu populaciju planeta. Crno područje radnje je vjerojatno ispunjeno tačkama, ali naši instrumenti još ne mogu izvidjeti to područje.

Teleskop Kepler imao je kameru s vidnim poljem na kojoj je mogao otkriti više od pola miliona zvijezda, ali stvarni broj zvijezda praćenih tijekom misije bio je oko 150 000 zvijezda (ove zvijezde su imale dobre signale i bile su savršene mete za misiju ). Za ovih 150.000 zvijezda Kepler je pronašao 2.345 egzoplaneta raspoređenih u 1.205 zvijezda. Tako možemo reći da je za svaku zvijezdu koju cilja Kepler prosječna vjerojatnost pronalaska nekih planeta tamo $0.8;\%$. To bi vam trebalo dati procjenu pojave orbitalnih sklonosti koje rezultiraju tranzitima.

Istina je da je ovaj broj premalen, jer Kepler ima još nekoliko pristranosti. Na primjer, Kepler je potvrdio planete tek nakon što su otkrivena tri tranzita. Budući da je Keplerova misija trajala četiri godine i četiri mjeseca, možemo reći da je u najboljem slučaju Kepler uspio otkriti planet s orbitalnim periodom od dvije godine i dva mjeseca, ali to čak nije ni slučaj jer za to tranzit bi se trebao otkriti tek na početku misije, na pola puta i na tačno njenom kraju, a ta se slučajnost nije dogodila. Tako Kepler nije imao priliku otkriti nijednu planetu s periodima dužim od dvije godine (dovoljno za Zemlju, ali nedovoljno za naš Jupiter na primjer), čak i ako se nagib orbite savršeno podudarao s tranzitom. Dakle, mogli biste očekivati ​​više mogućih tranzita od onih koje je zapravo prikazao Keplerov teleskop.

Zapravo, za planete blizu svojih zvijezda procijenjeno je da vjerovatnoća slučajnog poravnanja koja omogućava tranzit raste do $10;\%$. Za slučaj zvijezda velikih poput našeg Sunca i planeta na istoj udaljenosti kao i Zemlja, vjerovatnoća ove slučajne pojave pada na $0.47 ;\%$. Dakle, uz svu raznolikost planeta (u smislu veličina i udaljenosti od zvijezde domaćina), razumno je očekivati ​​a $0.8;\%$ stopa otkrivanja za Kepler (ako dodamo i vremensko ograničenje za promatranje tri tranzita).

A $0.47;\%$ je nevjerojatan broj! To znači da bismo za svaku planetu sličnu Zemlji koju otkrijemo tranzitnom metodom trebali očekivati ​​još 213 planeta sličnih Zemlji koje kruže oko drugih zvijezda koje tranzitnom metodom nije moguće otkriti.

Ova vrsta obrazloženja je proširena. Imamo mnogo poteškoća da ih otkrijemo, ali ako matematički modelirate tu poteškoću i odgovarajuće pristranosti povezane s poznatim instrumentima i pretpostavite slučajne konfiguracije, možete vidjeti da svako otkriće daje statističku značajnost količini mogućih planeta koje su zaista tamo . Sada postoji toliko mnogo otkrića da napokon sa statističkim pouzdanjem možemo utvrditi da u našoj galaksiji ima više planeta nego zvijezda (čak i ako smo istražili beskonačno mali dio cjelokupne populacije), čak i ako je to bilo nešto što se moglo očekivati ​​da imamo sada snažni dokazi za to zahvaljujući Kepleru. To znači da bi samo na Mliječnom putu moglo biti oko bilion ili više biljaka. Sada smo takođe u mogućnosti da uspostavimo neka statistička ograničenja na pojavu planeta sličnih Zemlji (koji kruže u naseljivoj zoni njihove zvijezde slične suncu) zahvaljujući Kepleru. Vjerovatno postoji oko 11 milijardi planeta u našoj galaksiji s ovim specifikacijama.


TL; DR

Mnogo je više planeta od onih koje možemo otkriti tranzitnom metodom, između 10 i 100 puta više, ovisno o veličini i orbitalnom periodu planete koju tražite.


Da.

Vjerovatnoća tranzita je nešto slično $ r / a $, gdje $ r $ je radijus zvijezde i $ a $ je radijus planetarne orbite.

Ako pretpostavite da su orbite planeta slučajno nagnute prema našem vidokrugu, tada svaka otkrivena planeta odgovara $ a / r $ planete u stvarnosti.

Imajte na umu da je ova aproksimacija u redu za kružne orbite gdje $ r ll a $ i gdje je planetarni radijus mnogo manji od zvjezdanog radijusa. Mnogo složeniji izrazi potrebni su (i naravno koriste se) u analizama populacije planeta.

Prema Burke i sur. (2008), korekcija ekscentričnosti je samo za podijeli vjerovatnoća za $ (1 - e ^ 2) $ ako $ a $ je sada polu-glavna os orbite.

Korekcija veličine planete je jednostavno dodavanje radijusa planete zvjezdanom radijusu. Tako: $$ p simeq frac {r_p + r} {a (1 - e ^ 2)}, $$ gdje $ r_p $ je radijus planete.

Konačni detalj koji se ne može uhvatiti jednostavnom jednadžbom šanse su za hvatanje tranzita zbog ograničene kadence ili radnog ciklusa promatranja.

Čak i za misiju poput Keplera dolazi ograničenje kada trajanje tranzita može pokriti samo jedno ili dva osmatračka mjesta, a postaje teško prepoznati tranzit. Naravno, ako trajanje misije pokriva samo jedan tranzit, tako da planetarna priroda ne može biti potvrđena.

Ovakve vrste efekata su važne kod većih $ a $, gdje planete imaju duži orbitalni period i kraće tranzite.

Konačno, morate uzeti u obzir odnos signala i šuma promatranja. Manji planeti oko slabijih zvijezda proizvode tranzitne signale koje je teže otkriti.

Ova pitanja mogu se riješiti (i jesu) samo simulacijom podataka posmatranja.


Kepler-1647b: Nova planeta je najveće otkriveno koje kruži oko dva sunca

Planete koje kruže oko dvije zvijezde nazivaju se cirkumbinarne planete, ili ponekad planete & # 8220Tatooine & # 8221, nakon domovine Luke Skywalkera u & # 8220Star Wars. & # 8221 Koristeći NASA-in Kepler teleskop, astronomi traže lagane padove svjetline koji nagovještavaju planeta možda prolazi kroz zvijezdu, blokirajući dio svjetlosti zvijezde.

& # 8220Ali pronaći cirkumbinarne planete mnogo je teže od planeta oko pojedinačnih zvijezda, & # 8221 rekao je astronom SDSU-a William Welsh, jedan od koautora novina. & # 8220Tranziti se ne razlikuju redovno u vremenu i mogu varirati u trajanju, pa čak i u dubini. & # 8221

Jednom kad se pronađe planeta kandidat, istraživači koriste napredne računarske programe kako bi utvrdili da li je to zaista planeta. To može biti naporan proces. Laurance Doyle, koautor na ovom papiru i astronom na SETI institutu, primijetio je tranzit još 2011. Ali bilo je potrebno više podataka i nekoliko godina analize da bi se potvrdilo da je tranzit doista prouzrokovala cirkuminarna planeta. Mreža astronoma amatera u KELT-ovoj mreži za praćenje pružila je dodatna zapažanja koja su istraživačima pomogla da procijene masu planeta. Istraživanje je prihvaćeno za objavljivanje u Astrophysical Journal sa Veselinom Kostovim, NASA-inim postdoktorandom Goddard, kao glavnim autorom.

VIŠE priče i Još 2 slike / klikni na sliku VRH STRANICE


Svemirski teleskop Kepler otkrio je 1.284 novih planeta

Ovaj umjetnikov koncept prikazuje odabrana planetarna otkrića koja je do danas napravio NASA-in svemirski teleskop Kepler.

NASA-in svemirski teleskop Kepler potvrdio je 1.284 novih planeta i # 8211 dosad najveći najveći pronalazak planeta.

"Ova najava više nego udvostručuje broj potvrđenih planeta sa Keplera", rekla je Ellen Stofan, glavna naučnica u NASA-inom sjedištu u Washingtonu. "To nam daje nadu da negdje vani, oko zvijezde slične našoj, na kraju možemo otkriti drugu Zemlju."

Analiza je izvedena na katalogu kandidata za planete Kepler svemirskog teleskopa iz jula 2015. godine, koji je identificirao 4.302 potencijalne planete. Za 1.284 kandidata vjerovatnoća da ćete postati planeta veća je od 99 posto - minimum potreban za sticanje statusa „planete“. Dodatnih 1.327 kandidata vjerovatnije su stvarne planete, ali oni ne dosežu prag od 99 posto i bit će im potrebna dodatna studija. Preostalih 707 vjerovatnije će biti neki drugi astrofizički fenomeni. Ovom analizom potvrđeno je i 984 kandidata prethodno potvrđenih drugim tehnikama.

& # 8220Prije pokretanja svemirskog teleskopa Kepler nismo znali jesu li egzoplanete rijetke ili su uobičajene u galaksiji. Zahvaljujući Kepleru i istraživačkoj zajednici, sada znamo da planeta može biti više nego zvijezda ”, rekao je Paul Hertz, direktor Odjela za astrofiziku u NASA-inom sjedištu. & # 8220Ovo znanje informira buduće misije koje su nam potrebne da bismo nas sve više približili saznanju da li smo sami u svemiru. & # 8221

Kepler hvata diskretne signale udaljenih planeta - smanjuje se sjaj koji se javljaju kada planete prolaze ispred ili prolaze kroz svoje zvijezde - slično poput tranzita našeg Sunca od 9. maja. Od otkrića prvih planeta izvan našeg Sunčevog sistema prije više od dvije decenije, istraživači su pribjegli mukotrpnom, pojedinačnom procesu provjere sumnjivih planeta.

Međutim, ova najnovija najava temelji se na metodi statističke analize koja se može primijeniti na mnoge planete-kandidate istovremeno. Timothy Morton, suradnik istraživač na Univerzitetu Princeton u New Jerseyu i vodeći autor znanstvenog rada objavljenog u časopisu The Astrophysical Journal, upotrijebio je tehniku ​​dodjeljivanja svakom Keplerovom kandidatu postotka vjerovatnoće za planetu - prvo takvo automatizirano računanje na ovoj ljestvici, kao prethodne statističke tehnike fokusirale su se samo na podskupine unutar veće liste planetarnih kandidata koje je identifikovao Kepler.

& # 8220Planet kandidati mogu se smatrati mrvicama hljeba ”, rekao je Morton. „Ako vam padne nekoliko velikih mrvica na pod, možete ih pokupiti jednu po jednu. Ali, ako prolijete cijelu vreću sitnih mrvica, trebat će vam metla. Ova statistička analiza je naša metla. & # 8221

U novovalidiranoj seriji planeta, gotovo 550 bi moglo biti kamenih planeta poput Zemlje, na osnovu njihove veličine. Devet od njih orbitiraju u njihovoj sunčanoj naseljivoj zoni, što je udaljenost od zvijezde gdje planete u orbiti mogu imati površinske temperature koje omogućavaju tečnoj vodi da se udruži. Dodavanjem ovih devet, sada je poznato da je 21 egzoplaneta član ove ekskluzivne grupe.

& # 8220 Kažu da ne računamo naše piliće prije nego što se izlegnu, ali upravo to nam omogućavaju ovi rezultati na osnovu vjerojatnosti da će se svako jaje (kandidat) izleći u pilić (bona fide planet), & # 8221 rekla je Natalie Batalha, koautorica ovog rada i naučnica Kepler misije iz NASA-inog istraživačkog centra Ames u Moffett Fieldu u Kaliforniji. „Ovaj rad će pomoći Kepleru da postigne svoj puni potencijal davanjem dubljeg razumijevanja broja zvijezda u kojima se nalaze potencijalno nastanjive planete veličine Zemlje & # 8212 broj koji je potreban za dizajniranje budućih misija u potrazi za životnim okolišem i živim svijetom . ”

Od skoro 5.000 ukupno pronađenih kandidata za planetu, više od 3.200 je sada verificirano, a 2.325 od njih je otkrio Kepler. Pokrenut u martu 2009., Kepler je prva NASA-ina misija koja je pronašla planete veličine Zemlje potencijalno nastanjive. Četiri godine, Kepler je nadgledao 150 000 zvijezda u jednom dijelu neba, mjereći sićušni, kontrolni pad u sjaju zvijezde koju planeta u tranzitu može stvoriti. U 2018. godini NASA-in satelit Transiting Exoplanet Survey će koristiti istu metodu za nadgledanje 200.000 sjajnih obližnjih zvijezda i traženje planeta, fokusirajući se na Zemlju i veličinu Super-Zemlje.


Sadržaj

Masa, radijus i temperatura Uredi

Kepler-442b je super-Zemlja, egzoplanet čija je masa i radijus veći od Zemljine, ali manji od ledenih divova Urana i Neptuna. Ima ravnotežnu temperaturu od 233 K (-40 ° C -40 ° F). [3] Ima radijus od 1,34 R . Zbog svog radijusa vjerovatno će biti stjenovita planeta sa čvrstom površinom. Masa egzoplanete procjenjuje se na 2,36 M . [8] Površinska gravitacija na Kepler-442b bila bi 30% jača od Zemljine, pod pretpostavkom stjenovitog sastava sličnog onom na Zemlji. [9]

Domaćin zvijezda Uredi

Planeta kruži oko zvijezde (tipa K) po imenu Kepler-442. Masa zvijezde je 0,61 M i poluprečnika 0,60 R . Ima temperaturu od 4402 K i star je oko 2,9 milijardi godina, s određenom nesigurnošću. Za usporedbu, Sunce je staro 4,6 milijardi godina [10] i ima temperaturu od 5778 K. [11] Zvijezda je pomalo siromašna metalima, s metalnošću (Fe / H) od -0,37, ili 43% sunčeve svjetlosti iznos. [1] Njegova sjaj (L ) je 12% od Sunca.

Prividna veličina zvijezde, ili koliko se svijetla čini iz perspektive Zemlje, iznosi 14,76. Prema tome, previše je zatamnjen da bi se mogao vidjeti golim okom.

Orbit Edit

Kepler-442b kruži oko zvijezde domaćina sa orbitalnim periodom od 112 dana, 9 sati, 10 minuta i 24 sekunde i ima orbitalni radijus oko 0,4 puta veći od Zemljinog (malo veći od udaljenosti Merkura od Sunca, što je oko 0,38 AU). Prima oko 70% sunčeve svjetlosti koju Zemlja prima od Sunca.

Najavljeno je da se planeta nalazi unutar nastanjive zone svoje zvijezde, regije u kojoj bi tečna voda mogla postojati na površini planete. Opisana je kao jedna od planeta najsličnijih Zemlji, u smislu veličine i temperature, koja je još pronađena. [4] [5] Neposredno izvan zone (oko 0,362 AU) plimne sile sa zvijezde domaćina bile bi dovoljne da je potpuno plimno zaključaju. [8] Od srpnja 2018. godine, Kepler-442b se smatrao najnaseljenijom otkrivenom vanplimatsko zaključanom vodom. [12]

Zvjezdani faktori

Zvijezde glavnog niza K-tipa manje su od Sunca i žive duže, ostajući na glavnom nizu 18 do 34 milijarde godina u poređenju sa Sunčevih 10 milijardi. [7] Uprkos ovim svojstvima, male zvijezde tipa M i tipa K mogu predstavljati prijetnju životu. [13] Zbog svoje visoke zvjezdane aktivnosti na početku svog života emitiraju snažne solarne vjetrove. Trajanje ovog razdoblja obrnuto je povezano s veličinom zvijezde. [14] Međutim, zbog nesigurnosti starosti Kepler-442, vjerovatno je prošao ovu fazu, čineći Kepler-442b potencijalno pogodnijim za nastanjivost.

Plimni efekti i daljnji pregledi Uredi

Budući da je bliža svojoj zvijezdi nego što je Zemlja Suncu, planeta će se vjerojatno okretati mnogo sporije nego što bi Zemlja mogla trajati danima ili mjesecima (vidi Plimni efekti na brzinu rotacije, osni nagib i orbitu). To se odražava na njegovoj orbitalnoj udaljenosti, neposredno izvan tačke na kojoj bi plimne interakcije sa njene zvijezde bile dovoljno jake da je plimno zaključaju. Aksijalni nagib (kosost) Kepler-442b vjerovatno je vrlo mali, u tom slučaju ne bi imao sezone izazvane nagibom kao što to imaju Zemlja i Mars. Njegova orbita je vjerovatno blizu kružne (ekscentričnost 0,04), tako da će joj nedostajati i sezonske promjene izazvane ekscentričnošću poput onih na Marsu.

Jedan pregledni esej iz 2015. godine zaključio je da su Kepler-442b, zajedno s egzoplanetima Kepler-186f i Kepler-62f, vjerovatno najbolji kandidati za potencijalno nastanjive planete. [15] Takođe, prema indeksu razvijenom 2015. godine, Kepler-442b je još useljiviji od Zemlje. Prateći ovaj indeks, Zemlja ima ocjenu 0,829, ali Kepler-442b ima ocjenu 0,836. [16] Ovo je neizvjesno jer su atmosfera i površina Kepler-442b nepoznati, ali to bi bilo moguće.

2009. godine NASA-ina svemirska letelica Kepler dovršavala je promatranje zvijezda na svom fotometru, instrumentu koji koristi za otkrivanje tranzitnih događaja, u kojima planeta prelazi ispred i priguši zvijezdu domaćina na kratko i otprilike redovno. U ovom posljednjem testu, Kepler je primijetio 50 000 zvijezda u Kepler ulaznom katalogu, uključujući Kepler-442, preliminarne krivulje svjetlosti poslane su naučnom timu Kepler na analizu, koji je odabrao očigledne planetarne pratioce iz gomile za praćenje u opservatorijama. Promatranja za potencijalne kandidate za egzoplanete odvijala su se između 13. maja 2009. i 17. marta 2012. Nakon promatranja odgovarajućih tranzita, koji su se za Kepler-442b događali otprilike svakih 113 dana (njegov orbitalni period), na kraju je zaključeno da je planetarno tijelo odgovorno za periodični tranziti od 113 dana. Otkriće, zajedno sa zapaženim planetarnim sistemima zvijezda Kepler-438 i Kepler-440, najavljeno je 6. januara 2015. [1]

Na udaljenosti od gotovo 370 parseka (1206 LY), Kepler-442b je previše udaljen i njegova zvijezda predaleko za trenutne teleskope ili sljedeću generaciju planiranih teleskopa da bi se utvrdila njegova masa ili ima li atmosferu. Svemirska letelica Kepler fokusirana je na jedno malo područje neba, ali svemirski teleskopi za lov na planete sledeće generacije, kao što su TESS i CHEOPS, ispitivat će obližnje zvijezde po cijelom nebu.

Obližnje zvijezde s planetima tada mogu proučavati svemirski teleskop James Webb i budući veliki zemaljski teleskopi za analizu atmosfere, određivanje masa i zaključivanje sastava. Pored toga, kvadratni kilometarski sistem značajno bi poboljšao radio-promatranje nad opservatorijom Arecibo i teleskopom Green Bank. [17]


Svemirski teleskop Kepler | Lovac na Exoplanet

The Svemirski teleskop Kepler je dizajniran da istražite dio galaksije Mliječni put kako biste tražili egzoplanete slične Zemlji koja kruži oko drugih zvijezda. Keplerova primarna misija i misije K2 otkrile su preko 2.500 egzoplaneta, uključujući i kamene planete veličine Zemlje u nastanjivim zonama njihovih zvijezda. Na osnovu Keplerove procjene, u galaksiji Mliječni put moguće je čak 40 milijardi planeta sličnih Zemlji.

Kepler Exoplanet Hunter Sažetak

  • Tip: Svemirska opservatorija
  • Destinacija: Zemljina staza, heliocentrična orbita
  • Status: Aktivan
  • Lokacija lansiranja: Cape Canaveral, Florida
  • Datum lansiranja: 7. marta 2009
  • Datum dolaska: 12. maja 2009
  • Trajanje misije: Planirano 3 ½ godine, produženo na 9+ godina

Kratki sažetak o lovcu na Exoplanet!

The Kepler misija je misija NASA -ine klase Discovery (relativno jeftina i visoko fokusirana) namijenjena istraživanju mali dio galaksije Mliječni put koji sadrži oko 150 000 zvijezda otkriti strukturu i raznolikost sistema egzoplaneta. Poseban fokus je stavljen na otkrivanje planeta veličine Zemlje i manjih u naseljenoj zoni ili u njenoj blizini kako bi se utvrdila njihova prevalencija u galaksiji!

Kepler bi locirao egzoplanete do bilježeći male periodične padove u sjaju zvijezde uzrokovane tranzitom planete preko nje. Iz karakteristika padina i podataka koji su poznati o zvijezdi mogu se izračunati orbita planeta, veličina i temperatura.

Vidno polje odabrano za primarnu misiju (koje bi se neprestano nadziralo zbog varijacija u sjaju zvijezde) bilo je mali komad neba u blizini Mliječnog puta visoko iznad ravni ekliptike u Sazviježđa Labuda i Lire. Međutim, nakon četiri godine misije dva reakciona točka, koja su se koristila za održavanje stabilnosti letjelice, nisu uspjela. Tako je nova misija pod nazivom K2 započela 2014. godine gdje će se tokom godine promatrati nekoliko različitih dijelova neba.

Zanimljivosti o Kepler Misija!

  • Kepler je dobio ime po njemačkom astronomu iz 17. vijeka Johannes Kepler koji je bio najpoznatiji po svojim zakonima kretanja planeta.
  • Svemirska se letjelica sastoji od primarnog zrcala promjera 140 cm (na kratko najvećeg lansiranog u orbitu do svemirske opservatorije Herschel) i kamere kombinirane rezolucije 94,6 megapiksela!
  • The Svemirski teleskop Kepler lansiran je na američku raketu Delta II i pri lansiranju je težio 1,052 kilograma.
  • Svemirska letjelica je u orbiti koja prati Zemlju sa Kepler postepeno zaostajući za Zemljom svake godine.
  • Trošak Svemirski teleskop Kepler misija se procjenjuje na 600 miliona USD!
  • Svemirska letjelica ima dovoljno goriva da nastavi tražiti egzoplanete do sredine 2018. godine.

Glavna otkrića Kepler Exoplanet Hunter!

Jedno od glavnih postignuća misije, pored njenog čudesna otkrića, pokazala su ogromnu raznolikost sistema egzoplaneta na Mliječnom putu. Kao primjere

  • Vjeruje se da je planeta Kepler-37b slična stjenovitoj planeti Merkur.
  • Kepler je otkrio dva 'Vodeni svjetovi' imena Kepler-62e i Kepler-62f.
  • Lovac na egzoplanete otkrio je džinovske plinske planete koje kruže u blizini svojih zvijezda i ledene divove koji kruže dalje
  • Otkriveni su planeti poput Kepler-16b koji kruži oko dvije zvijezde poput Tatooinea iz filmova Ratovi zvijezda! Kako kul!
  • Kepler je takođe uočio neobične fluktuacije osvetljenosti koje tek treba objasniti. Na primjer, jedna zvijezda, KIC 8462852, varira u svjetlini do 22%, a neki predlažu i vanzemaljska megastruktura u orbiti oko njega je uzrok!
  • Takođe je otkrio Planete slične zemlji u naseljenoj zoni, poput egzoplanete Kepler-69c. Smatra se da su ove male stjenovite planete brojnije od većih egzoplaneta veličine Jupitera.
  • Tokom objavljivanja rezultata Keplerovih timova početkom 2014. godine, u jednom potezu gotovo udvostručio poznati broj egzoplaneta!
  • Na osnovu Keplerove procjene, postoje moguće čak 40 milijardi planeta nalik Zemlji u galaksiji Mliječni put
  • Od 1. decembra 2017. godine Kepler misije su otkrile
    • 5.011 - Kandidati za egzoplanete
    • 2.515 - Potvrđene egzoplanete
    • 30 - Potvrđene egzoplanete manje od dvostruke veličine Zemlje u nastanjivoj zoni

    Za najsavremeniji broj Kepler otkrića pogledajte NASA-inu Kepler stranicu!


    Umjetna inteligencija potvrđuje 50 egzoplaneta u Keplerovim podacima

    Tim astronoma iz Ujedinjenog Kraljevstva koristio je algoritam strojnog učenja za analizu uzorka kandidata egzoplaneta identificiranih NASA-inim svemirskim teleskopom Kepler i utvrđivanjem koji su stvarni, a koji lažno pozitivni.

    Utisak umjetnika o kompaktnom sistemu s tri planete. Kredit za sliku: Sci-News.com.

    "Što se tiče validacije planeta, niko ranije nije koristio tehniku ​​mašinskog učenja", rekao je vodeći autor dr. David Armstrong, astronom sa Odeljenja za fiziku i Centra za egzoplanete i useljivost na Univerzitetu Warwick.

    „Mašinsko učenje korišteno je za rangiranje planetarnih kandidata, ali nikada u vjerovatnosnom okviru, što je ono što vam treba za istinsku potvrdu planete.“

    Dr Armstrong i kolege izgradili su algoritam mašinskog učenja koji može razdvojiti stvarne planete od lažnih u velikim uzorcima hiljada kandidata pronađenih u misijama teleskopa.

    Obučeno je za prepoznavanje stvarnih planeta pomoću dva velika uzorka potvrđenih planeta i lažnih pozitivnih rezultata iz Keplera.

    Istraživači su zatim koristili algoritam na skupu podataka još uvijek nepotvrđenih planetarnih kandidata iz Keplera, što je rezultiralo s 50 novih potvrđenih planeta i prva koja je potvrđena mašinskim učenjem.

    Te se planete kreću od svjetova velikih poput Neptuna do manjih od Zemlje, s orbitama dugim od 200 dana do samo jednog dana.

    Potvrđujući da su stvarni, naučnici ih sada mogu dati u prioritet za daljnja promatranja namjenskim teleskopima.

    "Algoritam koji smo razvili omogućava nam da 50 kandidata pređemo prag za validaciju planeta, nadograđujući ih na stvarne planete", rekao je dr. Armstrong.

    "Nadamo se da ćemo primijeniti ovu tehniku ​​na velikim uzorcima kandidata iz sadašnjih i budućih misija poput TESS-a i PLATO-a."

    "Vjerovatnosni pristupi statističkom mašinskom učenju posebno su pogodni za uzbudljiv problem poput ovog u astrofizici koji zahtijeva ugradnju predznanja i kvantifikaciju nesigurnosti u predviđanjima", rekao je koautor dr. Theo Damoulas, istraživač sa Odjela za računarske nauke i Odjel za statistiku na Univerzitetu Warwick i Institut Alan Turing.

    "Vrhunski primjer kada se dodatna računska složenost vjerovatnosnih metoda značajno isplati."

    Nalazi se pojavljuju u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva.

    David J. Armstrong i dr. Exoplanet validacija uz mašinsko učenje: 50 novih potvrđenih Kepler planeta. MNRAS, objavljeno na mreži 20. avgusta 2020. doi: 10.1093 / mnras / staa2498


    Svemirski teleskop Kepler, preporodio se, iznenadio kritičare i otkrio nove planete

    Pokrenut 2009. godine, poznati svemirski teleskop zadužen za pronalaženje planeta sličnih Zemlji identifikovao je više od 1.000 egzoplaneta među 4.175 otkrivenih kandidata. Nakon završetka svoje primarne misije 2012. godine, NASA je produžila svoj život za četiri godine u nadi da će nadograditi svoj rani uspjeh.

    Ali stvari su krenule po zlu gotovo odmah. Hardverska greška 2012. godine, a druga godinu dana kasnije, ostavila je dva od četiri reakciona kotača rotacije da ne rade. Točkovi, koji djeluju poput žiroskopa, omogućavali su teleskopu da cilja i zaključa metu. Činilo se da je misija gotova bez načina da popravi točkove.

    "Imali smo vrlo istaknute članove vlastitog naučnog tima koji su govorili da je mrtav, šteta", rekao je Steve Howell, naučnik projekta, misija NASA K2, za CBS News. "Davali su joj posljednje obrede i sve takve stvari."

    Ali Howell i drugi nisu bili spremni napustiti teleskop.

    NASA-ini naučnici udružili su se sa kolegama iz Ball Aerospace-a, koji su izgradili svemirsku letjelicu, kako bi iskoristili dva reakciona kotača koja su još uvijek radila i krenuli u potragu za "trećom silom koja će uravnotežiti ta dva".

    "Ispostavilo se da smo koristili svjetlost sunca koja gura solarne panele", rekao je Howell. "To je pružilo dovoljnu silu, a zatim uzmemo druga dva reakciona kotača i nekako pritisnemo tu silu. Sada možemo ponovo uravnotežiti teleskop i usmjeriti ga prilično konkretno u jednom smjeru."

    Tako restartovan, rođen je drugi Keplerov čin. Misija je ponovo pokrenuta u maju 2014. pod imenom K2 i nastavit će tamo gdje je opseg stao.

    Ali K2 neće imati isti domet kao originalni Kepler. Budući da njegovi solarni paneli moraju biti usmjereni prema suncu na simetričan način da bi se postigla ravnoteža, teleskop pretražuje mnogo ograničenije područje. Skenira ono što je poznato kao ekliptika, a to je put kojim se čini da Sunce prolazi nebom kao rezultat Zemljine revolucije. Zvjezdaši su upoznati sa putanjom koja prolazi kroz 12 sazviježđa Zodijaka.

    "Umjesto da četiri godine možemo usmjeravati prema polju, dano polje možemo gledati samo 85 dana", rekao je Howell. "Sva polja duž ovog pojasa na nebu. Mi samo marširamo duž pojasa na nebu gledajući jedno polje tri mjeseca, a zatim drugo polje oko tri mjeseca."

    K2 "nikada neće biti isti", dodao je, i nikada neće pronaći toliko planeta, jer se ne može poklapati sa širinom Keplera koji je nadgledao 150 000 zvijezda svakih 30 minuta tijekom četiri godine. Umjesto toga, K2 gleda samo na "svjetlije i bliže zvijezde, stvari na kojima možemo provesti puno dodatnih studija i zapravo početi karakterizirati planete koje pronađemo."

    K2 se suočava i s drugim ograničenjima, naime da će na kraju ostati bez goriva. Za razliku od prve misije, K2 mora koristiti gorivo za preusmjeravanje teleskopa tako da pokazuje na Zemlju i omogućava naučnicima da preuzimaju podatke i prenose naredbe da bi mogao pogledati sljedeće polje.

    "Kad gorivo potroši, čak i ako sav hardver i dalje radi sjajno, gotovi smo. Nećemo više moći izvoditi ove manevre", rekao je Howell. "K2 od danas mogao bi raditi još tri ili četiri godine."

    Otkako je K2 započeo prošle godine, već se pokazao vrijednim s dva značajna otkrića.

    Prvo otkriće najavljeno u decembru bila je jedna planeta u devetodnevnoj orbiti oko K zvijezde - zvijezde veličine približno dvije trećine sunca, ali približno iste starosti i sastava.

    Zatim su ovog mjeseca naučnici izvijestili da je K2 identifikovao svoj prvi sistem sa više planeta, tri planete koje kruže oko zvijezde udaljene oko 150 svjetlosnih godina u sazviježđu Lav. Because the system is relatively close, Howell said scientists will be able to study it in detail to better understand whether these planets have an atmosphere and what that atmosphere contains.

    The planets are two-and-half times the size of earth and orbit a star about half the size and mass of our sun. The outermost planet orbits on the warm edge of the habitable zone, the distance from a star where liquid water might exist on the surface of an orbiting planet, thus providing the right conditions for life.

    "The mission has extended the telescope's search capability to a new part of the sky, marking the first K2 exoplanet discovery less than a month ago, and now the possible discovery of the first K2 multiple-planet system," said Charles Sobeck, Kepler project manager at NASA's Ames Research Center in Moffett Field, Calif.

    Steve Kawaler, an Iowa State University professor of physics and astronomy who was part of the team that this month discovered an 11.2-billion-year-old star with at least five Earth-size planets by using the original Kepler data, said he was impressed with how NASA worked with the scientific community to determine what the future held for K2 as they were coming up with a fix.

    "The way they figured out how to use it, in its somewhat impaired state, is impressive," he said. "They asked all astronomers what would you do if you could this, do that or the other thing. The community as a whole responded with some brilliant ideas for the kind of science that you could do. It wasn't necessarily finding new planets but it was a way of doing science which you couldn't do with a telescope on the ground."

    Many astronomers admit they are surprised that Kepler had a second act but are excited about its potential given how many planets Kepler found the first time around.

    Lynn Hillenbrand, an astronomy professor at the California Institute of Technology who has specialized the past 20 years in star and planet formation and stellar astrophysics, called the Kepler breakdown a "blessing in disguise" which is allowing for "new kinds of planet searches to be done."

    "There was a brilliant engineering innovation by the Kepler engineers to use sunlight pressure on the spacecraft to stabilize it," Geoff Marcy, the Alberts Chair in the Department of Astronomy at U.C. Berkeley, told CBS News.

    "This breakthrough saved Kepler from the grave," he said. "I'm blown away that Kepler lives on. Its resurrection is a tribute to the creativity of the NASA engineers and to the brilliance of the young bucks who are writing data analysis code to make up for the jiggling of the Kepler spacecraft."


    NASA Retires Kepler Space Telescope, Passes Planet-Hunting Torch

    After nine years in deep space collecting data that indicate our sky to be filled with billions of hidden planets – more planets even than stars – NASA’s Kepler space telescope has run out of fuel needed for further science operations. NASA has decided to retire the spacecraft within its current, safe orbit, away from Earth. Kepler leaves a legacy of more than 2,600 planet discoveries from outside our solar system, many of which could be promising places for life.

    “As NASA ’s first planet-hunting mission, Kepler has wildly exceeded all our expectations and paved the way for our exploration and search for life in the solar system and beyond,” said Thomas Zurbuchen, associate administrator of NASA ’s Science Mission Directorate in Washington. “Not only did it show us how many planets could be out there, it sparked an entirely new and robust field of research that has taken the science community by storm. Its discoveries have shed a new light on our place in the universe, and illuminated the tantalizing mysteries and possibilities among the stars.”

    Kepler has opened our eyes to the diversity of planets that exist in our galaxy. The most recent analysis of Kepler’s discoveries concludes that 20 to 50 percent of the stars visible in the night sky are likely to have small, possibly rocky, planets similar in size to Earth, and located within the habitable zone of their parent stars. That means they’re located at distances from their parent stars where liquid water – a vital ingredient to life as we know it – might pool on the planet surface.

    The most common size of planet Kepler found doesn’t exist in our solar system – a world between the size of Earth and Neptune – and we have much to learn about these planets. Kepler also found nature often produces jam-packed planetary systems, in some cases with so many planets orbiting close to their parent stars that our own inner solar system looks sparse by comparison.

    “When we started conceiving this mission 35 years ago we didn’t know of a single planet outside our solar system,” said the Kepler mission’s founding principal investigator, William Borucki, now retired from NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley. “Now that we know planets are everywhere, Kepler has set us on a new course that’s full of promise for future generations to explore our galaxy.”

    Launched on March 6, 2009, the Kepler space telescope combined cutting-edge techniques in measuring stellar brightness with the largest digital camera outfitted for outer space observations at that time. Originally positioned to stare continuously at 150,000 stars in one star-studded patch of the sky in the constellation Cygnus, Kepler took the first survey of planets in our galaxy and became the agency’s first mission to detect Earth-size planets in the habitable zones of their stars.

    “The Kepler mission was based on a very innovative design. It was an extremely clever approach to doing this kind of science,” said Leslie Livesay, director for astronomy and physics at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, who served as Kepler project manager during mission development. “There were definitely challenges, but Kepler had an extremely talented team of scientists and engineers who overcame them.”

    Four years into the mission, after the primary mission objectives had been met, mechanical failures temporarily halted observations. The mission team was able to devise a fix, switching the spacecraft’s field of view roughly every three months. This enabled an extended mission for the spacecraft, dubbed K2, which lasted as long as the first mission and bumped Kepler’s count of surveyed stars up to more than 500,000.

    The observation of so many stars has allowed scientists to better understand stellar behaviors and properties, which is critical information in studying the planets that orbit them. New research into stars with Kepler data also is furthering other areas of astronomy, such as the history of our Milky Way galaxy and the beginning stages of exploding stars called supernovae that are used to study how fast the universe is expanding. The data from the extended mission were also made available to the public and science community immediately, allowing discoveries to be made at an incredible pace and setting a high bar for other missions. Scientists are expected to spend a decade or more in search of new discoveries in the treasure trove of data Kepler provided.

    “We know the spacecraft’s retirement isn’t the end of Kepler’s discoveries,” said Jessie Dotson, Kepler’s project scientist at NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley. “I’m excited about the diverse discoveries that are yet to come from our data and how future missions will build upon Kepler’s results.”

    Before retiring the spacecraft, scientists pushed Kepler to its full potential, successfully completing multiple observation campaigns and downloading valuable science data even after initial warnings of low fuel. The latest data, from Campaign 19, will complement the data from NASA’s newest planet hunter, the Transiting Exoplanet Survey Satellite, launched in April. TESS builds on Kepler’s foundation with fresh batches of data in its search of planets orbiting some 200,000 of the brightest and nearest stars to the Earth, worlds that can later be explored for signs of life by missions, such as NASA’s James Webb Space Telescope.

    NASA ’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley manages the Kepler and K2 missions for NASA ’s Science Mission Directorate. NASA ’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, managed Kepler mission development. Ball Aerospace & Technologies Corporation in Boulder, Colorado, operates the flight system with support from the Laboratory for Atmospheric and Space Physics at the University of Colorado in Boulder.

    For the Kepler press kit, which includes multimedia, timelines and top science results, visit:
    https://www.nasa.gov/kepler/presskit

    For more information about the Kepler mission, visit:
    https://www.nasa.gov/kepler

    Sign-up to get the latest in news, events, and opportunities from the NASA Astrobiology Program.


    Planet Hunting with the Kepler Space Telescope

    Thanks to the Kepler Space Telescope, we now know the answer to a longstanding question in astronomy: how common are planetary systems around stars? Quite common, it turns out. In the relatively small patch of sky that Kepler studied, most of the stars had planets orbiting them. Scientists now believe that there are more planets than stars in our Milky Way galaxy.

    But before the Kepler Space Telescope could reveal the great abundance of planets around other stars, scientists had to design a detection system that could do the job. This was no easy task.

    I recently visited the NASA Ames Research Center in California, where I got the opportunity to talk to the two scientists who designed Kepler and proved that it would work. They filled me in on just how difficult it was to take this spacecraft from the drawing board to the launch pad.

    The idea behind the Kepler Space Telescope is relatively simple. When a planet passes in between a distant star and the Earth (an occurrence called a “transit”), the amount of light that reaches us is less than when the light is unobstructed. If you can detect that change in light, then you can “hunt” planets – you can even use the difference in light to calculate the size of the planet and its distance from its star. This is what astronomers call the transit method of planetary detection.

    What makes this simple idea not so simple is that the change in light the planet produces is incredibly small. This means that detecting a transit requires very precise instrumentation capable of very accurate measurements.

    When astronomer Bill Borucki first dreamed up the Kepler Space Telescope in the early 1980s, he imagined that if you used the transit method to observe several thousand stars at once from ground-based telescopes, you could begin to detect large, Jupiter-sized planets in large slow orbits. Earth-size planets – especially those in “habitable zones” where liquid water might exist to support life – would be much more difficult to detect. To find an Earth-size planet, Borucki argued, you have to put a telescope in space.

    Building, launching, and operating a space mission is not cheap. Before NASA was willing to fund the Kepler Space Telescope, the agency wanted proof that the instrument Borucki had in mind could make the sensitive measurements required to detect planets in the space environment. Borucki’s light detection system would have to work even when the telescope wobbled as it encountered radiation or electromagnetic disturbances.

    How do you prove a space mission will work without actually sending your equipment into space? Borucki and his collaborator, Fred Witteborn, built a test demonstration in their lab at NASA Ames. The test bed they built had thick walls of insulation to keep the equipment inside the demonstration independent from the outside environment. Even the fans placed on the outside of the test bed for cooling (keeping the test at a constant temperature) had to be mounted on a frame that didn’t touch the insulated walls so no vibrations would be introduced.

    Inside the test bed, the demonstration equipment included a light source, diffused evenly, which backlit a plate filled with small holes that simulated stars. Across some of the holes the two scientists placed small wires. These would provide the simulated transits. When electricity was run through these wires they heated up and expanded, blocking out some of the light coming through the hole.

    Above the simulated stars were optics similar to what would be inside the finished telescope and a CCD (a charge coupled device, like in a digital camera) that would be the light detector. The CCD was attached to a computer that allowed them to collect their simulated data.

    Borucki and Witteborn spent countless hours in their laboratory, testing the equipment and proving that even when the telescope wobbled, even when the computer simulated a gamma ray burst, they could detect the small changes in light that indicated a transit.

    Scientists Bill Borucki and Fred Witteborn at the NASA Ames Research Center in California, 2017. Credit: Matt Shindell

    NASA was happy with the results of the Kepler Technology Demonstration. In 2009, Borucki finally got to see his telescope launched into space – more than 20 years after he first proposed putting a transit-detecting telescope in space. Thanks to his determination our view of the galaxy has been forever altered.

    Learn more about how NASA scientists are hunting down exoplanets with the Kepler telescope at the 2017 Smithsonian Ingenuity Festival. On Thursday, November 30, Natalie Batalha, the lead scientist on the Kepler mission, will join the Museum for a day of space exploration. Follow the conversation online with #SmithsonianIngenuity.


    Kepler Space Telescope Reveals as Many as Six Billion Earth-Like Planets in Our Galaxy

    There may be as many as one Earth-like planet for every five Sun-like stars in the Milky Way Galaxy, according to new estimates by University of British Columbia astronomers using data from NASA’s Kepler mission.

    To be considered Earth-like, a planet must be rocky, roughly Earth-sized and orbiting Sun-like (G-type) stars. It also has to orbit in the habitable zones of its star—the range of distances from a star in which a rocky planet could host liquid water, and potentially life, on its surface.

    Estimating how common different kinds of planets are around different stars can provide important constraints on planet formation and evolution theories.

    “My calculations place an upper limit of 0.18 Earth-like planets per G-type star,” says UBC researcher Michelle Kunimoto, co-author of the new study in The Astronomical Journal. “Estimating how common different kinds of planets are around different stars can provide important constraints on planet formation and evolution theories, and help optimize future missions dedicated to finding exoplanets.”

    According to UBC astronomer Jaymie Matthews: “Our Milky Way has as many as 400 billion stars, with seven percent of them being G-type. That means less than six billion stars may have Earth-like planets in our Galaxy.”

    Previous estimates of the frequency of Earth-like planets range from roughly 0.02 potentially habitable planets per Sun-like star, to more than one per Sun-like star.

    Typically, planets like Earth are more likely to be missed by a planet search than other types, as they are so small and orbit so far from their stars. That means that a planet catalog represents only a small subset of the planets that are actually in orbit around the stars searched. Kunimoto used a technique known as ‘forward modeling’ to overcome these challenges.

    “I started by simulating the full population of exoplanets around the stars Kepler searched,” she explained. “I marked each planet as ‘detected’ or ‘missed’ depending on how likely it was my planet search algorithm would have found them. Then, I compared the detected planets to my actual catalog of planets. If the simulation produced a close match, then the initial population was likely a good representation of the actual population of planets orbiting those stars.”

    Kunimoto’s research also shed more light on one of the most outstanding questions in exoplanet science today: the ‘radius gap’ of planets. The radius gap demonstrates that it is uncommon for planets with orbital periods less than 100 days to have a size between 1.5 and two times that of Earth. She found that the radius gap exists over a much narrower range of orbital periods than previously thought. Her observational results can provide constraints on planet evolution models that explain the radius gap’s characteristics.

    Previously, Kunimoto searched archival data from 200,000 stars of NASA’s Kepler mission. She discovered 17 new planets outside of the Solar System, or exoplanets, in addition to recovering thousands of already known planets.

    Reference: “Searching the Entirety of Kepler Data. II. Occurrence Rate Estimates for FGK Stars” by Michelle Kunimoto and Jaymie M. Matthews, 4 May 2020, The Astronomical Journal.
    DOI: 10.3847/1538-3881/ab88b0


    Pogledajte video: Kepler teleskop otkrio novu planet slicnoj zemlji. Otkrice nove planete. Kepler teleskop (Oktobar 2022).