Kính viễn vọng không gian Kepler đã dành phần tốt nhất trong thập kỷ để tìm kiếm các ngoại hành tinh giống Trái đất. Kính viễn vọng hiện đã ngừng hoạt động và thật an toàn khi nói rằng sứ mệnh đã thay đổi quan điểm của chúng ta về Vũ trụ mãi mãi, tiết lộ rằng có nhiều hành tinh hơn những ngôi sao chúng ta nhìn thấy trên bầu trời đêm.
Năm 2009, Tạp chí BBC Sky at Night đã nói chuyện với nhà khoa học NASA Bill Borucki, khi đó là điều tra viên chính của kính viễn vọng không gian Kepler.
Nhiệm vụ đã phát hiện ra các siêu hành tinh giống Trái đất và những hành tinh khí nóng khổng lồ lớn hơn Sao Mộc có quỹ đạo cực kỳ gần các ngôi sao chủ của chúng.
Trên thực tế, thay vì xác nhận Hệ Mặt trời của chúng ta là một cấu hình phổ biến trong vũ trụ, Kepler đã thực sự tiết lộ nó thực sự độc đáo như thế nào.
Những gì còn lại của sứ mệnh Kepler là một cơ sở dữ liệu khổng lồ gồm hơn 2.500 ngoại hành tinh, sẵn sàng để quan sát kỹ hơn bằng thế hệ kính viễn vọng không gian tiếp theo.
“Kepler là kính viễn vọng không gian sẽ tìm kiếm các hành tinh nhỏ như Trái đất để tìm hiểu tần suất chúng ở xung quanh các ngôi sao khác.
Tôi đã chỉ đạo dự án kể từ khi tôi công bố ý tưởng lần đầu tiên vào năm 1984 và lần đầu tiên đề xuất ra mắt vào năm 1992.
Chúng tôi đề xuất hai năm một lần cho đến khi chúng tôi nhận được nhiệm vụ vào năm 2000, và nó được triển khai vào tháng 3 năm 2009.
Những gì chúng tôi đã làm cho đến nay là chúng tôi đã lấy một số dữ liệu hiệu chuẩn của mình trong quá trình chạy thử và cho thấy rằng Kepler có thể tìm thấy các hành tinh có kích thước bằng Trái đất.
Đó là bằng chứng đầu tiên chúng tôi có rằng chúng tôi có thể làm điều đó.
Chúng tôi đã quan sát một ngôi sao đã được biết là có một hành tinh, một ngôi sao tên là HAP-P-7, và nhận thấy rằng chúng tôi có thể thấy quá trình đi qua của hành tinh cụ thể này rất, rất rõ ràng.
Đây là khi hành tinh đi trước ngôi sao của nó và do đó độ sáng của ngôi sao thay đổi một chút.
Nhưng chúng tôi không chỉ thấy điều đó, chúng tôi còn thấy một sự sụt giảm nhỏ khác về cường độ, và sự sụt giảm nhỏ đó là khi hành tinh đi phía sau ngôi sao của nó và ánh sáng từ hành tinh này bị cắt đứt.
Độ nhúng nhỏ đó có kích thước tương đương với độ nhúng ánh sáng mà bạn sẽ tìm thấy từ một hành tinh có kích thước bằng Trái đất và điều đó có nghĩa là một số ánh sáng mà chúng ta đang nhìn thấy thực sự đến từ chính hành tinh đó.
Đây là phát hiện đầu tiên về ánh sáng từ hành tinh đó và nó cho chúng ta biết rằng hành tinh này phải cực kỳ nóng – khoảng 2.700K (2.427ºC) – nóng đến mức nó phát sáng gần giống như than hồng từ lửa trại.
Đó là một khám phá tuyệt vời và là một xác nhận tuyệt vời về khả năng hoàn thành công việc của Kepler.
Kepler là một quang kế, một dụng cụ đo cường độ ánh sáng từ các ngôi sao.
Nó rất giống một chiếc máy quay phim, chụp đi chụp lại cùng một tập hợp các ngôi sao.
Mỗi khi nó chụp ảnh, chúng tôi nhìn xem độ sáng của một ngôi sao có thay đổi hay không, nhưng chúng tôi không thể biết ngôi sao đó có màu đỏ, xanh dương hay xanh lục, chúng tôi không nhận được thông tin về màu sắc.
Nó nhạy hơn khoảng 600 lần so với mắt người, có thể nhìn thấy các ngôi sao ở cấp độ thứ sáu.
Chúng tôi đang hoạt động ở cường độ 14 , yếu hơn 8 độ.
Dữ liệu quay trở lại vẫn nhạy cảm như trước đây, nhưng chúng tôi cần thực hiện thêm một chút công việc để giải thích dữ liệu đó.
Hiện tại, thật dễ dàng để chúng tôi tìm thấy các hành tinh có kích thước bằng Sao Mộc và Sao Hải Vương, nhưng mối quan tâm cao nhất của chúng tôi là các hành tinh có kích thước bằng Trái đất, rất khó tìm và chúng tôi không tin rằng mình sẽ có độ chính xác ít nhất là một vài năm.
Chúng tôi khá tự tin rằng chúng tôi sẽ tìm thấy thứ gì đó vì độ nhạy và vì diện tích bầu trời rộng lớn mà Kepler đang tìm kiếm.
Hầu hết các kính thiên văn đều quan sát một phần rất nhỏ của bầu trời: trường quan sát của Kính viễn vọng Không gian Hubble giống như đưa một hạt cát ra ngoài bằng chiều dài cánh tay – chỉ là một mảnh rất nhỏ.
Của chúng tôi rộng 100 độ vuông, lớn gấp 10.000 lần của Hubble.
Chúng tôi cũng đã dành 5 năm và vài triệu đô la để khảo sát các ngôi sao trong trường quan sát của Kepler bằng Kính thiên văn Tillinghast 1,5m tại Đài thiên văn Fred Whipple ở Arizona.
Điều này đã xác định được khoảng 12 triệu ngôi sao trên bầu trời, trong đó có 4,5 triệu ngôi sao thực sự nằm trên máy dò của chúng tôi.
Chúng tôi đã xem xét tất cả những ngôi sao này và trong số 4,5 triệu, 150.000 ngôi sao trông có vẻ thú vị.
Chúng ta biết đây là những ngôi sao giống Mặt trời chứ không phải những ngôi sao khổng lồ đã ăn các hành tinh của chúng.
Trong khi Kepler có thể cho chúng ta biết kích thước của một hành tinh và mất bao lâu để quay quanh ngôi sao của nó, thì nó không thể cho chúng ta biết khối lượng của hành tinh, nó nặng bao nhiêu.
Để làm được điều đó, chúng tôi sử dụng các kính viễn vọng trên mặt đất như Kính thiên văn Keck 10m ở Hawaii, Kính viễn vọng Hobby-Eberley 9,3m ở Texas hoặc Kính thiên văn WIYN 3,5m trên Đỉnh Kitt ở Arizona.
Nếu chúng ta nói cho họ biết cần quan sát ngôi sao nào và khi nào thì quan sát, chúng ta có thể biết được khối lượng của nó.
Và với kích thước và khối lượng, chúng ta có thể biết mật độ, và điều đó quan trọng vì một số hành tinh có mật độ trung bình lớn hơn mật độ chì trong khi những hành tinh khác sẽ nổi trên mặt nước.
Bây giờ chúng tôi muốn tìm những hành tinh đá có mật độ giống như Trái đất, những hành tinh thực sự có thể ở được.
Chưa từng có ai thực hiện bất cứ điều gì giống như sứ mệnh Kepler trước đây, và có một loạt thách thức mà chúng tôi phải đối mặt trước khi nhận nhiệm vụ.
Khi chúng tôi đề xuất lần đầu tiên, họ nói “không có máy dò nào như vậy” và chúng tôi phải chứng minh rằng máy dò có thể hoạt động.
Và sau đó họ nói “nhưng chưa ai từng thực hiện trắc quang tự động trên 150.000 ngôi sao như bạn đang nói đến”, vì vậy chúng tôi phải chế tạo kính thiên văn tự động và phần mềm để thực hiện việc này.
Và sau đó họ nói “chưa ai từng chứng minh được độ chính xác cần thiết của một thiết bị trong không gian”, vì vậy chúng tôi đã xây dựng một hệ thống phòng thí nghiệm để chứng minh rằng nó sẽ có độ chính xác khi ở trong quỹ đạo.
Khi nhiệm vụ được chấp nhận, nó sẽ ra mắt vào năm 2004.
Tôi kỳ vọng sẽ tiến xa hơn nhiều so với hiện tại, đã tìm thấy các hành tinh mới giống Trái đất và quan sát bầu khí quyển của chúng.
Chúng tôi đang chậm tiến độ, nhưng giấc mơ của một người thường xa hơn một chút so với những gì người ta mong đợi.”