Kính viễn vọng không gian Kepler của NASA đã hoạt động được khoảng 9 năm, tìm kiếm các hành tinh đá, giống Trái đất ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta – các ngoại hành tinh – có khả năng hỗ trợ sự sống.
Chris Lintott, người đồng dẫn chương trình The Sky at Night , cho biết kính viễn vọng không gian Kepler không phát hiện ra ngoại hành tinh đầu tiên, nhưng nó vẫn là một sứ mệnh khoa học mang tính biến đổi.
“Bây giờ chúng ta biết, khi bạn nhìn vào bầu trời đêm, rằng hầu hết những ngôi sao đó đều có các hành tinh. Đó là khám phá của Kepler,” ông nói.
“Tôi nghĩ điều đó làm thay đổi căn bản quan điểm của chúng ta về Vũ trụ, đó là một điều đáng kinh ngạc đối với một sứ mệnh khoa học đã thực hiện được. Nó chắc chắn thay đổi cách tôi nhìn bầu trời đêm.”
NASA quyết định cho Kepler nghỉ hưu vào tháng 10/2018 khi nó hết nhiên liệu.
Nhưng không giống như nhiều nhiệm vụ, chẳng hạn như tàu thăm dò Cassini tại Sao Thổ hay tàu vũ trụ MESSENGER tại Sao Thủy, vị trí ‘an toàn’ hiện tại của nó có nghĩa là sẽ không cần một vụ va chạm có kiểm soát: Kepler sẽ tiếp tục quay quanh Mặt trời ngay phía sau Trái đất, rơi xa hơn phía sau theo thời gian.
Kepler được cho là con của William J Borucki thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA.
Ngay từ năm 1983, ông đã bắt đầu nghiên cứu tiềm năng của quang kế – máy dò ánh sáng có độ chính xác cao – để phát hiện các ngoại hành tinh có kích thước bằng Trái đất từ sự nhúng đặc biệt của ánh sáng sao mà chúng gây ra khi băng qua phía trước các ngôi sao của chúng.
Năm 1992, Borucki và nhóm của ông đệ trình đề xuất đầu tiên của họ lên Chương trình Khám phá của NASA: một sứ mệnh kéo dài ba năm sử dụng phép trắc quang chuyển tiếp để kiểm tra giả thuyết của họ rằng hầu hết các ngôi sao đều có các hành tinh quay xung quanh chúng.
Đề xuất đã bị từ chối.
Điều cuối cùng sẽ trở thành sứ mệnh Kepler – được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Đức thế kỷ 17 Johannes Kepler, người đã khám phá ra các định luật về chuyển động của các hành tinh – đã bị từ chối trong bốn lần riêng biệt trước khi cuối cùng nó được phê duyệt vào năm 2001, trở thành ‘Lớp khám phá’ thứ 10 của NASA Sứ mệnh.
Borucki sẽ vẫn là điều tra viên chính của Kepler cho đến khi ông nghỉ hưu vào năm 2015.
Ra mắt vào ngày 6 tháng 3 năm 2009, đài quan sát không gian săn tìm hành tinh đầu tiên của NASA được đặt vào quỹ đạo ‘dấu vết Trái đất’ quanh Mặt trời, sẵn sàng tập trung sự chú ý vào một mảng trời nhỏ trong các chòm sao Cygnus phía bắc,
Lyra và Draco.
Mặc dù chỉ chiếm 0,25% bầu trời, Kepler vẫn được kỳ vọng sẽ bắt đầu quan sát thường xuyên hơn 150.000 ngôi sao dãy chính (cuối cùng, nó sẽ quan sát được 530.506), sử dụng hệ thống camera lớn nhất vào thời điểm đó được phóng vào không gian , với tổng độ phân giải 94,6 megapixel.
Trong suốt thời gian hoạt động hơn 9 năm rưỡi, Kepler sẽ thu thập khoảng 678GB dữ liệu khoa học.
Di sản của Kepler không chỉ bao gồm 2.662 khám phá ngoại hành tinh đã được xác nhận.
Bây giờ chúng ta có thể tự tin tuyên bố rằng các hành tinh nhiều hơn các ngôi sao trong Thiên hà.
Kepler cũng cho chúng ta thấy rằng, trong khi chúng ta có thể nói về ‘sao Mộc nóng’ và các thế giới kỳ quái khác, thì ở bất kỳ đâu giữa một phần năm và một phần tư các ngôi sao đều có khả năng được thống kê là quay quanh các thế giới tương tự như Kepler-22b, được phát hiện vào năm 2011: nghĩa là, giữa kích thước của Trái đất và Sao Hải Vương, đá và quay quanh trong khu vực có thể ở được của các ngôi sao của chúng.
Trên tất cả, Kepler đã cho thấy các ngoại hành tinh và các hệ hành tinh khác thực sự đa dạng như thế nào: có khả năng từ những hành tinh khí khổng lồ đơn lẻ quay quanh các ngôi sao của chúng (hoặc, trong trường hợp của Kepler-16b, phát hiện của Kepler-16b được công bố vào tháng 9 năm 2011, quay quanh các ngôi sao song sinh). ngôi sao), giống như ngôi sao Kepler-90, hiện được biết là có tám thế giới chen chúc xung quanh nó gần Trái đất hơn so với Mặt trời.
Kết quả là, Kepler chắc chắn đã làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách Hệ Mặt trời của chúng ta hình thành, buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về hầu hết mọi thứ mà chúng ta đã giả định trước đây và đặt ra những câu hỏi mới, chẳng hạn như: tại sao kích thước phổ biến nhất của ngoại hành tinh mà Kepler tìm thấy lại – giữa kích thước của Trái đất và Sao Hải Vương – không tồn tại trong Hệ Mặt trời của chúng ta?
Không giống như Kính viễn vọng Không gian Hubble, mà các phi hành gia của NASA có thể ghé thăm duy nhất sau khi phóng để sửa chữa, vị trí của Kepler có nghĩa là khi một giây trong số bốn bánh xe phản ứng được sử dụng để tinh chỉnh vị trí của kính viễn vọng bị lỗi, nhiệm vụ ban đầu của nó đã kết thúc.
Cuộc sống thứ hai của Kepler Tuy nhiên, nhờ một số suy nghĩ tài tình của các nhà khoa học và kỹ thuật viên của NASA,
Kepler tiếp tục sứ mệnh thứ hai, K2, tận dụng khả năng còn lại của kính thiên văn và tận dụng áp suất của ánh sáng mặt trời để giúp ổn định kính thiên văn.
Điều này cũng có nghĩa là Kepler phải thay đổi trường quan sát cứ sau ba tháng hoặc lâu hơn, mang lại nhiều mảng trời mới dưới tầm quan sát của nó.
Vào tháng 10 năm 2015, sứ mệnh K2 đã tìm thấy bằng chứng về một hành tinh đá nhỏ bị xé toạc khi nó quay quanh một ngôi sao lùn trắng, dày đặc.
Điều này cho phép các nhà thiên văn học chứng kiến các giai đoạn cuối cùng của một hệ hành tinh trong dữ liệu vận chuyển có hình dạng kỳ lạ.
Vào tháng 1 năm 2018, một thợ máy ô tô người Úc đang sàng lọc dữ liệu của K2 đã phát hiện ra một hệ thống gồm bốn hành tinh với các thế giới có kích thước bằng sao Hải Vương.
Chris Lintott nhấn mạnh: “Kepler đã chứng minh, gần như chắc chắn, tầm quan trọng của việc chia sẻ dữ liệu công khai trong thiên văn học.
“Mọi người trên toàn thế giới đã sử dụng rất tốt dữ liệu Kepler và khi sứ mệnh tiếp tục, nó trở nên cởi mở hơn rất nhiều. Bạn có thể thấy hiệu quả của điều đó; nhiều người hơn – nhiều người trẻ hơn – sẽ công bố những khám phá từ dữ liệu.
“Ngoài ra, một trong những điều thú vị xuất phát từ Kepler và khoa học công dân là thứ được gọi là ‘Ngôi sao của Tabby’,” ông nói thêm.
“Ngôi sao rất khác thường này được phát hiện bởi những người tình nguyện săn tìm hành tinh, những người đã làm một việc rất con người đó là nhận thấy điều gì đó kỳ lạ và bắt đầu cuộc rượt đuổi ngỗng trời vui vẻ, tuyệt vời này để cố gắng tìm hiểu xem chuyện gì đang xảy ra trên trái đất.”
NASA ước tính rằng cho đến nay đã có khoảng 2.946 bài báo khoa học được xuất bản sử dụng dữ liệu của Kepler.
Jessie Dotson, nhà khoa học dự án của Kepler tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA cho biết: “Chúng tôi biết rằng việc tàu vũ trụ nghỉ hưu không phải là dấu chấm hết cho những khám phá của Kepler.
“Tôi rất vui mừng về những khám phá đa dạng vẫn chưa đến.”
Tiến sĩ Paul Hertz, giám đốc bộ phận vật lý thiên văn của NASA cho biết: “Các nhiệm vụ mới sẽ được xây dựng dựa trên những khám phá của Kepler, bao gồm Vệ tinh Khảo sát Hành tinh Ngoại hành tinh (TESS) và Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Cái trước đã ở vị trí; không giống như Kepler, quan sát 1/400 bầu trời trong khoảng thời gian 4 năm, TESS sẽ nghiên cứu gần như toàn bộ bầu trời, theo dõi các phần khác nhau trong 27 ngày tại một thời điểm, với các phần nhỏ hơn của bầu trời được quan sát trong tối đa một năm.
Người ta kỳ vọng rằng TESS sẽ lập danh mục hơn 1.500 ứng cử viên ngoại hành tinh đang đi qua, bao gồm các thế giới đá trong vùng có thể ở được của các ngôi sao chủ của chúng.
CHEOPS (Characterising ExOPlanet Satellite), một dự án hợp tác giữa Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Văn phòng Vũ trụ Thụy Sĩ, dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay.
Về cơ bản là phần tiếp theo của Kepler, CHEOPS sẽ cung cấp các phép đo chính xác hơn nhiều về các ngoại hành tinh có kích thước từ Trái đất đến Sao Hải Vương đã biết.
PLATO của ESA (Chuyển động hành tinh và dao động của các ngôi sao) sẽ diễn ra vào năm 2026, một lần nữa với sự nhấn mạnh vào việc phát hiện các thế giới có khả năng sinh sống được.
Không giống như những nhiệm vụ này, Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA/ESA được chờ đợi từ lâu – hiện được thiết lập để phóng vào năm 2021 – sẽ quan sát Vũ trụ bằng tia hồng ngoại.
Ưu điểm của việc này là nó sẽ cung cấp thông tin quang phổ rõ ràng hơn về cấu tạo bầu khí quyển của các ngoại hành tinh.