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工作9年之后,开普勒望远镜终于要“退休”了

科普小知识2022-04-05 05:34:07
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工作9年之后,开普勒望远镜终于要“退休”了

美国宇航局10月30日宣布,经过九年的深空探测,开普勒任务终于完成,进入“退休”状态。太空望远镜在其围绕太阳的轨道上收集了大量数据,揭示出宇宙中可能隐藏着数十亿颗行星——也许甚至比恒星的数量还要多。今天,开普勒任务已经耗尽了进一步探索的燃料。美国宇航局决定将它保持在当前远离地球的安全轨道上。在9年多的时间里,它已经发现了2600多颗系外行星,其中许多有可能孕育生命。

“作为美国宇航局的第一个寻找行星的任务,开普勒任务已经远远超出了我们的预期,为我们探索和发现太阳系和其他地方的生命铺平了道路,”美国宇航局科学任务委员会的副主任托马斯·祖布钦说。“它不仅向我们展示了宇宙中可能存在多少行星,还激发了一个新的坚实的研究领域,在科学界掀起了一场风暴。它的发现让我们意识到我们在宇宙中的位置,并照亮了星空中各种迷人的神秘和可能性。”

开普勒任务使我们认识到银河系中行星的多样性。最近对开普勒望远镜数据的分析得出结论,夜空中20%至50%可见的恒星可能有更小的行星,可能是与地球大小相似的岩石行星,可能位于离母星中等距离的可居住区。这意味着它们的表面可能有液态水,这是我们所知的生命的重要组成部分。

在开普勒任务中发现的行星中,最常见的大小在地球和海王星之间。太阳系中不存在这样的行星。这些行星有更多的东西要探索。开普勒还发现了许多拥挤的行星系统。在某些情况下,围绕母星运行的行星数量使得我们的内太阳系看起来相当稀少。

“35年前,当我们开始构想这个任务时,我们对太阳系以外的行星一无所知,”开普勒任务的首席研究员威廉·博鲁奇说,他现在已经从美国宇航局艾姆斯研究中心退休。“现在我们知道到处都有行星。开普勒望远镜为我们开辟了一条新的路线,这条路线对其他人探索银河系充满了希望。”

开普勒任务于2009年3月6日启动,结合了测量恒星亮度的尖端技术和当时用于外层空间观测的最大数码相机。开普勒的最初工作是在天鹅座的一个星团区域连续观测大约150,000颗恒星。这是开普勒第一次研究银河系中的行星,也是美国宇航局第一次在其他恒星的可居住区探测类地行星。

开普勒的任务主要是通过观察恒星的亮度和探测是否存在行星凌星现象(通过凌日探测行星)来寻找行星。“开普勒的任务是基于一个非常创新的设计。这是进行这种科学研究的一个非常聪明的方法,”莱斯利·利弗赛说,他是美国宇航局喷气动力实验室的天文和物理主任,也是开普勒任务期间的项目经理。“肯定会有挑战,但开普勒拥有一支非常有才华的科学家和工程师团队,他们已经战胜了挑战。”

当开普勒的任务进入第四年(2013年)时,在主要任务目标完成后,由于机械故障,观测暂停。任务小组设计了一个维护计划,大约每三个月更换一次望远镜的视野。这使得开普勒的任务得以继续。这次任务的新阶段被称为“K2”,持续时间与第一次任务一样长,并将望远镜观测到的恒星数量增加到50万颗。

对这么多恒星的观察使科学家能够更好地理解恒星的行为和性质,这是研究它们周围行星的关键信息。利用开普勒任务数据对恒星进行的新研究还进一步促进了其他天文学领域的发展,如银河系和超新星爆发的历史。超新星经常被用来研究宇宙的膨胀速度。在获得数据后,扩展任务“K2”也很快向公众和科学界开放,使研究人员能够以令人难以置信的速度做出新发现,并为其他任务设定高标准。据估计,科学家将花费十年或更长时间在开普勒的数据宝库中寻找新的发现。

“我们知道开普勒的退休并不是其发现的终结,”美国宇航局艾姆斯研究中心的开普勒科学家杰西·多森说。“我对我们数据中未被发现的结果以及未来的任务将如何使用它们感到兴奋。”截至10月29日,在开普勒任务中已经探测到2681颗系外行星,还有2899颗候选行星有待确认。

在开普勒任务退役之前,科学家们将它的潜力发挥到了极限。即使在收到低燃料的最初警告后,科学家们也成功地完成了许多观测活动,并下载了有价值的科学数据。最新的数据来自“第19次战役”,将补充由过*行星调查卫星(TESS)收集的数据。

苔丝是美国宇航局最新的“行星猎人”,也是今年四月启动的“探索者计划”的一部分。TESS基于开普勒的数据,使用四个先进的照相机扫描地球附近大约200,000颗最亮和最接近的恒星,以研究围绕它们运行的行星。这些行星将成为詹姆斯·韦伯太空望远镜和其他太空或地面望远镜未来的研究对象。也许人类会从他们身上发现外星生命的迹象。