กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 50 นาที

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นกล้องโทรทัศน์อวกาศ ที่ นาซาปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ ในปี 2552 เพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก ที่โคจรรอบ ดาวฤกษ์ดวงอื่น ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์โยฮันเนส...

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์

เคปเลอร์
เคปเลอร์โคจรอยู่รอบโลก
ภาพจำลองกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์โดยศิลปิน
ประเภทภารกิจกล้องโทรทัศน์อวกาศ
ผู้ปฏิบัติงานนาซา  / แอลเอเอสพี
รหัส COSPAR2009-011A
หมายเลข SATCAT34380
เว็บไซต์www.nasa.gov/kepler
ระยะเวลาของภารกิจระยะเวลาที่วางแผนไว้: 3.5 ปีระยะเวลาจริง: 9 ปี 7 เดือน 23 วัน
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ผู้ผลิตบอล แอโรสเปซ แอนด์ เทคโนโลยีส์
ปล่อยมวล1,052.4 กก. (2,320 ปอนด์) [ 1 ]
มวลแห้ง1,040.7 กก. (2,294 ปอนด์) [ 1 ]
มวลบรรทุก478 กก. (1,054 ปอนด์) [ 1 ]
มิติ4.7 ม. × 2.7 ม. (15.4 ฟุต × 8.9 ฟุต) [ 1 ]
พลัง1100 วัตต์[ 1 ]
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว7 มีนาคม 2552, 03:49:57  UTC [ 2 ] ( 2009-03-07UTC03:49:57 )
จรวดเดลต้า II (7925-10L)
จุดปล่อยจรวดเคปคานาเวอรัลSLC-17B
ผู้รับเหมายูไนเต็ด ลอนช์ อัลไลแอนซ์
เข้ารับราชการ12 พฤษภาคม 2552, 09:01 UTC
สิ้นสุดภารกิจ
ปิดใช้งานแล้ว15 พฤศจิกายน 2561 ( 15 พฤศจิกายน 2018 )
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิงระบบสุริยะเป็นศูนย์กลาง
ระบอบการปกครองการลากดิน
แกนกึ่งเอก1.0133 AU
ความแปลกประหลาด0.036116
ระดับความสูงจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด0.97671 AU
ระดับความสูงของจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์1.0499 AU
ความโน้มเอียง0.4474 องศา
ระยะเวลา372.57 วัน
ข้อโต้แย้งของจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด294.04 องศา
ความผิดปกติเฉลี่ย311.67 องศา
การเคลื่อนที่เฉลี่ย0.96626 องศา/วัน
ยุค1 มกราคม 2561 ( J2000 : 2458119.5) [ 3 ]
กล้องโทรทัศน์หลัก
พิมพ์ชมิดท์
เส้นผ่านศูนย์กลาง0.95 เมตร (3.1 ฟุต)
พื้นที่เก็บรวบรวม0.708 ตร.ม. ( 7.62 ตร.ฟุต) [ A ]
ความยาวคลื่น430–890 นาโนเมตร[ 3 ]
ทรานสปอนเดอร์
แบนด์วิดท์แถบ Xขึ้น: 7.8 บิต/วินาที – 2 กิโลบิต/วินาที[ 3 ] แถบ X ลง: 10 บิต/วินาที – 16 กิโลบิต/วินาที[ 3 ]แถบ Kลง: สูงสุด 4.3 เมกะบิต/วินาที[ 3 ]

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นกล้องโทรทัศน์อวกาศ ที่ นาซาปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ ในปี 2552 [ 5 ]เพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก ที่โคจรรอบ ดาวฤกษ์ดวงอื่น[ 6 ] [ 7 ]ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์โยฮันเนส เคปเลอร์ [ 8 ] ยานอวกาศถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรเฮลิโอเซนทริก ที่ตามหลังโลก หัวหน้าโครงการวิจัยคือวิลเลียม เจ . โบรุคกี้ หลังจากใช้งานมาเก้าปีครึ่ง เชื้อเพลิง ของระบบควบคุมปฏิกิริยา ของกล้องโทรทัศน์ หมดลง และนาซาประกาศปลดระวางเมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2561 [ 9 ] [ 10 ]

ออกแบบมาเพื่อสำรวจส่วนหนึ่งของบริเวณทางช้างเผือกของโลกเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดเท่าโลก ในหรือใกล้เขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยและเพื่อประเมินว่าดาวฤกษ์หลายพันล้านดวงในทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์ดังกล่าวอยู่กี่ดวง[ 6 ] [ 11 ] [ 12 ]เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์เพียงอย่างเดียวของเคปเลอร์คือโฟโตมิเตอร์ที่คอยตรวจสอบความสว่างของดาวฤกษ์ลำดับหลัก ประมาณ 150,000 ดวง ในขอบเขตการมองเห็นคงที่ อย่างต่อเนื่อง [ 13 ]ข้อมูลเหล่านี้ถูกส่งมายังโลก จากนั้นจึงนำมาวิเคราะห์เพื่อตรวจจับการหรี่แสงเป็นระยะๆ ที่เกิดจากดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรตัดผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ ดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรที่มองเห็นได้จากโลกในแนวระนาบเท่านั้นที่จะสามารถตรวจพบได้ เคปเลอร์สังเกตการณ์ดาวฤกษ์ 530,506 ดวง และตรวจพบดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันแล้ว 2,778 ดวง ณ วันที่ 16 มิถุนายน 2023 [ 14 ] [ 15 ]

ประวัติศาสตร์

การพัฒนาก่อนเปิดตัว

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นส่วนหนึ่งของโครงการดิสคัฟเวอรี ของนาซา ซึ่งเป็นภารกิจทางวิทยาศาสตร์ที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ การก่อสร้างและการดำเนินงานเบื้องต้นของกล้องโทรทัศน์ได้รับการจัดการโดย ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของนาซาโดยBall Aerospaceรับผิดชอบในการพัฒนาระบบการบินของเคปเลอร์[ 16 ]

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2549 การเปิดตัวโครงการล่าช้าไปแปดเดือนเนื่องจากการตัดงบประมาณและการปรับโครงสร้างองค์กรที่ NASA [ 17 ]และล่าช้าไปอีกสี่เดือนในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2549 เนื่องจากปัญหาทางการเงิน[ 17 ]ในช่วงเวลานี้เสาอากาศรับสัญญาณกำลังสูงถูกเปลี่ยนจากแบบที่ใช้กิมบอลไปเป็นแบบที่ยึดติดกับโครงของยานอวกาศเพื่อลดต้นทุนและความซับซ้อน โดยแลกกับการสูญเสียวันสังเกตการณ์หนึ่งวันต่อเดือน[ 18 ]

หลังการเปิดตัว

ศูนย์วิจัยเอมส์รับผิดชอบการพัฒนาระบบภาคพื้นดิน การดำเนินงานภารกิจตั้งแต่เดือนธันวาคม พ.ศ. 2552 และการวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ อายุการใช้งานที่วางแผนไว้ในตอนแรกคือสามปีครึ่ง[ 19 ] แต่ สัญญาณรบกวนในข้อมูลที่มากกว่าที่คาดไว้ทั้งจากดาวฤกษ์และยานอวกาศ หมายความว่าจำเป็นต้องใช้เวลาเพิ่มเติมเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของภารกิจทั้งหมด ในตอนแรกในปี พ.ศ. 2555 คาดว่าภารกิจจะขยายออกไปจนถึงปี พ.ศ. 2559 [ 20 ] แต่ในวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2555 ล้อปฏิกิริยาหนึ่งในสี่ล้อที่ใช้ในการชี้ทิศทางยานอวกาศหยุดหมุน และการทำภารกิจให้สำเร็จจะทำได้ก็ต่อเมื่อล้ออีกสามล้อที่เหลือยังคงใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือ[ 21 ]จากนั้นในวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 ล้อปฏิกิริยาตัวที่สองก็ล้มเหลว ทำให้การเก็บรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์หยุดชะงัก[ 22 ]และเป็นภัยคุกคามต่อการดำเนินงานของภารกิจต่อไป[ 23 ]

เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม 2556 นาซาประกาศว่าพวกเขาได้ยุติความพยายามในการซ่อมแซมล้อปฏิกิริยาที่เสียทั้งสองล้อแล้ว ซึ่งหมายความว่าภารกิจปัจจุบันจำเป็นต้องได้รับการปรับเปลี่ยน แต่ไม่ได้หมายความว่าการค้นหาดาวเคราะห์จะสิ้นสุดลงนาซาได้ขอให้ชุมชนวิทยาศาสตร์อวกาศเสนอแผนภารกิจทางเลือก "ซึ่งอาจรวมถึงการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ โดยใช้ล้อปฏิกิริยาและเครื่องยนต์ขับดันที่ยังใช้งานได้ดีอีกสองชุด" [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2556 มีการรายงานข้อเสนอ K2 "แสงที่สอง" ซึ่งจะรวมถึงการใช้เคปเลอร์ที่เสียหายในลักษณะที่สามารถตรวจจับดาวเคราะห์ที่อยู่อาศัยได้รอบ ดาว แคระแดงขนาด เล็กและสว่างน้อยกว่า [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2557 นาซาประกาศอนุมัติการขยาย K2 [ 32 ]

ภายในเดือนมกราคม 2015 เคปเลอร์และการสังเกตการณ์ติดตามผลได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว 1,013 ดวงในระบบดาวฤกษ์ประมาณ 440 ระบบพร้อมกับดาวเคราะห์ที่ยังไม่ได้รับการยืนยันอีก 3,199 ดวง[ B ] [ 33 ] [ 34 ]ดาวเคราะห์สี่ดวงได้รับการยืนยันผ่านภารกิจ K2 ของเคปเลอร์[ 35 ]ในเดือนพฤศจิกายน 2013 นักดาราศาสตร์ประเมินจากข้อมูลภารกิจอวกาศของเคปเลอร์ว่าอาจมีดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลก ที่ เป็นหิน มากถึง 40 พันล้านดวง โคจรอยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ของ ดาวฤกษ์ คล้ายดวงอาทิตย์และดาวแคระแดงภายในกาแล็กซีทางช้างเผือก[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] มีการประมาณการว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ 11 พันล้านดวงอาจโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์[ 39 ]ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ที่สุดอาจอยู่ห่างออกไป 3.7 พาร์เซก (12  ปีแสง ) ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ[ 36 ] [ 37 ]

เมื่อวันที่ 6 มกราคม 2015 นาซาประกาศการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันลำดับที่ 1,000 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันใหม่สี่ดวงพบว่าโคจรอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของดาวฤกษ์ ที่เกี่ยวข้อง โดยสามในสี่ดวง ได้แก่Kepler-438b , Kepler-442bและKepler-452bมีขนาดเกือบเท่าโลกและน่าจะเป็นดาวเคราะห์หิน ส่วนดวงที่สี่Kepler-440bเป็น ดาวเคราะห์ ประเภทซูเปอร์เอิร์ธ[ 40 ]เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2016 นาซายืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ 1,284 ดวงโดยเคปเลอร์ ซึ่งเป็นการค้นพบดาวเคราะห์ครั้งใหญ่ที่สุดเพียงครั้งเดียวจนถึงปัจจุบัน[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]

ข้อมูลจากเคปเลอร์ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สังเกตและเข้าใจซูเปอร์โนวา ได้อีก ด้วย การวัดค่าต่างๆ จะถูกรวบรวมทุกครึ่งชั่วโมง ดังนั้นเส้นโค้งแสงจึงมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ประเภทนี้[ 44 ]

เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2018 หลังจากยานอวกาศเชื้อเพลิงหมด NASA ได้ประกาศว่าจะปลดระวางกล้องโทรทรรศน์[ 45 ]กล้องโทรทรรศน์ถูกปิดลงในวันเดียวกันนั้น ซึ่งเป็นการสิ้นสุดการให้บริการเป็นเวลาเก้าปี เคปเลอร์สังเกตการณ์ดาวฤกษ์ 530,506 ดวงและค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ 2,662 ดวงตลอดอายุการใช้งาน[ 15 ]ภารกิจใหม่ของ NASA คือTESSซึ่งเปิดตัวในปี 2018 กำลังดำเนินการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบต่อไป[ 46 ]

การออกแบบยานอวกาศ

เคปเลอร์ในโรงงานแปรรูปวัสดุอันตรายของแอสโทรเทค
แบบจำลอง 3 มิติแบบโต้ตอบของเคปเลอร์
แบบจำลอง 3 มิติแบบโต้ตอบของเคปเลอร์

กล้องโทรทรรศน์มีมวล 1,039 กิโลกรัม (2,291 ปอนด์) และประกอบด้วยกล้อง Schmidtที่มีแผ่นแก้ไขด้านหน้า (เลนส์) ขนาด 0.95 เมตร (37.4 นิ้ว) ป้อนกระจกหลักขนาด 1.4 เมตร (55 นิ้ว) —ในขณะที่เปิดตัว กระจกนี้เป็นกระจกที่ใหญ่ที่สุดในกล้องโทรทรรศน์ใดๆ นอกวงโคจรของโลก[ 47 ]แม้ว่าหอดูดาวอวกาศเฮอร์เชลจะครองตำแหน่งนี้ในอีกไม่กี่เดือนต่อมา กล้องโทรทรรศน์มีมุมมองภาพ (FoV) 115 ตาราง องศา (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12 องศา) ซึ่งเทียบเท่ากับขนาดกำปั้นที่ถือไว้ในระยะห่างจากแขน ในจำนวนนี้ 105 ตารางองศา เป็นคุณภาพทางวิทยาศาสตร์ โดยมี การบิดเบือนแสงน้อยกว่า 11% เครื่องวัดแสงมีโฟกัสแบบนุ่มนวลเพื่อให้ได้การวัดแสงที่ ยอดเยี่ยม แทนที่จะเป็นภาพที่คมชัด เป้าหมายของภารกิจคือการได้ค่าความแม่นยำเชิงความแตกต่างของโฟโตเมตริกแบบรวม (CDPP) ที่ 20 ppm สำหรับ ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ที่มีมวล m (V)=12 ในช่วงเวลาการบันทึก 6.5 ชั่วโมง แม้ว่าการสังเกตการณ์จะไม่บรรลุเป้าหมายนี้ (ดูสถานะภารกิจ )

กล้อง

แผงเซ็นเซอร์ภาพของเคปเลอร์ แผงเซ็นเซอร์นี้มีลักษณะโค้งเพื่อชดเชยความโค้งของสนามภาพตามหลักการของเพทซ์วาล (Petzval field curvature )

ระนาบโฟกัสของกล้องยานอวกาศประกอบด้วยCCD ขนาด 50 × 25 มม. (2 × 1 นิ้ว) จำนวน 42 ตัว แต่ละตัวมีความ ละเอียด 2200×1024 พิกเซล รวมความละเอียดทั้งหมด 94.6 เมกะพิกเซล [ 48 ] [ 49 ]ซึ่งในขณะนั้นถือเป็นระบบกล้องที่ใหญ่ที่สุดที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ[ 19 ] อาร์เรย์ถูกระบายความร้อนด้วยท่อความร้อนที่เชื่อมต่อกับหม้อน้ำภายนอก [ 1 ] CCDจะถูกอ่านข้อมูลทุกๆ 6.5วินาที (เพื่อจำกัดการอิ่มตัว) และรวมเข้าด้วยกันบนยานเป็นเวลา 58.89 วินาทีสำหรับเป้าหมายที่มีช่วงเวลาสั้น และ 1765.5 วินาที (29.4 นาที) สำหรับเป้าหมายที่มีช่วงเวลายาว[ 50 ]เนื่องจากความต้องการแบนด์วิดท์ที่มากกว่าสำหรับเป้าหมายแบบแรก จำนวน CCD จึงถูกจำกัดไว้ที่ 512 ตัว เมื่อเทียบกับ 170,000 ตัวสำหรับเป้าหมายที่มีช่วงเวลายาว อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเมื่อเริ่มปล่อยยานเคปเลอร์จะมีอัตราการรับส่งข้อมูลสูงสุดในบรรดาภารกิจของนาซา แต่ผลรวมของพิกเซลทั้งหมด 95 ล้านพิกเซลภายใน 29 นาทีนั้นถือเป็นข้อมูลมากกว่าที่จะสามารถจัดเก็บและส่งกลับมายังโลกได้ ดังนั้น ทีมวิทยาศาสตร์จึงเลือกพิกเซลที่เกี่ยวข้องกับดาวแต่ละดวงที่สนใจไว้ล่วงหน้า ซึ่งคิดเป็นประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ของพิกเซลทั้งหมด (5.4 ล้านพิกเซล) จากนั้นข้อมูลจากพิกเซลเหล่านี้จะถูกปรับปริมาณใหม่ บีบอัด และจัดเก็บไว้พร้อมกับข้อมูลเสริมอื่นๆ ในเครื่องบันทึกโซลิดสเตทขนาด 16 กิกะไบต์บนยาน ข้อมูลที่จัดเก็บและส่งลงมาประกอบด้วยดาวทางวิทยาศาสตร์ดาว p-mode ภาพเบลอ ระดับสีดำ ภาพพื้นหลัง และภาพมุมมองเต็ม[ 1 ] [ 51 ]

กระจกหลัก

การเปรียบเทียบขนาดกระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์และกล้องโทรทรรศน์เชิงแสงที่มีชื่อเสียงอื่นๆ

กระจกหลักของเคปเลอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 เมตร (4.6 ฟุต) ผลิตโดยบริษัทผลิตกระจกCorningโดยใช้กระจกที่มีการขยายตัวต่ำมาก (ULE)กระจกนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะให้มีมวลเพียง 14% ของกระจกแข็งที่มีขนาดเดียวกัน[ 52 ] [ 53 ]เพื่อสร้างระบบกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีความไวเพียงพอที่จะตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดเล็กขณะที่พวกมันเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ จำเป็นต้องมีการเคลือบสะท้อนแสงสูงมากบนกระจกหลัก Surface Optics Corp. ใช้ การระเหยด้วยไอออนช่วยเพื่อเคลือบเงินป้องกันเก้าชั้นเพื่อเพิ่มการสะท้อนแสงและเคลือบด้วยสารรบกวนไดอิเล็กทริกเพื่อลดการก่อตัวของศูนย์สีและการดูดซับความชื้นในบรรยากาศ[ 54 ] [ 55 ]

ประสิทธิภาพทางโฟโตเมตริก

ในแง่ของประสิทธิภาพการวัดแสง เคปเลอร์ทำงานได้ดี ดีกว่ากล้องโทรทรรศน์บนโลกมาก แต่ยังไม่ถึงเป้าหมายที่ออกแบบไว้ เป้าหมายคือความแม่นยำในการวัดแสงเชิงอนุพันธ์รวม (CDPP) 20 ส่วนต่อล้าน (PPM) สำหรับดาวฤกษ์ขนาด 12 ในการรวมแสง 6.5 ชั่วโมง การประมาณค่านี้พัฒนาขึ้นโดยอนุญาตให้มีความแปรปรวนของดาวฤกษ์ 10 ppm ซึ่งเป็นค่าโดยประมาณของดวงอาทิตย์ ความแม่นยำที่ได้สำหรับการสังเกตนี้มีช่วงกว้าง ขึ้นอยู่กับดาวฤกษ์และตำแหน่งบนระนาบโฟกัส โดยมีค่ามัธยฐานอยู่ที่ 29 ppm เสียงรบกวนเพิ่มเติมส่วนใหญ่ดูเหมือนจะเกิดจากความแปรปรวนของดาวฤกษ์ที่มากกว่าที่คาดไว้ (19.5 ppm เมื่อเทียบกับ 10.0 ppm ที่สมมติไว้) ส่วนที่เหลือเกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนของเครื่องมือที่มากกว่าที่คาดการณ์ไว้เล็กน้อย[ 56 ] [ 48 ]

เนื่องจากการลดลงของความสว่างจากดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่โคจรผ่านดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์นั้นน้อยมาก เพียง 80 ppm เท่านั้น เสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นหมายความว่าการโคจรผ่านแต่ละครั้งเป็นเพียงเหตุการณ์ 2.7 σ แทนที่จะเป็น 4 σ ตามที่ตั้งใจไว้ ซึ่งหมายความว่าต้องสังเกตการณ์การโคจรผ่านมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าตรวจพบ การประมาณการทางวิทยาศาสตร์ระบุว่าภารกิจที่กินเวลา 7 ถึง 8 ปี แทนที่จะเป็น 3.5 ปีตามที่วางแผนไว้เดิม จะเป็นสิ่งจำเป็นในการค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่โคจรผ่านทั้งหมด[ 57 ]เมื่อวันที่ 4 เมษายน 2555 ภารกิจเคปเลอร์ได้รับการอนุมัติให้ขยายเวลาไปจนถึงปีงบประมาณ 2559 [ 20 ] [ 58 ]แต่สิ่งนี้ก็ขึ้นอยู่กับว่าล้อปฏิกิริยาที่เหลือทั้งหมดจะยังคงอยู่ในสภาพดีหรือไม่ ซึ่งปรากฏว่าไม่เป็นเช่นนั้น (ดูปัญหาล้อปฏิกิริยาด้านล่าง)

วงโคจรและการวางแนว

ปริมาณการค้นหาของเคปเลอร์ ในบริบทของกาแล็กซีทางช้างเผือก
การเคลื่อนที่ของเคปเลอร์เมื่อเทียบกับโลก ค่อยๆ เคลื่อนห่างออกไปจากโลกในวงโคจรที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะดูเหมือนเป็นเกลียวหมุน

เคปเลอร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ [ 59 ] [ 60 ]ซึ่งหลีกเลี่ยงการบัง ของโลก แสงรบกวน และการรบกวนและแรงบิด จากแรงโน้ม ถ่วงที่มีอยู่ในวงโคจรของ โลก

NASA ได้กำหนดลักษณะวงโคจรของเคปเลอร์ว่าเป็น "วงโคจรตามหลังโลก" [ 61 ]ด้วยคาบการโคจร 372.5 วัน เคปเลอร์จึงค่อยๆ เคลื่อนห่างจากโลกไปเรื่อยๆ (ประมาณ 16 ล้านไมล์ต่อปี ) ณ วันที่ 1 พฤษภาคม 2018 ระยะห่างระหว่างเคปเลอร์กับโลกอยู่ที่ประมาณ 0.917 AU (137 ล้านกิโลเมตร) [ 3 ]ซึ่งหมายความว่าหลังจากประมาณ 26 ปี เคปเลอร์จะไปถึงอีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ และจะกลับมาอยู่ใกล้โลกอีกครั้งหลังจาก 51 ปี

จนถึงปี 2013 เครื่องวัดแสงชี้ไปยังบริเวณในกลุ่มดาวหงส์กลุ่มดาวพิณและกลุ่มดาวมังกรทางทิศเหนือ ซึ่งอยู่นอกระนาบสุริยวิถี ทำให้แสงอาทิตย์ไม่เคยเข้าสู่เครื่องวัดแสงในขณะที่ยานอวกาศโคจร[ 1 ]นี่เป็นทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะรอบศูนย์กลางของกาแล็กซี ดังนั้น ดาวฤกษ์ที่เคปเลอร์สังเกตจึงอยู่ห่างจากศูนย์กลางกาแล็กซี ในระยะทางที่ใกล้เคียง กับระบบสุริยะและอยู่ใกล้กับระนาบกาแล็กซี ด้วย ข้อเท็จจริงนี้มีความสำคัญหากตำแหน่งในกาแล็กซีเกี่ยวข้องกับความสามารถในการอยู่อาศัย ดังที่เสนอโดยสมมติฐานโลกหายาก

การวางแนวจะคงเสถียรภาพด้วยแกนสามแกนโดยการตรวจจับการหมุนโดยใช้เซ็นเซอร์นำทางละเอียดที่อยู่บนระนาบโฟกัสของเครื่องมือ (แทนที่จะใช้ไจโรสโคปตรวจจับอัตรา เช่นเดียวกับที่ใช้ในฮับเบิล ) [ 1 ]และใช้ล้อปฏิกิริยาและเครื่องยนต์ขับดันไฮดราซีน[ 62 ]เพื่อควบคุมการวางแนว

ภาพเคลื่อนไหวแสดงวิถีโคจรของ เคปเลอร์
เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์
เมื่อเทียบกับโลก
เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์และโลก
  เคปเลอร์ ·  โลก  ·  ดวงอาทิตย์

การดำเนินงาน

วงโคจรของเคปเลอร์ แผงโซลาร์เซลล์ของกล้องโทรทรรศน์ได้รับการปรับแต่งในช่วงวันครีษมายันและวันวสันตวิษุวัต

ยานอวกาศ เคปเลอร์ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ (LASP) ใน เมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด ภายใต้ สัญญาจ้างกับบริษัท Ball Aerospace & Technologiesแผงโซลาร์เซลล์ของยานอวกาศถูกหมุนให้หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์ในช่วงครึ่งปีและครึ่งปีเพื่อเพิ่มปริมาณแสงแดดที่ตกกระทบแผงโซลาร์เซลล์ให้เหมาะสมที่สุด และเพื่อให้แผงระบายความร้อนชี้ไปยังห้วงอวกาศ[ 1 ] LASP และ Ball Aerospace ร่วมกันควบคุมยานอวกาศจากศูนย์ปฏิบัติการภารกิจที่ตั้งอยู่ภายในวิทยาเขตวิจัยของมหาวิทยาลัยโคโลราโด LASP ทำหน้าที่วางแผนภารกิจที่สำคัญ รวมถึงการรวบรวมและเผยแพร่ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในเบื้องต้น ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานเริ่มต้นของภารกิจนี้ประมาณการไว้ที่ 600 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งรวมถึงเงินทุนสำหรับการดำเนินงาน 3.5 ปี[ 1 ]ในปี 2012 นาซาประกาศว่าภารกิจเคปเลอร์จะได้รับเงินทุนสนับสนุนจนถึงปี 2016 ด้วยงบประมาณประมาณ 20 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี[ 20 ]

การสื่อสาร

NASA ติดต่อยานอวกาศโดยใช้ ลิงก์การสื่อสาร ย่านความถี่ Xสัปดาห์ละสองครั้งเพื่อรับคำสั่งและอัปเดตสถานะ ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จะถูกดาวน์โหลดเดือนละครั้งโดยใช้ ลิงก์ ย่านความถี่Kด้วยอัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดประมาณ 550  kB/sเสาอากาศกำลังขยายสูงไม่สามารถปรับทิศทางได้ ดังนั้นการเก็บรวบรวมข้อมูลจึงหยุดชะงักเป็นเวลาหนึ่งวันเพื่อปรับทิศทางยานอวกาศทั้งหมดและเสาอากาศกำลังขยายสูงสำหรับการสื่อสารกับโลก[ 1 ] : 16 เคปเลอร์เป็นภารกิจแรกที่พึ่งพา การดาวน์โหลดข้อมูล ย่านความถี่ K และในทางกลับกันได้รวบรวมสถิติเกี่ยวกับประสิทธิภาพของย่านความถี่ K สำหรับภารกิจต่อๆ ไปที่ใช้เทคโนโลยีนี้[ 63 ]

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์ทำการวิเคราะห์บางส่วนด้วยตนเองบนยาน และส่งเฉพาะข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ถือว่าจำเป็นต่อภารกิจเพื่อประหยัดแบนด์วิดท์[ 64 ]

การจัดการข้อมูล

ข้อมูลโทรมาตรทางวิทยาศาสตร์ที่รวบรวมระหว่างการปฏิบัติภารกิจที่ LASP จะถูกส่งไปประมวลผลที่ศูนย์จัดการข้อมูลเคปเลอร์ (DMC) ซึ่งตั้งอยู่ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์ในบัลติมอร์ รัฐแมริแลนด์ข้อมูลโทรมาตรทางวิทยาศาสตร์จะถูกถอดรหัสและประมวลผลเป็น ผลิตภัณฑ์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในรูปแบบ FITS ที่ไม่ได้ ปรับเทียบโดย DMC จากนั้นจะถูกส่งต่อไปยังศูนย์ปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ (SOC) ที่ศูนย์วิจัย NASA Ames เพื่อทำการปรับเทียบและประมวลผลขั้นสุดท้าย SOC ที่ศูนย์วิจัย NASA Ames (ARC) พัฒนาและดำเนินการเครื่องมือที่จำเป็นในการประมวลผลข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เพื่อใช้โดย สำนักงานวิทยาศาสตร์ เคปเลอร์ (SO) ดังนั้น SOC จึงพัฒนาซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูลแบบไปป์ไลน์โดยอิงจากอัลกอริทึมทางวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาร่วมกันโดย SO และ SOC ในระหว่างการปฏิบัติงาน SOC จะดำเนินการดังนี้: [ 65 ]

  1. รับข้อมูลพิกเซลที่ยังไม่ได้ปรับเทียบจาก DMC
  2. ใช้ขั้นตอนวิธีวิเคราะห์เพื่อสร้างพิกเซลที่ปรับเทียบแล้วและเส้นโค้งแสงสำหรับดาวแต่ละดวง
  3. ทำการค้นหาการผ่านหน้าของดาวเคราะห์ (เหตุการณ์การข้ามเกณฑ์ หรือ TCEs)
  4. ทำการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลดาวเคราะห์ที่คาดว่าจะเป็นดาวเคราะห์ โดยประเมินความสอดคล้องของข้อมูลต่างๆ เพื่อลดการตรวจจับผิดพลาด

นอกจากนี้ SOC ยังประเมินประสิทธิภาพการวัดแสงอย่างต่อเนื่องและส่งข้อมูลตัวชี้วัดประสิทธิภาพไปยัง SO และสำนักงานบริหารภารกิจ สุดท้าย SOC พัฒนาและดูแลรักษาฐานข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ของโครงการ รวมถึงแคตตาล็อกและข้อมูลที่ผ่านการประมวลผลแล้ว สุดท้าย SOC จะส่งคืนผลิตภัณฑ์ข้อมูลที่ปรับเทียบแล้วและผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์กลับไปยัง DMC เพื่อการจัดเก็บระยะยาว และเผยแพร่ให้กับนักดาราศาสตร์ทั่วโลกผ่านทาง Multimission Archive ที่ STScI (MAST)

ความล้มเหลวของล้อปฏิกิริยา

เมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2555 ล้อปฏิกิริยาหนึ่งในสี่ล้อที่ใช้สำหรับการเล็งเป้าหมายอย่างละเอียดของยานอวกาศเกิดขัดข้อง[ 66 ]ในขณะที่เคปเลอร์ต้องการเพียงล้อปฏิกิริยาสามล้อเพื่อเล็งกล้องโทรทรรศน์อย่างแม่นยำ ความล้มเหลวอีกครั้งจะทำให้ยานอวกาศไม่สามารถเล็งไปยังสนามเดิมได้[ 67 ]

หลังจากพบปัญหาบางประการในเดือนมกราคม พ.ศ. 2556 ล้อปฏิกิริยาตัวที่สองก็ล้มเหลวในวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 ทำให้ภารกิจหลักของเคปเลอร์สิ้นสุดลง ยานอวกาศถูกนำเข้าสู่โหมดปลอดภัย จากนั้นตั้งแต่เดือนมิถุนายนถึงสิงหาคม พ.ศ. 2556 ได้มีการทดสอบทางวิศวกรรมหลายชุดเพื่อพยายามกู้คืนล้อที่ล้มเหลวทั้งสองล้อ ภายในวันที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2556 ได้มีการตัดสินใจว่าล้อไม่สามารถกู้คืนได้[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]และได้มีการสั่งให้จัดทำรายงานทางวิศวกรรมเพื่อประเมินความสามารถที่เหลืออยู่ของยานอวกาศ[ 24 ]

ความพยายามนี้ในที่สุดก็นำไปสู่ภารกิจต่อเนื่อง "K2" ซึ่งทำการสังเกตการณ์พื้นที่ต่างๆ ใกล้กับระนาบสุริยวิถี

ความล้มเหลวของล้อปฏิกิริยาถูกสืบย้อนกลับไปถึงการเกิดหลุมที่เกิดจากประกายไฟระหว่างตลับลูกปืนเหล็กในล้อปฏิกิริยา ประกายไฟดังกล่าวเกิดจากการปล่อยมวลโคโรนา (CME) จากดวงอาทิตย์ ตำแหน่งของเคปเลอร์ที่อยู่ห่างไกลจากโลกช่วยในการระบุสาเหตุ เนื่องจากมีความล่าช้าอย่างมากระหว่างการมาถึงของ CME ที่เคปเลอร์และโลก[ 68 ]

ไทม์ไลน์การดำเนินงาน

การปล่อยยานเคปเลอร์เมื่อวันที่ 7 มีนาคม 2552
ภาพประกอบภายในของยานเคปเลอร์
ภาพประกอบของเคปเลอร์ในปี 2004

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2549 การเปิดตัวโครงการล่าช้าไปแปดเดือนเนื่องจากการตัดงบประมาณและการปรับโครงสร้างองค์กรที่ NASA [ 17 ]และล่าช้าไปอีกสี่เดือนในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2549 เนื่องจากปัญหาทางการเงิน[ 17 ]ในช่วงเวลานี้เสาอากาศรับสัญญาณสูงถูกเปลี่ยนจากแบบหมุนได้เป็นแบบยึดติดกับโครงของยานอวกาศเพื่อลดต้นทุนและความซับซ้อน โดยแลกกับการสูญเสียวันสังเกตการณ์หนึ่งวันต่อเดือน

หอดูดาวเคปเลอร์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 7 มีนาคม พ.ศ. 2552 เวลา 03:49:57 UTC โดยใช้ จรวด เดลต้า IIจากสถานีฐานทัพอากาศเคปคานาเวรัลรัฐฟลอริดา[ 2 ] [ 5 ]การปล่อยประสบความสำเร็จและทั้งสามขั้นตอนเสร็จสมบูรณ์ภายในเวลา 04:55 UTC ฝาครอบของกล้องโทรทรรศน์ถูกปลดออกเมื่อวันที่ 7 เมษายน พ.ศ. 2552 และ ภาพ แสงแรกถูกถ่ายในวันถัดไป[ 69 ] [ 70 ]

เมื่อวันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2552 มีการประกาศว่าทีมวิทยาศาสตร์ของเคปเลอร์ได้สรุปว่าการปรับปรุงโฟกัสเพิ่มเติมจะช่วยเพิ่มผลตอบแทนทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างมาก[ 71 ]เมื่อวันที่ 23 เมษายน พ.ศ. 2552 มีการประกาศว่าโฟกัสได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดแล้วโดยการเลื่อนกระจกหลักไปทางระนาบโฟกัส 40  ไมโครเมตร (1.6 ในพันส่วนของนิ้ว) และเอียงกระจกหลัก 0.0072 องศา[ 72 ]

เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม พ.ศ. 2552 เวลา 00:01 UTC เคปเลอร์ได้ทำขั้นตอนการทดสอบระบบเสร็จสมบูรณ์และเริ่มค้นหาดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ดวงอื่น[ 73 ] [ 74 ]

เมื่อวันที่ 19 มิถุนายน พ.ศ. 2552 ยานอวกาศได้ส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์ชุดแรกกลับมายังโลกได้สำเร็จ พบว่าเคปเลอร์เข้าสู่โหมดปลอดภัยเมื่อวันที่ 15 มิถุนายน เหตุการณ์โหมดปลอดภัยครั้งที่สองเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม ในทั้งสองกรณี เหตุการณ์ดังกล่าวถูกกระตุ้นโดยการรีเซ็ตโปรเซสเซอร์ยานอวกาศกลับมาทำงานตามปกติเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม และข้อมูลวิทยาศาสตร์ที่รวบรวมได้ตั้งแต่ 19 มิถุนายน ได้ถูกส่งลงมาในวันนั้น[ 75 ]เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2552 สาเหตุของเหตุการณ์โหมดปลอดภัยเหล่านี้ถูกระบุว่าเป็น แหล่งจ่ายไฟ แรงดันต่ำที่จ่ายไฟให้กับโปรเซสเซอร์RAD750 [ 76 ]เมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2553 ส่วนหนึ่งของระนาบโฟกัสส่งข้อมูลที่ผิดปกติ ซึ่งบ่งชี้ถึงปัญหาเกี่ยวกับโมดูลระนาบโฟกัส MOD-3 ซึ่งครอบคลุมCCD สองตัวจากทั้งหมด 42 ตัวของเคปเลอร์ ณ เดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 โมดูลดังกล่าวถูกอธิบายว่า "ล้มเหลว" แต่การครอบคลุมยังคงเกินเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์[ 77 ]

เคปเลอร์ส่ง ข้อมูลลงมาประมาณสิบสองกิกะไบต์[ 78 ]ประมาณเดือนละครั้ง[ 79 ]

ขอบเขตการมองเห็น

แผนภาพแสดงพื้นที่ที่เคปเลอร์สำรวจ พร้อมพิกัดทางดาราศาสตร์

เคปเลอร์มีขอบเขตการมองเห็น (FOV) ที่คงที่เมื่อเทียบกับท้องฟ้า แผนภาพทางด้านขวาแสดงพิกัดท้องฟ้าและตำแหน่งของสนามตรวจจับ พร้อมกับตำแหน่งของดาวฤกษ์สว่างบางดวงที่มีทิศเหนือท้องฟ้าอยู่ที่มุมบนซ้าย เว็บไซต์ของภารกิจมีเครื่องคำนวณ[ 80 ]ที่จะตรวจสอบว่าวัตถุที่กำหนดอยู่ใน FOV หรือไม่ และถ้าอยู่ใน FOV วัตถุนั้นจะปรากฏในสตรีมข้อมูลเอาต์พุตของตัวตรวจจับภาพถ่ายที่ใด ข้อมูลเกี่ยวกับผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบจะถูกส่งไปยังโปรแกรมติดตามผลของเคปเลอร์หรือ KFOP เพื่อทำการสังเกตการณ์ติดตามผล

ขอบเขตการมองเห็นของเครื่องวัดแสงในกลุ่มดาวหงส์ กลุ่มดาวพิณและกลุ่มดาวมังกร

ขอบเขตการมองเห็นของเคปเลอร์ครอบคลุมพื้นที่ 115 ตารางองศาหรือประมาณ 0.25 เปอร์เซ็นต์ของท้องฟ้า หรือ "ประมาณสองช้อนตักของกลุ่มดาวหมีใหญ่" ดังนั้นจึงต้องใช้กล้องโทรทรรศน์แบบเคปเลอร์ประมาณ 400 ตัวเพื่อครอบคลุมท้องฟ้าทั้งหมด[ 81 ]ขอบเขตการมองเห็นของเคปเลอร์ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ของกลุ่มดาวหงส์ กลุ่มดาวพิณและ กลุ่ม ดาว มังกร

ระบบดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดในขอบเขตการมองเห็นของเคปเลอร์คือระบบดาวสามดวงGliese 1245ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 15 ปีแสง ดาวแคระน้ำตาล WISE J2000+3629 ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 22.8 ± 1 ปีแสง ก็อยู่ในขอบเขตการมองเห็นเช่นกัน แต่เคปเลอร์มองไม่เห็นเนื่องจากปล่อยแสงออกมาส่วนใหญ่ในช่วงคลื่นอินฟราเรด

วัตถุประสงค์และวิธีการ

วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์คือการสำรวจโครงสร้างและความหลากหลายของระบบดาวเคราะห์ [ 82 ] ยานอวกาศลำนี้สังเกตดาวฤกษ์จำนวนมากเพื่อบรรลุเป้าหมายสำคัญหลายประการ:

  • เพื่อกำหนดจำนวนดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกและใหญ่กว่าที่อยู่ในหรือใกล้เขตที่อยู่อาศัยได้ (มักเรียกว่า "ดาวเคราะห์โกลดิล็อกส์") [ 83 ]ของดาวฤกษ์ประเภทสเปกตรัมที่หลากหลาย
  • เพื่อกำหนดช่วงขนาดและรูปร่างของวงโคจรของดาวเคราะห์เหล่านี้
  • เพื่อประเมินจำนวนดาวเคราะห์ที่มีอยู่ในระบบดาวหลายดวง
  • เพื่อกำหนดช่วงของขนาดวงโคจร ความสว่าง ขนาด มวล และความหนาแน่นของดาวเคราะห์ยักษ์ที่มีคาบการโคจรสั้น
  • เพื่อระบุสมาชิกเพิ่มเติมของระบบดาวเคราะห์ที่ค้นพบแต่ละระบบโดยใช้เทคนิคอื่นๆ
  • จงระบุคุณสมบัติของดาวฤกษ์ที่มีระบบดาวเคราะห์โคจรอยู่รอบๆ

ดาวเคราะห์ นอกระบบ ส่วนใหญ่ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้โดยโครงการอื่นๆ เป็นดาวเคราะห์ยักษ์โดยส่วนใหญ่มีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่านั้น เคปเลอร์ถูกออกแบบมาเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ที่มีมวลน้อยกว่า 30 ถึง 600 เท่า ใกล้เคียงกับมวลของโลก (ดาวพฤหัสบดีมีมวลมากกว่าโลก 318 เท่า) วิธีการที่ใช้คือวิธีการ สังเกตการณ์การผ่าน หน้าของดาวเคราะห์ ซึ่ง เกี่ยวข้องกับการสังเกต การผ่าน หน้าของดาวเคราะห์ ซ้ำๆ ซึ่งจะทำให้ ความสว่างปรากฏ ของดาวฤกษ์ลดลงเล็กน้อย ประมาณ 0.01% สำหรับดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก ระดับการลดลงของความสว่างนี้สามารถใช้คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ได้ และช่วงเวลาระหว่างการผ่านหน้าแต่ละครั้งสามารถใช้คำนวณคาบการโคจรของดาวเคราะห์ได้ จากนั้นจึงสามารถคำนวณค่าประมาณของแกนกึ่งเอก (โดยใช้กฎของเคปเลอร์ ) และอุณหภูมิ (โดยใช้แบบจำลองการแผ่รังสีของดาวฤกษ์) ได้

ความน่าจะเป็นที่วงโคจรของดาวเคราะห์แบบสุ่ม จะอยู่ตามแนวสายตาไปยังดาวฤกษ์คือเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวฤกษ์หารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของวงโคจร[ 84 ]สำหรับดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่ระยะ 1  AUโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ความน่าจะเป็นคือ 0.47% หรือประมาณ 1 ใน 210 [ 84 ]สำหรับดาวเคราะห์เช่นดาวศุกร์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ความน่าจะเป็นจะสูงขึ้นเล็กน้อยที่ 0.65% [ 84 ]หากดาวฤกษ์แม่มีดาวเคราะห์หลายดวง ความน่าจะเป็นของการตรวจพบเพิ่มเติมจะสูงกว่าความน่าจะเป็นของการตรวจพบครั้งแรก โดยสมมติว่าดาวเคราะห์ในระบบที่กำหนดมีแนวโน้มที่จะโคจรในระนาบที่คล้ายกัน ซึ่งเป็นสมมติฐานที่สอดคล้องกับแบบจำลองปัจจุบันของการก่อตัวของระบบดาวเคราะห์[ 84 ]ตัวอย่างเช่น หาก ภารกิจคล้าย เคปเลอร์ที่ดำเนินการโดยมนุษย์ต่างดาวสังเกตเห็นโลกโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ มีโอกาส 7% ที่จะเห็น ดาวศุกร์ โคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ด้วย [ 84 ]

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ มีมุมมองภาพกว้างถึง 115 ตารางองศา ทำให้มีโอกาสตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกได้สูงกว่า กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลซึ่งมีมุมมองภาพเพียง10 ตารางอาร์คมินิต เท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น เคปเลอร์ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับการเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ของดาวเคราะห์ ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถูกใช้เพื่อตอบคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย และแทบจะไม่เคยสังเกตการณ์กลุ่มดาวเดียวกันอย่างต่อเนื่องเลย จากดาวฤกษ์ประมาณครึ่งล้านดวงในมุมมองของเคปเลอร์ มีดาวฤกษ์ประมาณ 150,000 ดวงที่ถูกเลือกมาสังเกตการณ์ มากกว่า 90,000 ดวงเป็นดาวฤกษ์ประเภท G ที่อยู่บนหรือใกล้กับลำดับหลักดังนั้น เคปเลอร์จึงถูกออกแบบมาให้มีความไวต่อความยาวคลื่น 400–865 นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงที่ความสว่างของดาวฤกษ์เหล่านั้นสูงสุด ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่เคปเลอร์สังเกตการณ์มีค่าความสว่างปรากฏระหว่าง 14 ถึง 16 แต่ดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดที่สังเกตการณ์ได้มีค่าความสว่างปรากฏ 8 หรือต่ำกว่า ในตอนแรก ดาวเคราะห์ที่คาดว่าจะเป็นดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ไม่คาดว่าจะได้รับการยืนยันเนื่องจากมีความสว่างน้อยเกินไปสำหรับการสังเกตการณ์ติดตามผล[ 85 ]ดาวฤกษ์ที่เลือกทั้งหมดจะถูกสังเกตพร้อมกัน โดยยานอวกาศจะวัดการเปลี่ยนแปลงความสว่างทุกๆ สามสิบนาที ซึ่งจะช่วยเพิ่มโอกาสในการเห็นการผ่านหน้าของดาวเคราะห์ ภารกิจนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มโอกาสในการตรวจจับดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นให้มากที่สุด[ 1 ] [ 86 ]

เนื่องจากเคปเลอร์ต้องสังเกตการณ์การผ่านหน้าอย่างน้อยสามครั้งเพื่อยืนยันว่าการหรี่แสงของดาวฤกษ์เกิดจากดาวเคราะห์ที่ผ่านหน้า และเนื่องจากดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ให้สัญญาณที่ตรวจสอบได้ง่ายกว่า นักวิทยาศาสตร์จึงคาดว่าผลลัพธ์ที่รายงานครั้งแรกจะเป็นดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีที่มีวงโคจรแคบๆ ดาวเคราะห์เหล่านี้ถูกรายงานครั้งแรกหลังจากใช้งานเพียงไม่กี่เดือนเท่านั้น ดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่าและดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นจะใช้เวลานานกว่า และการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดเทียบเท่ากับโลกคาดว่าจะใช้เวลาสามปีหรือนานกว่านั้น[ 59 ]

ข้อมูลที่รวบรวมโดยเคปเลอร์ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาดาวแปรแสงประเภทต่างๆ และทำการตรวจวัดคลื่นเสียงของดาวฤกษ์ [ 87 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับดาวฤกษ์ที่แสดง การสั่น ไหวคล้ายดวงอาทิตย์[ 88 ]

กระบวนการค้นหาดาวเคราะห์

การค้นหาดาวเคราะห์ที่เป็นไปได้

ภาพจำลองของเคปเลอร์โดยศิลปิน

เมื่อเคปเลอร์รวบรวมและส่งข้อมูลกลับมาแล้ว จะมีการสร้างเส้นโค้งแสงดิบขึ้น จากนั้นค่าความสว่างจะถูกปรับเพื่อคำนึงถึงความแปรผันของความสว่างอันเนื่องมาจากการหมุนของยานอวกาศ ขั้นตอนต่อไปคือการประมวลผล (พับ) เส้นโค้งแสงให้เป็นรูปแบบที่สังเกตได้ง่ายขึ้น และปล่อยให้ซอฟต์แวร์เลือกสัญญาณที่ดูเหมือนจะมีลักษณะคล้ายการผ่านหน้าดาวฤกษ์ ในขั้นตอนนี้ สัญญาณใดๆ ที่แสดงคุณลักษณะที่ดูเหมือนจะคล้ายกับการผ่านหน้าดาวฤกษ์จะถูกเรียกว่าเหตุการณ์การข้ามเกณฑ์ สัญญาณเหล่านี้จะได้รับการตรวจสอบทีละรายการในสองรอบการตรวจสอบ โดยรอบแรกใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีต่อเป้าหมาย การตรวจสอบนี้จะกำจัดสัญญาณที่ไม่ใช่สัญญาณที่เลือกผิดพลาด สัญญาณที่เกิดจากสัญญาณรบกวนของเครื่องมือ และระบบดาวคู่ที่เกิดการบดบังกันอย่างชัดเจน[ 89 ]

เหตุการณ์การข้ามเกณฑ์ที่ผ่านการทดสอบเหล่านี้เรียกว่าวัตถุที่น่าสนใจของเคปเลอร์ (KOI) ได้รับการกำหนด KOI และถูกเก็บถาวร KOI จะได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดมากขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าการจัดการ KOI ที่ผ่านการจัดการจะเรียกว่าผู้สมัครดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ คลังข้อมูล KOI ไม่คงที่ หมายความว่าผู้สมัครดาวเคราะห์ของเคปเลอร์อาจตกอยู่ในรายการผลบวกเท็จเมื่อตรวจสอบเพิ่มเติม ในทางกลับกัน KOI ที่ถูกจัดประเภทผิดพลาดว่าเป็นผลบวกเท็จอาจกลับมาอยู่ในรายการผู้สมัครอีกครั้ง[ 90 ]

ไม่ใช่ว่าดาวเคราะห์ทุกดวงจะผ่านกระบวนการนี้ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวคู่จะไม่แสดงการผ่านหน้าแบบเป็นคาบอย่างเคร่งครัด และต้องได้รับการตรวจสอบด้วยวิธีการอื่น นอกจากนี้ นักวิจัยจากภายนอกยังใช้วิธีการประมวลผลข้อมูลที่แตกต่างกัน หรือแม้กระทั่งค้นหาดาวเคราะห์จากข้อมูลเส้นโค้งแสงที่ยังไม่ได้ประมวลผล ผลที่ตามมาคือ ดาวเคราะห์เหล่านั้นอาจไม่ได้รับการจัดอันดับ KOI

ยืนยันผู้สมัครดาวเคราะห์

ภารกิจเคปเลอร์ – ผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ – ณ วันที่ 19 มิถุนายน 2560 [ 91 ]

เมื่อพบผู้สมัครที่เหมาะสมจากข้อมูลของเคปเลอร์แล้ว จำเป็นต้องตรวจสอบเพิ่มเติมเพื่อตัดความเป็นไปได้ของผลลัพธ์ที่ผิดพลาดออกไป

โดยปกติแล้ว ผู้สมัครของเคปเลอร์จะถูกถ่ายภาพทีละดวงด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่ทันสมัยกว่า เพื่อแยกแยะวัตถุพื้นหลังใดๆ ที่อาจปนเปื้อนสัญญาณความสว่างของสัญญาณการผ่านหน้า[ 92 ]อีกวิธีหนึ่งในการตัดความเป็นไปได้ของดาวเคราะห์คือ การวัดตำแหน่งทาง ดาราศาสตร์ซึ่งเคปเลอร์สามารถรวบรวมข้อมูลที่ดีได้ แม้ว่าการทำเช่นนั้นจะไม่ใช่เป้าหมายในการออกแบบก็ตาม ในขณะที่เคปเลอร์ไม่สามารถตรวจจับวัตถุที่มีมวลระดับดาวเคราะห์ด้วยวิธีนี้ได้ แต่สามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าการผ่านหน้าเกิดจากวัตถุที่มีมวลระดับดาวฤกษ์หรือไม่[ 93 ]

โดยผ่านวิธีการตรวจจับอื่นๆ

มีวิธีการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอยู่หลายวิธี ซึ่งช่วยลดโอกาสการค้นพบที่ผิดพลาดโดยการให้หลักฐานเพิ่มเติมว่าดาวเคราะห์ที่ตรวจพบนั้นเป็นดาวเคราะห์จริง วิธีหนึ่งที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปีแบบดอปเปลอร์ต้องอาศัยการสังเกตการณ์เพิ่มเติมจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน วิธีนี้ได้ผลดีหากดาวเคราะห์มีมวลมากหรืออยู่รอบดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างสว่าง ในขณะที่สเปกโทรกราฟในปัจจุบันยังไม่เพียงพอสำหรับการยืนยันดาวเคราะห์ที่มีมวลน้อยรอบดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างสลัว วิธีนี้สามารถใช้เพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ไม่ผ่านหน้าดาวฤกษ์เพิ่มเติมรอบดาวฤกษ์เป้าหมายได้

ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ แสดงจุดที่น่าสนใจสองจุด โดยทิศเหนือของท้องฟ้าอยู่ทางมุมล่างซ้าย

ในระบบดาวเคราะห์หลายดวง มักจะสามารถยืนยันดาวเคราะห์ได้โดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงของเวลาการผ่านหน้าดาวฤกษ์โดยดูจากเวลาที่อยู่ระหว่างการผ่านหน้าดาวฤกษ์แต่ละครั้ง ซึ่งอาจแตกต่างกันไปหากดาวเคราะห์ถูกรบกวนด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน วิธีนี้ช่วยยืนยันดาวเคราะห์ที่มีมวลค่อนข้างต่ำได้ แม้ว่าดาวฤกษ์จะอยู่ค่อนข้างไกลก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของเวลาการผ่านหน้าดาวฤกษ์บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์สองดวงขึ้นไปอยู่ในระบบดาวเคราะห์เดียวกัน นอกจากนี้ยังมีกรณีที่ค้นพบดาวเคราะห์ที่ไม่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ด้วยวิธีนี้อีกด้วย[ 94 ]

ดาวเคราะห์รอบดาวคู่แสดงความแปรผันของเวลาการผ่านหน้าระหว่างการผ่านหน้ามากกว่าดาวเคราะห์ที่ถูกรบกวนด้วยแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ดวงอื่นมาก ระยะเวลาการผ่านหน้าของพวกมันก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ความแปรผันของเวลาและระยะเวลาการผ่านหน้าของดาวเคราะห์รอบดาวคู่เกิดจากการเคลื่อนที่ในวงโคจรของดาวฤกษ์เจ้าบ้าน มากกว่าจากดาวเคราะห์ดวงอื่น[ 95 ]นอกจากนี้ หากดาวเคราะห์มีมวลมากพอ มันสามารถทำให้คาบการโคจรของดาวฤกษ์เจ้าบ้านเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยได้ แม้ว่าจะหาดาวเคราะห์รอบดาวคู่ได้ยากกว่าเนื่องจากการผ่านหน้าที่ไม่เป็นไปตามคาบ แต่ก็ง่ายกว่ามากที่จะยืนยันพวกมัน เนื่องจากรูปแบบเวลาของการผ่านหน้าไม่สามารถเลียนแบบได้โดยดาวคู่ที่เกิดสุริยุปราคาหรือระบบดาวพื้นหลัง[ 96 ]

นอกจากปรากฏการณ์การผ่านหน้าดาวฤกษ์แล้ว ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ของพวกมันยังมีการเปลี่ยนแปลงของแสงสะท้อนด้วย เช่นเดียวกับดวงจันทร์พวกมันจะเปลี่ยนเฟสจากเต็มดวงเป็นจันทร์เสี้ยวและกลับมาเต็มดวงอีกครั้ง เนื่องจากเคปเลอร์ไม่สามารถแยกดาวเคราะห์ออกจากดาวฤกษ์ได้ มันจึงเห็นเพียงแสงรวม และความสว่างของดาวฤกษ์ดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงไปตามแต่ละวงโคจรอย่างเป็นคาบ แม้ว่าผลกระทบจะเล็กน้อย—ความแม่นยำในการวัดแสงที่จำเป็นในการมองเห็นดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ใกล้ๆ นั้นใกล้เคียงกับการตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับดวงอาทิตย์—แต่ดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีที่มีคาบการโคจรไม่กี่วันหรือน้อยกว่านั้นสามารถตรวจจับได้ด้วยกล้องโทรทัศน์อวกาศที่มีความไวสูงเช่นเคปเลอร์ ในระยะยาว วิธีนี้อาจช่วยค้นหาดาวเคราะห์ได้มากกว่าวิธีการผ่านหน้าดาวฤกษ์ เนื่องจากความแปรผันของแสงสะท้อนตามเฟสการโคจรนั้นส่วนใหญ่ไม่ขึ้นอยู่กับความเอียงของวงโคจรของดาวเคราะห์ และไม่จำเป็นต้องให้ดาวเคราะห์ผ่านหน้าจานของดาวฤกษ์ นอกจากนี้ ฟังก์ชันเฟสของดาวเคราะห์ยักษ์ยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางความร้อนและชั้นบรรยากาศของมันด้วย หากมี ดังนั้นเส้นโค้งเฟสอาจจำกัดคุณสมบัติอื่นๆ ของดาวเคราะห์ เช่น การกระจายขนาดอนุภาคของอนุภาคในชั้นบรรยากาศ[ 97 ]

ความแม่นยำในการวัดแสงของเคปเลอร์มักจะสูงพอที่จะสังเกตการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวฤกษ์ที่เกิดจากการแผ่รังสีแบบดอปเปลอร์หรือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของดาวฤกษ์เนื่องจากดาวบริวาร ซึ่งบางครั้งสามารถใช้เพื่อตัดความเป็นไปได้ของดาวพฤหัสบดีร้อนออกไปได้ เนื่องจากเป็นผลบวกเท็จที่เกิดจากดาวฤกษ์หรือดาวแคระน้ำตาลเมื่อผลกระทบเหล่านี้สังเกตเห็นได้ชัดเจนเกินไป[ 98 ]อย่างไรก็ตาม มีบางกรณีที่ตรวจพบผลกระทบดังกล่าวได้แม้กระทั่งจากดาวบริวารที่มีมวลระดับดาวเคราะห์ เช่นTrES- 2b [ 99 ]

ผ่านการตรวจสอบความถูกต้อง

หากไม่สามารถตรวจพบดาวเคราะห์ได้ด้วยวิธีการตรวจจับอื่นอย่างน้อยหนึ่งวิธี ก็สามารถยืนยันได้โดยการพิจารณาว่าความเป็นไปได้ที่ผู้สมัครของเคปเลอร์จะเป็นดาวเคราะห์จริงนั้นมีมากกว่าสถานการณ์ผลบวกเท็จทั้งหมดรวมกันอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ หนึ่งในวิธีการแรกคือการดูว่ากล้องโทรทรรศน์อื่นๆ สามารถมองเห็นการผ่านหน้าได้เช่นกันหรือไม่ ดาวเคราะห์ดวงแรกที่ได้รับการยืนยันผ่านวิธีนี้คือKepler-22bซึ่งได้รับการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์นอกเหนือจากการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ของผลบวกเท็จอื่นๆ[ 100 ]การยืนยันดังกล่าวมีค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วดาวเคราะห์ขนาดเล็กสามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเท่านั้น

ในปี 2557 ได้มีการประกาศวิธีการยืนยันแบบใหม่ที่เรียกว่า "การตรวจสอบโดยความหลากหลาย" จากดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันก่อนหน้านี้ผ่านวิธีการต่างๆ พบว่าดาวเคราะห์ในระบบดาวเคราะห์ส่วนใหญ่โคจรอยู่ในระนาบที่ค่อนข้างแบน คล้ายกับดาวเคราะห์ที่พบในระบบสุริยะ ซึ่งหมายความว่าหากดาวฤกษ์มีดาวเคราะห์หลายดวงที่เป็นไปได้ ก็มีแนวโน้มสูงที่จะเป็นระบบดาวเคราะห์จริง[ 101 ]สัญญาณการผ่านหน้าดาวฤกษ์ยังคงต้องเป็นไปตามเกณฑ์หลายประการที่ตัดสถานการณ์ผลบวกเท็จออกไป ตัวอย่างเช่น ต้องมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่มากพอ ต้องมีการผ่านหน้าดาวฤกษ์ที่สังเกตได้อย่างน้อยสามครั้ง ความเสถียรของวงโคจรของระบบเหล่านั้นต้องมีเสถียรภาพ และเส้นโค้งการผ่านหน้าดาวฤกษ์ต้องมีรูปร่างที่ดาวคู่ที่เกิดการบดบังบางส่วนไม่สามารถเลียนแบบสัญญาณการผ่านหน้าดาวฤกษ์ได้ นอกจากนี้ คาบการโคจรต้องเป็น 1.6 วันขึ้นไปเพื่อตัดผลบวกเท็จทั่วไปที่เกิดจากดาวคู่ที่เกิดการบดบังออกไป[ 102 ]การตรวจสอบความถูกต้องโดยวิธีความหลากหลายมีประสิทธิภาพมากและช่วยให้สามารถยืนยันผู้สมัคร Kepler หลายร้อยรายในเวลาอันสั้น

ได้มีการพัฒนาวิธีการตรวจสอบความถูกต้องแบบใหม่โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า PASTIS ซึ่งทำให้สามารถยืนยันดาวเคราะห์ได้แม้ว่าจะตรวจพบเพียงเหตุการณ์การผ่านหน้าดาวฤกษ์เพียงครั้งเดียวก็ตาม ข้อเสียของเครื่องมือนี้คือต้องใช้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ค่อนข้างสูงจาก ข้อมูล ของเคปเลอร์ดังนั้นจึงสามารถยืนยันได้เฉพาะดาวเคราะห์ขนาดใหญ่หรือดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ที่เงียบและค่อนข้างสว่างเท่านั้น ปัจจุบัน การวิเคราะห์ผู้สมัครของเคปเลอร์ผ่านวิธีการนี้กำลังดำเนินการอยู่[ 103 ] PASTIS ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกในการตรวจสอบความถูกต้องของดาวเคราะห์ Kepler-420b [ 104 ]

ส่วนขยาย K2

โครงสร้างที่คาดการณ์ของทางช้างเผือกที่ซ้อนทับกับพื้นที่ค้นหาของเคปเลอร์ดั้งเดิม[ 6 ]

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2555 คณะผู้เชี่ยวชาญอิสระจากนักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ NASA ได้แนะนำให้ดำเนินภารกิจ Kepler ต่อไปจนถึงปี พ.ศ. 2559 ตามการตรวจสอบของผู้เชี่ยวชาญ การสังเกตการณ์ของ Kepler จำเป็นต้องดำเนินต่อไปอย่างน้อยจนถึงปี พ.ศ. 2558 เพื่อบรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่ระบุไว้[ 105 ]เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2555 NASA ประกาศการเสร็จสิ้นภารกิจหลักของ Kepler และการเริ่มต้นภารกิจเพิ่มเติม ซึ่งสิ้นสุดลงในปี พ.ศ. 2561 เมื่อเชื้อเพลิงหมด[ 106 ]

ปัญหาเกี่ยวกับวงล้อปฏิกิริยา

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2555 ล้อปฏิกิริยา หนึ่งในสี่ล้อของเคปเลอร์ (ล้อที่ 2) เกิดขัดข้อง[ 24 ]ในวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 ล้อที่สอง (ล้อที่ 4) เกิดขัดข้อง ทำให้ภารกิจดำเนินต่อไปไม่ได้ เนื่องจากจำเป็นต้องใช้ล้อสามล้อในการค้นหาดาวเคราะห์[ 22 ] [ 23 ]เคปเลอร์ไม่ได้เก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม เนื่องจากไม่สามารถชี้เป้าได้อย่างแม่นยำเพียงพอ[ 107 ]ในวันที่ 18 และ 22 กรกฎาคม ได้มีการทดสอบล้อปฏิกิริยาที่ 4 และ 2 ตามลำดับ ล้อที่ 4 หมุนทวนเข็มนาฬิกาเท่านั้น แต่ล้อที่ 2 หมุนได้ทั้งสองทิศทาง แม้ว่าจะมีแรงเสียดทานสูงขึ้นอย่างมากก็ตาม[ 108 ]การทดสอบเพิ่มเติมของล้อที่ 4 ในวันที่ 25 กรกฎาคม สามารถทำให้หมุนได้สองทิศทาง[ 109 ]อย่างไรก็ตาม ล้อทั้งสองมีแรงเสียดทานมากเกินไปจนไม่สามารถใช้งานได้[ 26 ]ในวันที่ 2 สิงหาคม NASA ได้ประกาศรับข้อเสนอเพื่อใช้ความสามารถที่เหลืออยู่ของเคปเลอร์สำหรับภารกิจทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ เริ่มตั้งแต่วันที่ 8 สิงหาคม ได้มีการประเมินระบบอย่างเต็มรูปแบบ พบว่าล้อที่ 2 ไม่สามารถให้ความแม่นยำเพียงพอสำหรับภารกิจทางวิทยาศาสตร์ และยานอวกาศจึงถูกส่งกลับสู่สถานะ "พัก" เพื่อประหยัดเชื้อเพลิง[ 24 ]ล้อที่ 4 ถูกตัดออกไปก่อนหน้านี้เนื่องจากมีระดับแรงเสียดทานสูงกว่าล้อที่ 2 ในการทดสอบก่อนหน้านี้[ 109 ]การส่งนักบินอวกาศไปซ่อมเคปเลอร์ไม่ใช่ทางเลือก เนื่องจากเคปเลอร์โคจรรอบดวงอาทิตย์และอยู่ห่างจากโลกหลายล้านกิโลเมตร[ 26 ]

เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2556 NASA ประกาศว่า Kepler จะไม่ดำเนินการค้นหาดาวเคราะห์โดยใช้วิธีการผ่านหน้าดาวฤกษ์ต่อไป หลังจากความพยายามในการแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับล้อปฏิกิริยา 2 ใน 4 ล้อล้มเหลว[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]มีการสั่งให้จัดทำรายงานทางวิศวกรรมเพื่อประเมินความสามารถของยานอวกาศ ล้อปฏิกิริยาที่ดี 2 ล้อ และเครื่องยนต์ขับดัน[ 24 ]ในขณะเดียวกัน ก็มีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เพื่อพิจารณาว่าสามารถได้รับความรู้เพียงพอจากขอบเขตที่จำกัดของ Kepler เพื่อให้คุ้มค่ากับค่าใช้จ่าย 18 ล้านดอลลาร์ต่อปีหรือไม่

แนวคิดที่เป็นไปได้ ได้แก่ การค้นหาดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง การค้นหาหลักฐานของซูเปอร์โนวา และการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่ผ่าน การ เลนส์ไมโครแรงโน้มถ่วง[ 26 ]ข้อเสนออีกประการหนึ่งคือการปรับเปลี่ยนซอฟต์แวร์บนเคปเลอร์เพื่อชดเชยล้อปฏิกิริยาที่ใช้งานไม่ได้ แทนที่ดาวฤกษ์จะคงที่และมั่นคงในขอบเขตการมองเห็นของเคปเลอร์ ดาวฤกษ์เหล่านั้นจะเคลื่อนที่ ซอฟต์แวร์ที่เสนอจะติดตามการเคลื่อนที่นี้และกู้คืนเป้าหมายของภารกิจได้อย่างสมบูรณ์ แม้ว่าจะไม่สามารถยึดดาวฤกษ์ไว้ในมุมมองคงที่ได้ก็ตาม[ 110 ]

ข้อมูลที่รวบรวมไว้ก่อนหน้านี้ยังคงได้รับการวิเคราะห์ต่อไป[ 111 ]

แสงที่สอง (K2)

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2556 แผนภารกิจใหม่ชื่อ K2 "แสงที่สอง" ได้ถูกนำเสนอเพื่อพิจารณา[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 112 ] K2 จะเกี่ยวข้องกับการใช้ความสามารถที่เหลืออยู่ของเคปเลอร์ความแม่นยำในการวัดแสงประมาณ 300 ส่วนต่อล้าน เมื่อเทียบกับประมาณ 20 ส่วนต่อล้านก่อนหน้านี้ เพื่อรวบรวมข้อมูลสำหรับการศึกษา " การระเบิดของซูเปอร์โนวาการก่อตัวของดาวฤกษ์และวัตถุในระบบสุริยะเช่นดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง ..." และเพื่อค้นหาและศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเพิ่มเติม[ 29 ] [ 30 ] [ 112 ]ในแผนภารกิจที่เสนอนี้ เคปเลอร์จะค้นหาพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นมากในระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ [ 29 ] [ 30 ] [ 112 ] วัตถุท้องฟ้า รวมถึงดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ดาวฤกษ์ และอื่นๆ ที่ตรวจพบโดยภารกิจ K2 จะเกี่ยวข้องกับ คำย่อEPIC ซึ่งย่อมาจากEcliptic Plane Input Catalog

ไทม์ไลน์ภารกิจ K2 (8 สิงหาคม 2557) [ 113 ]

ในช่วงต้นปี 2014 ยานอวกาศได้รับการทดสอบสำเร็จสำหรับภารกิจ K2 [ 114 ]ตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงพฤษภาคม 2014 ได้มีการเก็บรวบรวมข้อมูลจากพื้นที่ใหม่ที่เรียกว่า Field 0 เพื่อเป็นการทดสอบ[ 115 ]เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2014 NASA ได้ประกาศอนุมัติการขยายภารกิจ Kepler ไปสู่ภารกิจ K2 [ 32 ]ความแม่นยำในการวัดแสงของ Kepler สำหรับภารกิจ K2 ได้รับการประเมินว่าอยู่ที่ 50 ppm สำหรับดาวฤกษ์ที่มีความสว่างระดับ 12 เป็นเวลา 6.5 ชั่วโมง[ 116 ]ในเดือนกุมภาพันธ์ 2014 ความแม่นยำในการวัดแสงสำหรับภารกิจ K2 โดยใช้การทำงานแบบละเอียดด้วยล้อสองล้อ ได้รับการวัดที่ 44 ppm สำหรับดาวฤกษ์ที่มีความสว่างระดับ 12 เป็นเวลา 6.5 ชั่วโมง การวิเคราะห์การวัดเหล่านี้โดย NASA ชี้ให้เห็นว่าความแม่นยำในการวัดแสงของ K2 ใกล้เคียงกับข้อมูลความแม่นยำแบบละเอียดด้วยล้อสามล้อที่เก็บไว้ในคลังข้อมูลของ Kepler [ 117 ]

เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม 2557 มีการรายงานและอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับสนามการรณรงค์หมายเลข 0 ถึง 13 [ 118 ]

อธิบายข้อเสนอ K2 (11 ธันวาคม 2013) [ 30 ]

พื้นที่ 1 ของภารกิจ K2 ถูกกำหนดให้มุ่งไปยัง บริเวณ Leo - Virgoบนท้องฟ้า ในขณะที่พื้นที่ 2 มุ่งไปยังบริเวณ "หัว" ของกลุ่มดาวแมงป่องและรวมถึงกระจุกดาวทรงกลมสองแห่ง ได้แก่Messier 4และMessier 80 [ 119 ] และเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มดาวแมงป่อง-เซนทอรัสซึ่งมีอายุเพียงประมาณ 11 ล้านปี[ 120 ]และอยู่ห่างออกไป 120–140 พาร์เซก (380–470  ปีแสง ) [ 121 ]โดยอาจมีสมาชิกมากกว่า 1,000 กลุ่ม[ 122 ]

เมื่อวันที่ 18 ธันวาคม พ.ศ. 2557 NASA ประกาศว่าภารกิจ K2 ได้ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ได้รับการยืนยันแล้ว ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ประเภทซูเปอร์เอิร์ธชื่อHIP 116454 bสัญญาณของมันถูกพบในชุดข้อมูลทางวิศวกรรมที่ออกแบบมาเพื่อเตรียมยานอวกาศสำหรับ ภารกิจ K2 เต็มรูป แบบ จำเป็นต้องมีการสังเกตการณ์ติดตามความเร็วเชิงรัศมี เนื่องจากตรวจพบการผ่านหน้าของดาวเคราะห์เพียงครั้งเดียวเท่านั้น[ 123 ]

ระหว่างการติดต่อตามกำหนดการในวันที่ 7 เมษายน 2559 พบว่าเคปเลอร์กำลังทำงานในโหมดฉุกเฉิน ซึ่งเป็นโหมดการทำงานที่ต่ำที่สุดและใช้เชื้อเพลิงมากที่สุด ฝ่ายปฏิบัติการภารกิจประกาศภาวะฉุกเฉินของยานอวกาศ ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถเข้าถึงเครือข่ายDeep Space Network ของ NASA ได้ อย่างมีลำดับความสำคัญ [ 124 ] [ 125 ]ในช่วงเย็นของวันที่ 8 เมษายน ยานอวกาศได้รับการอัปเกรดเป็นโหมดปลอดภัย และในวันที่ 10 เมษายน ยานอวกาศถูกวางในสถานะหยุดนิ่ง[ 126 ]ซึ่งเป็นโหมดที่เสถียรซึ่งให้การสื่อสารตามปกติและใช้เชื้อเพลิงน้อยที่สุด[ 124 ]ในขณะนั้น สาเหตุของเหตุฉุกเฉินยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ไม่เชื่อว่าล้อปฏิกิริยาของเคปเลอร์หรือการเคลื่อนที่ตามแผนเพื่อสนับสนุน แคมเปญ 9 ของK2เป็นสาเหตุ ผู้ปฏิบัติงานได้ดาวน์โหลดและวิเคราะห์ข้อมูลทางวิศวกรรมจากยานอวกาศ โดยให้ความสำคัญกับการกลับสู่การปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์ตามปกติ[ 124 ] [ 127 ]เคปเลอร์กลับสู่โหมดวิทยาศาสตร์ในวันที่ 22 เมษายน[ 128 ]เหตุฉุกเฉินทำให้ครึ่งแรกของแคมเปญ 9 สั้นลงสองสัปดาห์[ 129 ]

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2559 นาซาประกาศขยายภารกิจ K2 ออกไปอีกสามปี นอกเหนือจากการคาดการณ์ว่าเชื้อเพลิงบนยานจะหมดในปี พ.ศ. 2561 [ 130 ]ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2561 นาซาได้ปลุกยานอวกาศจากโหมดพักเครื่อง ใช้การกำหนดค่าที่แก้ไขเพื่อจัดการกับปัญหาเครื่องยนต์ขับดันที่ทำให้ประสิทธิภาพการชี้เป้าลดลง และเริ่มรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์สำหรับแคมเปญการสังเกตการณ์ครั้งที่ 19 โดยพบว่าเชื้อเพลิงบนยานยังไม่หมดลงโดยสิ้นเชิง[ 131 ]

เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2561 นาซาประกาศว่ายานอวกาศหมดเชื้อเพลิงและภารกิจได้สิ้นสุดลงอย่างเป็นทางการ[ 132 ]

ผลลัพธ์ของภารกิจ

รายละเอียดจากภาพถ่ายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์แสดงให้เห็นกระจุกดาวเปิดNGC 6791ทิศเหนือของท้องฟ้าอยู่ทางมุมล่างซ้าย
รายละเอียดจาก ภาพถ่าย ของ เคปเลอร์ ในบริเวณที่ทำการสำรวจ ตำแหน่งของ TrES-2b ในภาพนี้แสดงไว้แล้วทิศเหนือของท้องฟ้าอยู่ทางมุมล่างซ้าย

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์เริ่มใช้งานจริงตั้งแต่ปี 2009 ถึง 2013 โดยมีการประกาศผลลัพธ์หลักครั้งแรกเมื่อวันที่ 4 มกราคม 2010 ตามที่คาดไว้ การค้นพบครั้งแรกทั้งหมดเป็นดาวเคราะห์ที่มีคาบการโคจรแบบสั้น เมื่อภารกิจดำเนินต่อไป ก็พบผู้สมัครดาวเคราะห์ที่มีคาบการโคจรแบบยาวขึ้นเพิ่มเติม ณ เดือนพฤศจิกายน 2018 เคปเลอร์ได้ค้นพบผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบ 5,011 ดวง และดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว 2,662 ดวง[ 133 ] [ 134 ]ณ เดือนสิงหาคม 2022 ยังคงมีผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบที่ยังไม่ได้รับการยืนยันอีก 2,056 ดวง และดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว 2,711 ดวง[ 135 ]

2009

นาซาจัดการแถลงข่าวเพื่อหารือเกี่ยวกับผลการวิจัยเบื้องต้นของภารกิจเคปเลอร์เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2552 [ 136 ]ในงานแถลงข่าวนี้ มีการเปิดเผยว่าเคปเลอร์ได้ยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบHAT-P-7b ที่โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ ซึ่งเคยทราบมาก่อนแล้ว และทำงานได้ดีพอที่จะค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก[ 137 ] [ 138 ]

เนื่องจากการตรวจจับดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ขึ้นอยู่กับการสังเกตการเปลี่ยนแปลงความสว่างเพียงเล็กน้อย ดาวฤกษ์ที่มีความสว่างแปรผันได้เอง ( ดาวแปรแสง ) จึงไม่มีประโยชน์ในการค้นหานี้[ 79 ]จากข้อมูลในช่วงไม่กี่เดือนแรก นักวิทยาศาสตร์ของเคปเลอร์พบว่าดาวฤกษ์ประมาณ 7,500 ดวงจากรายชื่อเป้าหมายเริ่มต้นเป็นดาวแปรแสงดังกล่าว ดาวฤกษ์เหล่านี้ถูกตัดออกจากรายชื่อเป้าหมายและแทนที่ด้วยดาวฤกษ์เป้าหมายใหม่ ในวันที่ 4 พฤศจิกายน 2009 โครงการเคปเลอร์ได้เผยแพร่เส้นโค้งแสงของดาวฤกษ์ที่ถูกตัดออกสู่สาธารณะ[ 139 ]ดาวเคราะห์เป้าหมายใหม่ดวงแรกที่เคปเลอร์สังเกตเห็นนั้น เดิมทีถูกทำเครื่องหมายว่าเป็นผลบวกเท็จเนื่องจากความไม่แน่นอนในมวลของดาวฤกษ์แม่ อย่างไรก็ตาม ได้รับการยืนยันในอีกสิบปีต่อมาและปัจจุบันถูกกำหนดให้เป็นKepler -1658b [ 140 ] [ 141 ]

ข้อมูลในช่วงหกสัปดาห์แรกเผยให้เห็นดาวเคราะห์ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนห้าดวง ซึ่งทั้งหมดอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกมันมาก[ 142 ] [ 143 ]ในบรรดาผลลัพธ์ที่น่าสนใจ ได้แก่ ดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดดวงหนึ่งที่เคยพบ[ 144 ]ดาวแคระขาวมวลต่ำสองดวง[ 145 ]ซึ่งในตอนแรกรายงานว่าเป็นสมาชิกของกลุ่มวัตถุทางดาราศาสตร์ประเภทใหม่[ 146 ]และ Kepler-16bดาวเคราะห์ที่มีลักษณะเฉพาะที่โคจรรอบดาวคู่

2010

เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 2553 ภารกิจเคปเลอร์ได้เผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับดาวเป้าหมายดาวเคราะห์ทั้งหมด ยกเว้น 400 ดวง จากทั้งหมดประมาณ 156,000 ดวง สู่สาธารณะ 706 เป้าหมายจากชุดข้อมูลแรกนี้มีดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นไปได้ โดยมีขนาดตั้งแต่เล็กเท่าโลกไปจนถึงใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี มีการระบุตัวตนและลักษณะของเป้าหมาย 306 จาก 706 เป้าหมาย เป้าหมายที่เผยแพร่รวมถึงระบบดาวเคราะห์หลายดวงที่เป็นไปได้ 5 ระบบ รวมถึงดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นไปได้อีก 6 ดวง[ 147 ]มีข้อมูลเพียง 33.5 วันสำหรับผู้สมัครส่วนใหญ่[ 147 ]นาซายังประกาศด้วยว่าข้อมูลสำหรับผู้สมัครอีก 400 รายถูกระงับไว้เพื่อให้สมาชิก ทีม เคปเลอร์ทำการสังเกตการณ์ติดตามผล[ 148 ]ข้อมูลสำหรับผู้สมัครเหล่านี้ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2554 [ 149 ] (ดูผลลัพธ์ของเคปเลอร์สำหรับปี 2554ด้านล่าง)

ผลลัพธ์จากเคปเลอร์ ซึ่งอิงตามรายชื่อผู้สมัครที่เผยแพร่ในปี 2010 บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ผู้สมัครส่วนใหญ่มีรัศมีน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดี ผลลัพธ์ยังบ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ผู้สมัครขนาดเล็กที่มีคาบการโคจรน้อยกว่า 30 วันนั้นพบได้บ่อยกว่าดาวเคราะห์ผู้สมัครขนาดใหญ่ที่มีคาบการโคจรน้อยกว่า 30 วัน และการค้นพบจากภาคพื้นดินเป็นการสุ่มตัวอย่างส่วนหางขนาดใหญ่ของการกระจายขนาด[ 147 ]ซึ่งขัดแย้งกับทฤษฎีเก่าที่เคยเสนอว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กและขนาดเท่าโลกจะมีค่อนข้างน้อย[ 150 ] [ 151 ]จากการคาดการณ์จาก ข้อมูลของ เคปเลอร์การประมาณว่ามีดาวเคราะห์ที่อยู่อาศัยได้ประมาณ 100 ล้านดวงในทางช้างเผือกอาจเป็นไปได้จริง[ 152 ]รายงานข่าวบางฉบับเกี่ยวกับการบรรยาย TED ทำให้เกิดความเข้าใจผิดว่าเคปเลอร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์เหล่านี้จริง ๆ เรื่องนี้ได้รับการชี้แจงในจดหมายถึงผู้อำนวยการศูนย์วิจัย NASA Amesสำหรับสภาวิทยาศาสตร์ Kepler ลงวันที่ 2 สิงหาคม 2010 ระบุว่า "การวิเคราะห์ข้อมูล Kepler ในปัจจุบันไม่สนับสนุนข้ออ้างที่ว่า Kepler ได้ค้นพบดาวเคราะห์ที่คล้ายโลก" [ 7 ] [ 153 ] [ 154 ]

ในปี 2010 เคปเลอร์ได้ระบุระบบสองระบบที่มีวัตถุซึ่งมีขนาดเล็กกว่าและร้อนกว่าดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน ได้แก่KOI 74และKOI 81 [ 155 ] วัตถุ เหล่านี้น่าจะเป็น ดาวแคระขาวมวลน้อย ที่เกิดจาก การถ่ายโอนมวลในระบบของพวกมันในอดีต[ 145 ]

2011

การเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์นอกระบบKepler-20e [ 156 ]และKepler-20f [ 157 ]กับดาวศุกร์และโลก

เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554 ทีมงานเคปเลอร์ได้ประกาศผลการวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมระหว่างวันที่ 2 พฤษภาคม ถึง 16 กันยายน พ.ศ. 2552 [ 149 ]พวกเขาพบดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้ 1235 ดวงโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ 997 ดวง (ตัวเลขต่อไปนี้ถือว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นเป็นดาวเคราะห์จริง แม้ว่าเอกสารทางการจะเรียกพวกมันว่าเป็นเพียงผู้สมัครก็ตาม การวิเคราะห์อิสระระบุว่าอย่างน้อย 90% ของพวกมันเป็นดาวเคราะห์จริง ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่ผิดพลาด) [ 158 ]ดาวเคราะห์ 68 ดวงมีขนาดใกล้เคียงกับโลก 288 ดวง มีขนาดเท่ากับ ซูเปอร์เอิร์ธ 662 ดวงมีขนาดเท่ากับเนปจูน 165 ดวงมีขนาดเท่ากับดาวพฤหัสบดี และ 19 ดวงมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีถึงสองเท่า เมื่อเปรียบเทียบกับงานวิจัยก่อนหน้านี้ ดาวเคราะห์ประมาณ 74% มีขนาดเล็กกว่าเนปจูน ซึ่งน่าจะเป็นผลมาจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่พบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ง่ายกว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็ก

การเผยแพร่รายชื่อดาวเคราะห์นอกระบบ 1235 ดวงเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2011 นั้นรวมถึง 54 ดวงที่อาจอยู่ใน " เขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ " ซึ่งรวมถึง 5 ดวงที่มีขนาดเล็กกว่าโลกไม่ถึงสองเท่า[ 159 ] [ 160 ]ก่อนหน้านี้มีเพียง 2 ดวงเท่านั้นที่คิดว่าอยู่ใน "เขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้" ดังนั้นการค้นพบใหม่เหล่านี้จึงแสดงถึงการขยายจำนวน "ดาวเคราะห์โกลดิล็อกส์" (ดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่จะรองรับน้ำในสถานะของเหลว) อย่างมหาศาล [ 161 ]ดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมดที่พบจนถึงขณะนี้โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กกว่าและเย็นกว่าดวงอาทิตย์อย่างมาก (ดาวเคราะห์นอกระบบที่คล้ายดวงอาทิตย์จะต้องใช้เวลาอีกหลายปีในการสะสมการผ่านหน้า 3 ครั้งที่จำเป็นสำหรับการตรวจจับ) [ 162 ]ในบรรดาดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบใหม่ทั้งหมด 68 ดวงมีขนาด 125% ของโลกหรือเล็กกว่า หรือเล็กกว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบก่อนหน้านี้ทั้งหมด[ 160 ] "ขนาดเท่าโลก" และ "ขนาดซูเปอร์เอิร์ธ" ถูกกำหนดให้เป็น "น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 เท่าของรัศมีโลก (Re)" [(หรือ Rp ≤ 2.0 Re) – ตารางที่ 5] [ 149 ]ดาวเคราะห์ที่คาดว่าจะเป็นดาวเคราะห์ดังกล่าว 6 ดวง [ได้แก่: KOI 326.01 (Rp=0.85), KOI 701.03 (Rp=1.73), KOI 268.01 (Rp=1.75), KOI 1026.01 (Rp=1.77), KOI 854.01 (Rp=1.91), KOI 70.03 (Rp=1.96) – ตารางที่ 6] [ 149 ]อยู่ใน "เขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้" [ 159 ]การศึกษาล่าสุดพบว่าผู้สมัครรายหนึ่ง (KOI 326.01) มีขนาดใหญ่กว่าและร้อนกว่าที่รายงานไว้ในตอนแรกมาก[ 163 ]

ความถี่ของการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์จะสูงที่สุดสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดใหญ่กว่าโลกสองถึงสามเท่า จากนั้นจะลดลงตามสัดส่วนผกผันกับพื้นที่ของดาวเคราะห์ การประมาณที่ดีที่สุด (ณ เดือนมีนาคม 2011) หลังจากคำนึงถึงอคติในการสังเกตการณ์แล้วพบว่า: 5.4% ของดาวฤกษ์มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก 6.8% มีดาวเคราะห์ขนาดซูเปอร์เอิร์ธ 19.3% มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าเนปจูน และ 2.55% มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่า ระบบดาวเคราะห์หลายดวงเป็นเรื่องปกติ 17% ของดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์หลายดวงโคจรรอบดาวฤกษ์ และ 33.9% ของดาวเคราะห์ทั้งหมดอยู่ในระบบดาวเคราะห์หลายดวง[ 164 ]

เมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2554 ทีมงานเคปเลอร์ประกาศว่าพวกเขาค้นพบดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้ 2,326 ดวง ซึ่ง 207 ดวงมีขนาดใกล้เคียงกับโลก 680 ดวงมีขนาดเท่าซูเปอร์เอิร์ธ 1,181 ดวงมีขนาดเท่าเนปจูน 203 ดวงมีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดี และ 55 ดวงมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี เมื่อเทียบกับตัวเลขในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554 จำนวนดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกและขนาดเท่าซูเปอร์เอิร์ธเพิ่มขึ้น 200% และ 140% ตามลำดับ นอกจากนี้ ยังพบดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้ 48 ดวงในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของดาวฤกษ์ที่สำรวจ ซึ่งลดลงจากตัวเลขในเดือนกุมภาพันธ์ เนื่องจากเกณฑ์ที่เข้มงวดมากขึ้นที่ใช้ในข้อมูลเดือนธันวาคม[ 165 ]

เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม พ.ศ. 2554 ทีมเคปเลอร์ได้ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลก ดวงแรก คือKepler-20e [ 156 ]และKepler-20f [ 157 ] ซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์Kepler- 20 [ 166 ]

จากผลการค้นพบของเคปเลอร์ นักดาราศาสตร์เซธ โชสตัค ได้ประมาณการไว้ในปี 2011 ว่า "ภายในระยะ 1,000 ปีแสงจากโลก" มีดาวเคราะห์ที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ "อย่างน้อย 30,000 ดวง" [ 167 ]นอกจากนี้ จากผลการค้นพบดังกล่าว ทีมงานเคปเลอร์ยังได้ประมาณการว่ามีดาวเคราะห์ "อย่างน้อย 50,000 ล้านดวงในกาแล็กซีทางช้างเผือก" ซึ่ง "อย่างน้อย 500 ล้านดวง" อยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ [ 168 ] ในเดือนมีนาคม 2011 นักดาราศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน (JPL) ของนาซา รายงานว่าประมาณ "1.4 ถึง 2.7 เปอร์เซ็นต์" ของดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ทั้งหมด คาดว่าจะมีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก "อยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ของดาวฤกษ์เหล่านั้น" ซึ่งหมายความว่ามี "ดาวเคราะห์คล้ายโลก" เหล่านี้ "สองพันล้านดวง" ในกาแล็กซีทางช้างเผือกเพียงแห่งเดียว นักดาราศาสตร์ของ JPL ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่ามี "กาแล็กซีอื่นอีก 50 พันล้านกาแล็กซี" ซึ่งอาจมีดาวเคราะห์ "คล้ายโลก" มากกว่าหนึ่งเซ็กซ์ทิลเลียนดวงหากกาแล็กซีทั้งหมดมีจำนวนดาวเคราะห์ใกล้เคียงกับกาแล็กซีทางช้างเผือก[ 169 ]

2012

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 ทีมงานนักดาราศาสตร์นานาชาติรายงานว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงในทางช้างเผือกอาจมีดาวเคราะห์โคจรรอบ " โดยเฉลี่ย...อย่างน้อย 1.6 ดวง " ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจมีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์มากกว่า 160 พันล้านดวงในทางช้างเผือก[ 170 ] [ 171 ]เคปเลอร์ยังบันทึกการระเบิดของดาวฤกษ์ ระยะไกล ซึ่งบางครั้งมีพลังงานมากกว่าเหตุการณ์แครริงตัน ในปี พ.ศ. 2492 ถึง 10,000 เท่า [ 172 ]การระเบิดเหล่านี้อาจถูกกระตุ้นโดยดาวเคราะห์ขนาดเท่า ดาวพฤหัสบดีที่โคจรใกล้ดาว พฤหัสบดี[ 172 ]เทคนิคการเปลี่ยนแปลงเวลาการผ่านหน้า (Transit Timing Variationหรือ TTV) ซึ่งใช้ในการค้นพบKepler-9dได้รับความนิยมในการยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอก ระบบ [ 173 ]นอกจากนี้ยังมีการยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์ในระบบที่มีดาวฤกษ์สี่ดวง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบระบบดังกล่าว[ 174 ]

ณ ปี 2012 มีผู้สมัครทั้งหมด 2,321 ราย [ 165 ] [ 175 ] [ 176 ] ในจำนวนนี้ 207 รายมีขนาดใกล้เคียงกับโลก 680 รายมีขนาดเท่าซูเปอร์เอิร์ธ 1,181 รายมีขนาดเท่าเนปจูน 203 รายมีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดี และ 55 รายมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ ยังพบผู้สมัครดาวเคราะห์ 48 รายในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของดาวฤกษ์ที่สำรวจ ทีมงานเคปเลอร์ประเมินว่า 5.4% ของดาวฤกษ์ทั้งหมดมีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก และ 17% ของดาวฤกษ์ทั้งหมดมีดาวเคราะห์หลายดวง

2013

แผนภูมิแสดงการค้นพบของเคปเลอร์ โดยพิจารณาจากดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมดที่ค้นพบ (จนถึงปี 2013) พร้อมทั้งระบุความน่าจะเป็นของการผ่านหน้าดาวฤกษ์เพื่อเป็นตัวอย่างสถานการณ์ต่างๆ

จากการศึกษาของ นักดาราศาสตร์ จาก Caltechที่ตีพิมพ์ในเดือนมกราคม 2013 พบว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์อย่างน้อยเท่ากับจำนวนดาวฤกษ์ ส่งผลให้มีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 100–400 พันล้าน ดวง[ 177 ] [ 178 ]การศึกษานี้ซึ่งอิงจากดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์Kepler-32ชี้ให้เห็นว่าระบบดาวเคราะห์อาจพบได้ทั่วไปรอบดาวฤกษ์ในกาแล็กซีทางช้างเผือก การค้นพบผู้สมัครเพิ่มอีก 461 รายได้รับการประกาศเมื่อวันที่ 7 มกราคม 2013 [ 107 ]ยิ่ง Kepler เฝ้าดูนานเท่าใด ก็ยิ่งสามารถตรวจจับดาวเคราะห์ที่มีคาบการโคจรยาวนานได้มากขึ้นเท่านั้น[ 107 ]

นับตั้งแต่มีการเผยแพร่แคตตาล็อกเคปเลอร์ฉบับล่าสุดในเดือนกุมภาพันธ์ 2012 จำนวนดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้ที่ค้นพบในข้อมูลเคปเลอร์ได้เพิ่มขึ้น 20 เปอร์เซ็นต์ และปัจจุบันมีจำนวนรวม 2,740 ดวง ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ 2,036 ดวง

ผู้สมัครรายใหม่ที่ได้รับการประกาศเมื่อวันที่ 7 มกราคม 2013 คือKepler-69c (เดิมชื่อKOI-172.02 ) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยและอาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้[ 179 ]

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556 มีการค้นพบดาวแคระขาวที่หักเหแสงของดาวแคระแดงคู่หูในระบบดาวKOI-256 [ 180 ]

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556 นาซาได้ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลกดวงใหม่ 3 ดวง ได้แก่Kepler-62e , Kepler-62fและKepler-69cซึ่งอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของดาวฤกษ์เจ้าบ้านKepler-62และKepler-69 ตาม ลำดับ ดาวเคราะห์นอกระบบดวงใหม่เหล่านี้ถือเป็นตัวเลือกหลักที่คาดว่าจะมีน้ำในสถานะของเหลวและมีสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการอยู่อาศัย[ 181 ] [ 182 ] [ 183 ]การวิเคราะห์ล่าสุดแสดงให้เห็นว่า Kepler-69c น่าจะคล้ายกับดาวศุกร์มากกว่า และจึงไม่น่าจะเป็นดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัย[ 184 ]

เมื่อวันที่ 15 พฤษภาคม 2556 นาซาประกาศว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ได้รับความเสียหายอย่างหนักจากความล้มเหลวของล้อควบคุมทิศทางที่ช่วยให้กล้องโทรทรรศน์ชี้ไปในทิศทางที่ถูกต้อง ล้อควบคุมทิศทางตัวที่สองก็เคยล้มเหลวมาก่อนแล้ว และกล้องโทรทรรศน์จำเป็นต้องมีล้อควบคุมทิศทางที่ใช้งานได้ 3 ล้อ (จากทั้งหมด 4 ล้อ) เพื่อให้เครื่องมือทำงานได้อย่างถูกต้อง การทดสอบเพิ่มเติมในเดือนกรกฎาคมและสิงหาคมพบว่า แม้ว่าเคปเลอร์จะสามารถใช้ล้อควบคุมทิศทางที่เสียหายเพื่อป้องกันไม่ให้เข้าสู่โหมดปลอดภัยและส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์ที่รวบรวมไว้ก่อนหน้านี้ลงมาได้ แต่ก็ไม่สามารถรวบรวมข้อมูลวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมได้ตามที่กำหนดค่าไว้ก่อนหน้านี้[ 185 ]นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการเคปเลอร์กล่าวว่ายังมี ข้อมูลที่ยังไม่ได้ตรวจสอบ อีกจำนวนมากและจะมีการค้นพบเพิ่มเติมในอีกสองสามปีข้างหน้า แม้ว่าจะเกิดความล่าช้าก็ตาม[ 186 ]

แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ใหม่จากพื้นที่เคปเลอร์ถูกรวบรวมตั้งแต่เกิดปัญหาดังกล่าว แต่ก็มีการประกาศผู้สมัครเพิ่มเติมอีก 63 รายในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2556 โดยอิงจากการสังเกตการณ์ที่รวบรวมไว้ก่อนหน้านี้[ 187 ]

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2556 ได้มีการจัดการประชุมวิทยาศาสตร์เคปเลอร์ครั้งที่สอง การค้นพบต่างๆ ได้แก่ ขนาดเฉลี่ยของดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้มีขนาดเล็ลงเมื่อเทียบกับช่วงต้นปี พ.ศ. 2556 ผลเบื้องต้นของการค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวคู่บางดวง และดาวเคราะห์ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้[ 188 ]

2014

ฮิสโตแกรมแสดงการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ แถบสีเหลืองแสดงถึงดาวเคราะห์ที่เพิ่งประกาศค้นพบใหม่ รวมถึงดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันโดยเทคนิคการนับจำนวนดาวเคราะห์ (26 กุมภาพันธ์ 2557)

เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ มีการประกาศรายชื่อดาวเคราะห์ที่อาจเป็นไปได้เพิ่มเติมอีกกว่า 530 ดวง ซึ่งอยู่ในระบบดาวเคราะห์เดี่ยว หลายดวงมีขนาดเกือบเท่าโลกและอยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ จำนวนนี้เพิ่มขึ้นอีกประมาณ 400 ดวงในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2557 [ 189 ]

เมื่อวันที่ 26 กุมภาพันธ์ นักวิทยาศาสตร์ประกาศว่าข้อมูลจากเคปเลอร์ได้ยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะใหม่ 715 ดวง วิธีการยืนยันทางสถิติแบบใหม่ที่ใช้เรียกว่า "การตรวจสอบโดยจำนวน" ซึ่งอิงตามจำนวนดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์หลายดวงที่พบว่าเป็นดาวเคราะห์จริง วิธีนี้ช่วยให้การยืนยันผู้สมัครจำนวนมากที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวเคราะห์หลายดวงทำได้รวดเร็วยิ่งขึ้น 95% ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ค้นพบมีขนาดเล็กกว่าเนปจูนและสี่ดวง รวมถึง Kepler-296f มีขนาดเล็กกว่า 2 1/2 เท่าของโลกและอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับน้ำใน สถานะของเหลว [ 101 ] [ 190 ] [ 191 ] [ 192 ]

ในเดือนมีนาคม การศึกษาพบว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่มีคาบการโคจรน้อยกว่าหนึ่งวัน มักจะมีดาวเคราะห์เพิ่มเติมอย่างน้อยหนึ่งดวงที่มีคาบการโคจร 1–50 วันอยู่ด้วย การศึกษานี้ยังระบุด้วยว่าดาวเคราะห์ที่มีคาบการโคจรสั้นมากมักจะมีขนาดเล็กกว่ารัศมีโลก 2 เท่าเสมอ เว้นแต่จะเป็นดาวพฤหัสบดีร้อนที่โคจรผิดแนว[ 193 ]

เมื่อวันที่ 17 เมษายน ทีมเคปเลอร์ประกาศการค้นพบKepler-186fซึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดเกือบเท่าโลกดวงแรกที่อยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ ดาวเคราะห์ดวงนี้โคจรรอบดาวแคระแดง[ 194 ]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2557 มีการประกาศและอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับพื้นที่สังเกตการณ์ K2 0 ถึง 13 [ 118 ]การสังเกตการณ์ K2 เริ่มขึ้นในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2557

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2557 มีการรายงานการค้นพบครั้งแรกจากข้อมูลภาคสนามของ K2 ในรูปแบบของดาวคู่ที่เกิดการบดบังกันการค้นพบเหล่านี้ได้มาจากชุดข้อมูลวิศวกรรมของเคปเลอร์ซึ่งรวบรวมไว้ก่อนเริ่มแคมเปญ 0 [ 195 ]เพื่อเตรียมการสำหรับภารกิจ หลัก ของ K2 [ 196 ]

เมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2557 นาซารายงานว่า ภารกิจ K2ได้เสร็จสิ้นแคมเปญที่ 1 [ 197 ]ซึ่งเป็นชุดการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการชุดแรก และแคมเปญที่ 2 [ 198 ]กำลังดำเนินการอยู่[ 199 ]

เคปเลอร์สังเกตการณ์ KSN 2011b ซึ่งเป็นซูเปอร์โนวาประเภท Iaในกระบวนการระเบิด: ก่อน ระหว่าง และหลัง[ 200 ]

แคมเปญที่ 3 [ 201 ]ดำเนินไปตั้งแต่วันที่ 14 พฤศจิกายน 2014 ถึงวันที่ 6 กุมภาพันธ์ 2015 และรวมถึง "เป้าหมายจังหวะยาวมาตรฐาน 16,375 รายการ และเป้าหมายจังหวะสั้นมาตรฐาน 55 รายการ" [ 118 ]

2015

2016

ภายในวันที่ 10 พฤษภาคม 2016 ภารกิจเคปเลอร์ได้ตรวจสอบยืนยันดาวเคราะห์ใหม่ 1,284 ดวง[ 41 ]จากขนาดของดาวเคราะห์เหล่านี้ ประมาณ 550 ดวงอาจเป็นดาวเคราะห์หิน เก้าดวงในจำนวนนี้โคจรอยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้รอบ ดาวฤกษ์ของพวกมัน ได้แก่Kepler-560b , Kepler - 705b , Kepler-1229b , Kepler-1410b , Kepler -1455b , Kepler-1544b , Kepler-1593b, Kepler-1606bและKepler- 1638b [ 41 ]

การเผยแพร่ข้อมูล

เดิมทีทีมเคปเลอร์สัญญาว่าจะเผยแพร่ข้อมูลภายในหนึ่งปีหลังจากการสังเกตการณ์[ 214 ]อย่างไรก็ตาม แผนนี้ถูกเปลี่ยนแปลงหลังจากการปล่อยยาน โดยกำหนดให้เผยแพร่ข้อมูลได้นานถึงสามปีหลังจากการรวบรวม[ 215 ]ซึ่งส่งผลให้เกิดการวิพากษ์วิจารณ์อย่างมาก[ 216 ] [ 217 ] [ 218 ] [ 219 ] [ 220 ]ทำให้ทีมวิทยาศาสตร์ของเคปเลอร์ต้องเผยแพร่ข้อมูลไตรมาสที่สามหนึ่งปีกับเก้าเดือนหลังจากการรวบรวม[ 221 ]ข้อมูลจนถึงเดือนกันยายน 2010 (ไตรมาสที่ 4, 5 และ 6) ได้รับการเผยแพร่สู่สาธารณะในเดือนมกราคม 2012 [ 222 ]

การติดตามผลโดยผู้อื่น

เป็นระยะๆ ทีมเคปเลอร์จะเผยแพร่รายชื่อวัตถุเป้าหมาย ( วัตถุที่น่าสนใจของเคปเลอร์หรือ KOIs) สู่สาธารณะ โดยใช้ข้อมูลนี้ ทีมงานนักดาราศาสตร์ได้รวบรวมข้อมูลความเร็วเชิงรัศมี โดยใช้ สเปกโตรกราฟ SOPHIE échelleเพื่อยืนยันการมีอยู่ของวัตถุเป้าหมาย KOI-428b ในปี 2010 ซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่าKepler-40b [ 223 ] ในปี 2011 ทีมงานเดียวกันนี้ได้ยืนยันวัตถุเป้าหมาย KOI-423b ซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่าKepler- 39b [ 224 ]

การมีส่วนร่วมของนักวิทยาศาสตร์พลเมือง

ตั้งแต่เดือนธันวาคม พ.ศ. 2553 ข้อมูลจากภารกิจเคปเลอร์ถูกนำมาใช้ใน โครงการ Planet Huntersซึ่งอนุญาตให้อาสาสมัครค้นหาเหตุการณ์การผ่านหน้าในเส้นโค้งแสงของภาพเคปเลอร์เพื่อระบุดาวเคราะห์ที่ อัลก อริทึม คอมพิวเตอร์ อาจพลาดไป[ 225 ]ภายในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2554 ผู้ใช้ได้พบผู้สมัครที่มีศักยภาพ 69 รายที่ทีมงานภารกิจเคปเลอร์ไม่เคยรู้จักมาก่อน[ 226 ]ทีมงานมีแผนที่จะประกาศให้เครดิตแก่นักสมัครเล่นที่พบดาวเคราะห์ดังกล่าวอย่างเป็นทางการ

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 รายการStargazing Live ของ BBCได้ออกอากาศการเรียกร้องอาสาสมัครเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลจาก Planethunters.org เพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงใหม่ที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งนำไปสู่การค้นพบ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะขนาดเท่า ดาวเนปจูน ดวงใหม่โดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสองคน หนึ่งในนั้นอยู่ที่ เมืองปีเตอร์โบโรห์ ประเทศอังกฤษ ซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า Threapleton Holmes B [ 227 ]อาสาสมัครอีก 100,000 คนก็มีส่วนร่วมในการค้นหาในช่วงปลายเดือนมกราคม โดยวิเคราะห์ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์กว่า 1 ล้านภาพในช่วงต้นปี พ.ศ. 2555 [ 228 ]ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงหนึ่งชื่อPH1b (หรือ Kepler-64b จากการกำหนดของเคปเลอร์) ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2555 และดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงที่สองชื่อPH2b (Kepler-86b) ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2556

ในเดือนเมษายน 2017 ABC Stargazing Liveซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของ BBC Stargazing Liveได้เปิดตัวโครงการ Zooniverse "Exoplanet Explorers" ในขณะที่ Planethunters.org ทำงานกับข้อมูลที่เก็บถาวร Exoplanet Explorers ใช้ข้อมูลที่เพิ่งดาวน์โหลดจากภารกิจ K2 ในวันแรกของโครงการ มีการระบุผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบ 184 รายที่ผ่านการทดสอบอย่างง่าย ในวันที่สอง ทีมวิจัยได้ระบุระบบดาวฤกษ์ ซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่าK2-138โดยมีดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ขนาดใหญ่กว่าโลก 4 ดวงโคจรอยู่ในวงโคจรที่แคบ ในที่สุด อาสาสมัครได้ช่วยระบุผู้สมัครดาวเคราะห์นอกระบบ 90 ราย[ 229 ] [ 230 ]นักวิทยาศาสตร์พลเมืองที่ช่วยค้นพบระบบดาวฤกษ์ใหม่นี้จะถูกเพิ่มเป็นผู้ร่วมเขียนในเอกสารงานวิจัยเมื่อตีพิมพ์[ 231 ]

ดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันแล้ว

ยืนยันดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเล็กในเขตที่อยู่อาศัยได้ ( Kepler-62e , Kepler-62f , Kepler-186f , Kepler-296e , Kepler-296f , Kepler-438b , Kepler-440b , Kepler-442b ) [ 40 ]

ดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบโดยใช้ ข้อมูล ของเคปเลอร์แต่ได้รับการยืนยันจากนักวิจัยภายนอก ได้แก่ Kepler-39b, [ 224 ] Kepler - 40b , [ 223 ] Kepler-41b , [ 232 ] Kepler-43b , [ 233 ] Kepler-44b , [ 234 ] Kepler-45b , [ 235 ]รวมถึงดาวเคราะห์ที่โคจรรอบKepler-223 [ 236 ]และKepler-42 [ 237 ] ตัวย่อ "KOI" บ่งชี้ว่าดาวฤกษ์นั้นเป็น วัตถุ ที่ น่าสนใจของ เคปเลอร์ (Kepler Object of Interest )

แคตตาล็อกข้อมูลเข้าของเคปเลอร์

แคตตาล็อกข้อมูลเข้าของเคปเลอร์เป็นฐานข้อมูลสาธารณะที่สามารถค้นหาได้ ซึ่งประกอบด้วยเป้าหมายประมาณ 13.2 ล้านเป้าหมายที่ใช้สำหรับโครงการจำแนกสเปกตรัมของเคปเลอร์และภารกิจของเคปเลอร์[ 238 ] [ 239 ]แคตตาล็อกเพียงอย่างเดียวไม่สามารถใช้ในการค้นหาเป้าหมายของเคปเลอร์ได้ เนื่องจากมีเพียงส่วนหนึ่งของดาวที่ระบุไว้ (ประมาณหนึ่งในสามของแคตตาล็อก) เท่านั้นที่ยานอวกาศสามารถสังเกตได้[ 238 ]

การสังเกตการณ์ระบบสุริยะ

เคปเลอร์ได้รับรหัสหอดูดาว ( C55 ) เพื่อรายงาน การสังเกตการณ์ ทางดาราศาสตร์ของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะไปยังศูนย์ดาวเคราะห์น้อยในปี 2556 ได้มีการเสนอภารกิจ NEOKepler ทางเลือก ซึ่งเป็นการค้นหาวัตถุใกล้โลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นอันตราย (PHAs) วงโคจรที่เป็นเอกลักษณ์และขอบเขตการมองเห็นที่กว้างกว่ากล้องโทรทรรศน์สำรวจที่มีอยู่ ทำให้สามารถมองหาวัตถุภายในวงโคจรของโลกได้ มีการคาดการณ์ว่าการสำรวจ 12 เดือนสามารถมีส่วนสำคัญในการค้นหา PHAs รวมถึงอาจระบุเป้าหมายสำหรับภารกิจเปลี่ยนเส้นทางดาวเคราะห์น้อย ของ NASA ได้ [ 240 ] อย่างไรก็ตาม การค้นพบครั้งแรกของเคปเลอร์ในระบบสุริยะคือ(506121) 2016 BP 81 ซึ่ง เป็นวัตถุในแถบไคเปอร์แบบคลาสสิกที่เย็นขนาด 200 กิโลเมตรตั้งอยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูน[ 241 ]

การเกษียณอายุ

งานศิลปะที่ได้รับมอบหมายจาก NASA เพื่อเป็นการระลึกถึงการปลดระวางของเคปเลอร์ในเดือนตุลาคม-พฤศจิกายน 2018 [ 9 ] [ 10 ]

เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2561 นาซาประกาศว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ได้หมดเชื้อเพลิงแล้ว และหลังจากใช้งานมา 9 ปีและค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ กว่า 2,600 ดวง ก็ได้ปลดประจำการอย่างเป็นทางการ และจะรักษาวงโคจรที่ปลอดภัยในปัจจุบันให้อยู่ห่างจากโลก[ 9 ] [ 10 ]ยานอวกาศถูกปิดใช้งานด้วยคำสั่ง "ราตรีสวัสดิ์" ที่ส่งมาจากศูนย์ควบคุมภารกิจที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศเมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน 2561 [ 242 ]การปลดประจำการของเคปเลอร์ตรงกับวันครบรอบ 388 ปีแห่งการเสียชีวิตของโยฮันเนส เคปเลอร์ ในปี 1630 [ 243 ]

ดูเพิ่มเติม

โครงการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอื่นๆ ที่ดำเนินการในอวกาศ

โครงการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะจากภาคพื้นดินอื่นๆ

หมายเหตุ

  1. ^รูรับแสงขนาด 0.95 ม. ให้พื้นที่รับแสงขนาด Pi×(0.95/2) 2 = 0.708 ม. 2 ; CCD จำนวน 42 ตัว แต่ละตัวมีขนาด 0.050 ม. × 0.025 ม. ให้พื้นที่เซ็นเซอร์รวม 0.0525 ม. 2 : [ 4 ]
  2. ^ทั้งนี้ไม่รวมถึงดาวเคราะห์ที่คาดว่าจะเป็นเป้าหมายของเคปเลอร์แต่ไม่มีสัญลักษณ์ KOI เช่น ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวคู่ หรือดาวเคราะห์ที่พบในโครงการ Planet Hunters
  • เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของศูนย์วิจัยเอมส์แห่งนาซา
  • เว็บไซต์เคปเลอร์ของนาซา
  • ศูนย์วิทยาศาสตร์เคปเลอร์โดยศูนย์วิจัยเอมส์ของนาซา
  • คลังข้อมูลสาธารณะของเคปเลอร์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
  • เคปเลอร์ – การรวบรวมดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ( นิวยอร์กไทมส์ ; 30 ตุลาคม 2018)
  • การสำรวจของสตรอมเกรนเพื่อการศึกษาแผ่นดินไหวของดาวฤกษ์และโบราณคดีกาแล็กซี
  • วิดีโอ (1:00): Kepler Orrey V (30 ตุลาคม 2018)บน YouTube

แคตตาล็อกและฐานข้อมูลดาวเคราะห์นอกระบบ

  • คลังข้อมูลดาวเคราะห์นอกระบบของ NASA
  • สารานุกรมดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะโดยหอดูดาวปารีส
  • แคตตาล็อกดาวเคราะห์นอกระบบที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยโดยUPR Arecibo
  • แผนที่โลกใหม่ (New Worlds Atlas) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2016 ที่Wayback Machineโดย NASA/JPL PlanetQuest
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kepler_space_telescope&oldid=1355183432 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นกล้องโทรทัศน์อวกาศ ที่ นาซาปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ ในปี 2552 เพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก ที่โคจรรอบ ดาวฤกษ์ดวงอื่น ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์โยฮันเนส...

การพัฒนาก่อนเปิดตัว

กล้องโทรทัศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นส่วนหนึ่งของ โครงการดิสคัฟเวอรี ของนาซา ซึ่งเป็นภารกิจทางวิทยาศาสตร์ที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ การก่อสร้างและการดำเนินงานเบื้องต้นของกล้องโทรทัศน์ได้รับการจัดการโดย ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน ของนาซาโดย Ball Aerospace...

หลังการเปิดตัว

ศูนย์วิจัย เอมส์ รับผิดชอบการพัฒนาระบบภาคพื้นดิน การดำเนินงานภารกิจตั้งแต่เดือนธันวาคม พ.ศ.

การออกแบบยานอวกาศ

กล้องโทรทรรศน์มีมวล 1,039 กิโลกรัม (2,291 ปอนด์) และประกอบด้วย กล้อง Schmidt ที่มีแผ่นแก้ไขด้านหน้า (เลนส์) ขนาด 0.95 เมตร (37.4 นิ้ว) ป้อน กระจกหลักขนาด 1.