Кеплер: Күн жүйесінен тыс планетерді іздеу ғарыш телескопы

Кеплер ғарыш телескопы: Сарыжұлдыздық планеталарды (Earth-sized) ашу үшін 2009-2018ж. жұмыс істеді. Астрономдарға маңызды ақпарат берді.

26 мин оқу

100%

Дереккөз: Kepler space telescope — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

NASA экзопланетологияға арналған ғарыш кемесі (2009–2018)
ғарыш телескопы

| апсида = гелион

| құрал түрі = телескоп
| телескоп түрі = Шмидт
| телескоп диаметрі =
| телескоп ауданы =
| телескоп толқын ұзындығы = 430–890 нм басқа жұлдыздардың айналысындағы Жер мөлшеріндегі планеталарды табу үшін. Астроном Йоханнес Кеплердің құрметіне аталған ғарыш кемесі Жерден кейін созылатын гелиоцентрлік орбитаға ұшырылды. Бас тергеуші Уильям Ж. Боруки болды. Тоғыз жарым жылдық жұмыстан кейін телескоптың реакциялық басқару жүйесіндегі отын таусылып, НАСА 2018 жылдың 30 қазанында оны зейнеткерлікке шығарды. Кеплердің жалғыз ғылыми құралы – фотометр, ол шамамен 150 000 негізгі тізбекті жұлдыздың жарықтығын үнемі бақылап отырды. Бұл деректер Жерге жіберіліп, экзопланеталардың өз жұлдыздарының алдынан өтуінен туындаған мерзімді көмескіленуді анықтау үшін талданды. Жерден орбиталары шетінен көрінетін планеталар ғана анықталады. Кеплер 2023 жылдың 16 маусымына дейін 530 506 жұлдызды бақылап, 2778 расталған планетаны анықтады. Алайда, жұлдыздар мен ғарыш кемесінен алынған деректердегі күтілгеннен артық шу миссияның барлық мақсаттарын орындау үшін қосымша уақыт қажет екенін білдірді. Бастапқыда 2012 жылы миссия 2016 жылға дейін ұзартылатын болып жоспарланған, бірақ 2012 жылдың 14 шілдесінде ғарыш кемесін бағыттауға қолданылатын төрт реакциялық дөңгелектің бірі айналуын тоқтатты, ал миссияны аяқтау үшін қалған үш дөңгелектің сенімді болуы қажет еді. 2013 жылдың 11 мамырында екінші дөңгелек істен шығып, ғылыми деректерді жинау мүмкіндігінен айырылды және миссияның жалғасуына қауіп төнді. 2013 жылдың 15 тамызында НАСА екі істен шыққан реакциялық дөңгелекті жөндеуден бас тартқанын мәлімдеді. Бұл қазіргі миссияны өзгерту қажеттігін білдірді, бірақ бұл планеталарды іздеудің соңы емес. НАСА ғарыш ғылымы қауымдастығынан "қалған екі жақсы реакциялық дөңгелектер мен қозғалтқыштарды пайдалана отырып, экзопланеталарды іздеуді қамтитын" балама миссия жоспарларын ұсынуды сұрады. 2013 жылдың 18 қарашасында K2 "Екінші жарық" ұсынысы жарияланды. Бұл істен шыққан Кеплерді кішкентай, әлсіз қызыл жұлдыздардың айналасындағы мекендейтін планеталарды анықтауға мүмкіндік беретін жаңа тәсілмен пайдалануды қамтиды. 2015 жылдың қаңтарына қарай Кеплер және оның қосымша бақылаулары 440 жұлдыз жүйесінде 1013 расталған экзопланетаны және тағы 3199 расталмаған планета кандидатын тапты. Бұл KOI белгісі жоқ Кеплер кандидаттарын, мысалы, екі жұлдыздың айналасында айналатын планеталарды немесе "Планеталар аңшылары" жобасында табылған кандидаттарды қамтымайды. Кеплердің K2 миссиясы арқылы төрт планетаның бар екені расталды. 2013 жылдың қарашасында астрономдар Кеплер ғарыш миссиясының деректеріне сүйене отырып, Құс жолындағы Күн сияқты жұлдыздар мен қызыл жұлдыздардың мекендейтін аймақтарында айналып жүрген Жер мөлшеріндегі 40 миллиардқа жуық тас экзопланета болуы мүмкін екенін болжады. Бұл планеталардың 11 миллиарды Күн сияқты жұлдыздардың айналасында айналып жүр деп есептеледі. Ғалымдардың пікірінше, ең жақын планета алыс қашықтықта болуы мүмкін. 2016 жылдың 10 мамырында НАСА Кеплер тапқан 1284 жаңа экзопланетаны растады, бұл бүгінгі күнге дейін планеталардың ең ірі табысы. Кеплер деректері ғалымдарға суперноваларды байқауға және түсінуге көмектесті; өлшеулер әр жарты сағат сайын жиналды, сондықтан жарық қисықтары осы типтегі астрономиялық құбылыстарды зерттеу үшін өте пайдалы болды. 2018 жылдың 30 қазанында ғарыш кемесінің отыны таусылғаннан кейін НАСА телескопты зейнеткерлікке шығаратынын жариялады. Сол күні телескоп тоқтатылды, осымен тоғыз жылдық қызметі аяқталды. Кеплер өмірі бойы 530 506 жұлдызды бақылап, 2662 экзопланетаны анықтады. 2018 жылы ұшырылған НАСА-ның жаңа миссиясы TESS экзопланеталарды іздеуді жалғастыруда.

| instrument type = telescope
| telescope type = Schmidt
| telescope diameter =
| telescope area =
| telescope wavelength = 430–890 nm to discover Earth sized planets orbiting other stars. Named after astronomer Johannes Kepler, the spacecraft was launched into an Earth trailing heliocentric orbit. The principal investigator was William J. Borucki. After nine and a half years of operation, the telescope's reaction control system fuel was depleted, and NASA announced its retirement on October 30, 2018. Kepler's sole scientific instrument is a photometer that continually monitored the brightness of approximately 150,000 main sequence stars in a fixed field of view. These data were transmitted to Earth, then analyzed to detect periodic dimming caused by exoplanets that cross in front of their host star. Only planets whose orbits are seen edge on from Earth could be detected. Kepler observed 530,506 stars and detected 2,778 confirmed planets as of June 16, 2023. but greater than expected noise in the data, from both the stars and the spacecraft, meant additional time was needed to fulfill all mission goals. Initially, in 2012, the mission was expected to be extended until 2016, but on July 14, 2012, one of the four reaction wheels used for pointing the spacecraft stopped turning, and completing the mission would only be possible if the other three all remained reliable. Then, on May 11, 2013, a second one failed, disabling the collection of science data and threatening the continuation of the mission. On August 15, 2013, NASA announced that they had given up trying to fix the two failed reaction wheels. This meant the current mission needed to be modified, but it did not necessarily mean the end of planet hunting. NASA had asked the space science community to propose alternative mission plans "potentially including an exoplanet search, using the remaining two good reaction wheels and thrusters". On November 18, 2013, the K2 "Second Light" proposal was reported. This would include utilizing the disabled Kepler in a way that could detect habitable planets around smaller, dimmer red dwarfs. By January 2015, Kepler and its follow up observations had found 1,013 confirmed exoplanets in about 440 star systems, along with a further 3,199 unconfirmed planet candidates. This does not include Kepler candidates without a KOI designation, such as circumbinary planets, or candidates found in the Planet Hunters project. Four planets have been confirmed through Kepler's K2 mission. In November 2013, astronomers estimated, based on Kepler space mission data, that there could be as many as 40 billion rocky Earth size exoplanets orbiting in the habitable zones of Sun like stars and red dwarfs within the Milky Way. It is estimated that 11 billion of these planets may be orbiting Sun like stars. The nearest such planet may be away, according to the scientists. On May 10, 2016, NASA verified 1,284 new exoplanets found by Kepler, the single largest finding of planets to date. Kepler data have also helped scientists observe and understand supernovae; measurements were collected every half hour so the light curves were especially useful for studying these types of astronomical events. On October 30, 2018, after the spacecraft ran out of fuel, NASA announced that the telescope would be retired. The telescope was shut down the same day, bringing an end to its nine year service. Kepler observed 530,506 stars and discovered 2,662 exoplanets over its lifetime. A newer NASA mission, TESS, launched in 2018, is continuing the search for exoplanets.

Ғарыш кемелерін жобалау

Телескоптың массасы және алдыңғы түзету тақтасы (линзасы) бар Шмидт камерасы бар, ол негізгі айнаға бағытталған. Іске қосылған кезде бұл Жер орбитасынан тыс кез-келген телескоптағы ең үлкен айна болды, бірақ Гершель ғарыш обсерваториясы бірнеше айдан кейін бұл атақты иеленді. Оның телескопының көру бұрышы 115 градус² (шамамен 12 градус диаметрлі), бұл қол ұзындығында ұсталған жұдырықтың көлемімен шамалас. Оның ішінде 105 градус² ғылыми сапалы, ал көлеңкелену 11%-дан аспайды. Фотометрде өткір суреттерге қарағанда, жоғары сапалы фотометрияны қамтамасыз ету үшін жұмсақ фокус қолданылған. Миссияның мақсаты – 6,5 сағаттық интеграция үшін m(V)=12, күнге ұқсас жұлдыз үшін 20 ppm біріктірілген дифференциалдық фотометриялық дәлдікке (CDPP) қол жеткізу болған, бірақ бақылаулар осы мақсатқа жете алмады (миссияның жағдайына қараңыз).

Камера

Ғарыш кемесі камерасының фокустық жазықтығы әрқайсысы 2200×1024 пикселді қырық екі CCD-ден тұрады, жалпы ажыратымдылығы 94,6 мегапикселге тең, бұл сол кезде ғарышқа ұшырылған ең үлкен камера жүйесі болды. CCD-лер әр 6,5 секунд сайын (қанығуды шектеу үшін) оқылды және қысқа циклды нысаналар үшін 58,89 секунд бойы, ал ұзақ циклды нысаналар үшін 1765,5 секундқа (29,4 минут) қосылды. Алғашқы жағдайдағы үлкен өткізу қабілеті талаптарына байланысты, олардың саны 512-ге дейін шектелді, ал ұзақ цикл үшін 170 000 болды. Дегенмен, Кеплер ұшырылған кезде NASA миссиясының ең жоғары деректер жылдамдығына ие болса да, барлық 95 миллион пикселдің 29 минуттық жиынтығы Жерге сақтауға және қайта жіберуге болатын деректерден асып кетті. Сондықтан ғылыми топ әрбір қызығушылық тудыратын жұлдызға қатысты пикселдерді алдын ала іріктеді, бұл пикселдердің шамамен 6 пайызын құрады (5,4 мегапиксел). Осы пикселдерден алынған деректер қайта квантталды, сығылды және басқа қосымша деректермен бірге 16 гигабайттық қатты күйдегі жазғы құрылғыда сақталды. Сақталған және жіберілген деректерге ғылыми жұлдыздар, p режиміндегі жұлдыздар, «из», қара деңгей, фон және толық көру бұрышы кіреді.

Негізгі айна

Кеплер негізгі айнасының диаметрі . Corning шыны өндіруші компаниясы ultra low expansion (ULE) шынысын қолданып, айна осы өлшемдегі қатты айнаның массасынан тек 14% ғана болуы үшін арнайы жасалған. Жұлдыздардың алдынан өтетін салыстырмалы түрде кішкентай планеталарды анықтауға жеткілікті сезімталдыққа ие ғарыш телескопы жүйесін құру үшін негізгі айнаға өте жоғары шағылысу қабаты қажет болды. Surface Optics Corp. иондық буландыру әдісін қолданып, шағылысуды арттыру үшін қорғаныш тоғыз қабатты күміс қабатын және түсті орталықтардың пайда болуын, сондай-ақ атмосфералық ылғалды сіңіруді азайту үшін диэлектрлік кедергі қабатын жапсырды.

Фотометриялық көрсеткіштері

Фотометриялық көрсеткіштер тұрғысынан Кеплер жақсы жұмыс істеді, кез келген Жердегі телескоптан әлдеқайда жақсы, бірақ жобаланған мақсаттарға жетпеді. Мақсат – 12 шамалы жұлдыз үшін 6,5 сағаттық интеграцияда 20 миллионнан бір бөлік (PPM) біріктірілген дифференциалдық фотометриялық дәлдік (CDPP) болған. Бұл бағалау 10 ppm жұлдыздың өзгеруіне мүмкіндік беріп жасалды, шамамен Күн үшін осы мәнге жуық. Бұл байқаудың алынған дәлдігі жұлдызға және фокустық жазықтықтағы орнына байланысты кең ауқымды, медианасы 29 ppm. Қосымша шудың көп бөлігі жұлдыздардың өзінде күтілгеннен артық өзгеруіне (болжамдағы 10,0 ppm-ге қарсы 19,5 ppm) байланысты, ал қалғаны болжамнан сәл үлкен құралдық шу көздеріне байланысты. Күн сияқты жұлдыздың алдынан өтетін Жер көлеміндегі планетаның жарқырауының төмендеуі өте аз, бар болғаны 80 ppm, сондықтан әрбір транзит күтілген 4 σ орнына тек 2,7 σ оқиғасы болып шықты. Бұл өз кезегінде, анықтамаға сенімді болу үшін көбірек транзиттерді бақылау қажеттігін білдіреді. Ғылыми есептеулер бастапқы жоспарланған 3,5 жылға қарағанда 7-8 жылдық миссия Жер көлеміндегі барлық транзиттік планеталарды табу үшін қажет екенін көрсетті. 2012 жылдың 4 сәуірінде Кеплер миссиясы 2016 қаржы жылына дейін ұзартылуға келісім берді, бірақ бұл барлық қалған реакциялық дөңгелектердің жақсы күйде болуына байланысты еді, бірақ олай болмады (төмендегі Реакциялық дөңгелектер мәселелеріне қараңыз).

Орбита және бағдар

Кеплер Күн орбитасын айналады, бұл Жердің жасырынуын, шашыраңқы жарықты және Жер орбитасына тән гравитациялық бұзылыстар мен күштерді болдырмайды. НАСА Кеплер орбитасын "Жерден артта қалу орбитасы" деп сипаттады. 372,5 күндік орбиталық периодымен Кеплер Жерден жыл сайын шамамен 16 миллион мильге қарай баяу артта қалып жатыр. 2018 жылғы мәліметтер бойынша, Кеплер Жерден шамамен алшақтап, бағытын реакциялық дөңгелектер мен гидразин қозғалтқыштары арқылы басқарып отыр.

Операциялар

Кеплер Колорадо штатындағы Боулдер қаласынан Атмосфералық және ғарыш физикасы зертханасы (LASP) Ball Aerospace & Technologies компаниясымен шарт бойынша басқарылды. Ғарыш аппаратының күн батареясы күн тоғысы мен күн теңелу кезінде Күнге қарай бұрылып тұратын, осылайша күн батареясына түсетін күн сәулесінің мөлшерін барынша арттыру және жылу радиаторын терең ғарышқа бағыттау үшін. Кеплер ғарыш телескобы бортында өзінің ішінара талдауын жүргізіп, жолақты үнемдеу мақсатында миссия үшін қажет деп танылған ғылыми деректерді ғана жіберді.

Реакциялық дөңгелектің ақаулары

2012 жылдың 14 шілдесінде ғарыш кемесінің дәл бағытталуы үшін қолданылатын төрт реакциялық доңғалақтың бірі істен шықты. Кеплер телескобын дәл бағыттау үшін үш реакциялық доңғалақ жеткілікті болса да, тағы бір сәтсіздік ғарыш кемесін бастапқы аймағына бағыттай алмайтын еді. 2013 жылдың қаңтарында кейбір мәселелер байқалғаннан кейін, 2013 жылдың 11 мамырында екінші реакциялық доңғалақ істен шықты, осымен Кеплердің негізгі миссиясы аяқталды. Ғарыш кемесі қауіпсіз режимге көшірілді, содан кейін 2013 жылдың маусымынан тамызына дейін істен шыққан доңғалақты қалпына келтіру мақсатында бірқатар инженерлік сынақтар жүргізілді. 2013 жылдың 15 тамызында доңғалақтарды қалпына келтіру мүмкін емес деген шешім қабылданды. Бұл 2006 жылдың наурызында қаржылық қиындықтарға байланысты төрт айға кейінге жылдырылды. 2009 жылдың 20 сәуірінде Кеплер ғылыми тобы фокусты одан әрі жақсарту ғылыми нәтижелерді едәуір арттыратынын хабарлады. 2009 жылдың 23 сәуірінде негізгі айнаны 40 микрометрге (1,6 мыңнан бір бөлік) фокустық жазықтыққа қарай жылжыту және негізгі айнаны 0,0072 градусқа бұру арқылы фокус сәтті оңтайландырылды. 2009 жылдың 13 мамырында сағат 00:01 UTC бойынша Кеплер сәтті сынақтан өтті және басқа жұлдыздардың айналасындағы планеталарды іздеуді бастады. 2009 жылдың 19 маусымында ғарыш кемесі Жерге алғашқы ғылыми деректерін сәтті жіберді. Кеплер 15 маусымда қауіпсіз режимге өткені анықталды. Екінші қауіпсіз режим 2 шілдеде болды. Екі жағдайда да оқиға процессорды қайта іске қосу арқылы туды. Ғарыш кемесі 3 шілдеде қалыпты жұмысын жалғастырды және 19 маусымнан бері жиналған ғылыми деректер сол күні жіберілді. 2009 жылдың 14 қазанында осы қауіпсіз режимге өтудің себебі RAD750 процессорына қуат беретін төмен вольтты қуат көзі екені анықталды. 2010 жылдың 12 қаңтарында фокустық жазықтықтың бір бөлігі аномальды деректерді жіберді, бұл Кеплердің 42 CCD-нің екеуін қамтитын фокустық жазықтық MOD 3 модулінде мәселе бар екенін көрсетті. 2010 жылы модуль «істен шыққан» деп сипатталды, бірақ қамту ғылыми мақсаттардан асып түсті. Кеплер ай сайын шамамен он екі гигабайт дерек жіберді.

On July 14, 2012, one of the four reaction wheels used for fine pointing of the spacecraft failed. While Kepler requires only three reaction wheels to accurately aim the telescope, another failure would leave the spacecraft unable to aim at its original field. After showing some problems in January 2013, a second reaction wheel failed on May 11, 2013, ending Kepler's primary mission. The spacecraft was put into safe mode, then from June to August 2013 a series of engineering tests were done to try to recover either failed wheel. By August 15, 2013, it was decided that the wheels were unrecoverable, It was delayed again by four months in March 2006 due to fiscal problems. On April 20, 2009, it was announced that the Kepler science team had concluded that further refinement of the focus would dramatically increase the scientific return. On April 23, 2009, it was announced that the focus had been successfully optimized by moving the primary mirror 40 micrometers (1.6 thousandths of an inch) towards the focal plane and tilting the primary mirror 0.0072 degree. On May 13, 2009, at 00:01 UTC, Kepler successfully completed its commissioning phase and began its search for planets around other stars. On June 19, 2009, the spacecraft successfully sent its first science data to Earth. It was discovered that Kepler had entered safe mode on June 15. A second safe mode event occurred on July 2. In both cases the event was triggered by a processor reset. The spacecraft resumed normal operation on July 3 and the science data that had been collected since June 19 was downlinked that day. On October 14, 2009, the cause of these safing events was determined to be a low voltage power supply that provides power to the RAD750 processor. On January 12, 2010, one portion of the focal plane transmitted anomalous data, suggesting a problem with focal plane MOD 3 module, covering two out of Kepler's 42 CCDs. as of 2010, the module was described as "failed", but the coverage still exceeded the science goals. Kepler downlinked roughly twelve gigabytes of data about once per month.

Көрініс өрісі

Кеплер аспанға қатысты тұрақты көрініс алаңына (FOV) ие. Оң жақтағы диаграммада аспандық координаттар, детектор өрістерінің орналасқан жерлері көрсетілген, сондай-ақ аспандық солтүстік жоғарғы сол жақ бұрышта орналасқан бірнеше жарық жұлдыздардың орналасуы бейнеленген. Миссияның веб-сайтында белгілі бір нысанның FOV-қа сәйкес келе ме екенін, ал егер сәйкес келсе, фотодетектордың деректер ағынында қай жерде пайда болатынын анықтайтын калькулятор бар. Экзопланета кандидаттары туралы деректер Кеплерді бақылау бағдарламасына, немесе KFOP-қа жіберіледі, одан кейін қосымша бақылаулар жүргізіледі. Кеплердің көрініс алаңы 115 шаршы градусқа тең, бұл аспанның шамамен 0,25 пайызын құрайды, немесе "Үлкен Аю шоқжұлдызының екі қасығындай". Сондықтан, бүкіл аспанды қамту үшін Кеплер сияқты 400-ге жуық телескоп қажет болады. Кеплердің көрініс алаңында Құс, Лира және Дракон шоқжұлдыздарының бөліктері бар. Кеплердің көрініс алаңындағы ең жақын жұлдыз жүйесі – Күннен 15 жарық жылы қашықтықта орналасқан Глизе 1245 үштік жұлдыз жүйесі. Күннен 22,8 ± 1 жарық жылы қашықтықта орналасқан WISE J2000+3629 қоңыр ергежейлі жұлдызы да көрініс алаңында орналасқан, бірақ ол негізінен инфрақызыл толқындарда жарық шығаратындықтан Кеплер үшін көрінбейді.

Мақсаттар мен әдістер

Кеплер ғарыш телескобының ғылыми мақсаты – планеталық жүйелердің құрылымы мен әртүрлілігін зерттеу болды. Бұл ғарыш кемесі бірнеше маңызды мақсаттарға жету үшін жұлдыздардың үлкен үлгісін бақылайды: әртүрлі спектрлік түрдегі жұлдыздардың өмір сүруге қолайлы аймағында (көбінесе «Алтын сәлкеш планеталар» деп аталады) қанша Жер шарынан үлкен және одан да үлкен планеталар бар екенін анықтау. Бұл планеталардың орбиталарының мөлшері мен пішінін анықтау. Көпжұлдыздар жүйесінде қанша планета бар екенін бағалау. Қысқа мерзімді алып планеталардың орбиталық мөлшерінің, жарықтығының, көлемінің, массасы мен тығыздығының диапазонын анықтау. Әрбір табылған планеталық жүйенің қосымша мүшелерін басқа әдістерді қолдана отырып анықтау. Планеталық жүйелерді мекендейтін жұлдыздардың қасиеттерін анықтау. Бұрын басқа жобалармен анықталған экзопланеталардың көпшілігі алып планеталар болды, олардың көпшілігі Юпитерден үлкен. Кеплер Жердің массасына жақын, 30-600 есе аз массалы планеталарды табу үшін жасалған (Юпитер Жерден 318 есе ауыр). Қолданылған транзит әдісі планеталардың өз жұлдыздарының алдынан қайта-қайта өтуін бақылауды қамтиды, бұл жұлдыздың шамасындағы шамалы өзгеріске (Жер сияқты планета үшін шамамен 0,01%) әкеледі. Жарықтықтағы осы төмендеудің дәрежесі планетаның диаметрін анықтау үшін, ал транзиттер арасындағы уақыт аралығы планетаның орбиталық периодын анықтау үшін пайдаланылады, одан орбитаның жартылай бас осьті (Кеплер заңдарын қолдана отырып) және температурасын (жұлдыздық сәулелену модельдерін қолдана отырып) есептеуге болады. Кездейсоқ планета орбитының жұлдызға қарайтын бағытта болу ықтималдығы – жұлдыздың диаметріне орбитаның диаметрін бөлуге тең. Күнге ұқсас жұлдыздың 1 а.б. қашықтықтағы Жер сияқты планетаның транзитінің ықтималдығы 0,47%, яғни 210-нан 1-ге жуық. Барлық таңдалған жұлдыздар бір уақытта бақыланады, ғарыш кемесі олардың жарықтығындағы өзгерістерді әр отыз минут сайын өлшейді. Бұл транзиттерді көру мүмкіндігін арттырады. Миссияның мақсаты басқа жұлдыздардың айналасындағы планеталарды табу ықтималдығын арттыру болды. Кеплер жұлдыздың көмескіленуі транзиттеу планетаның салдары екенін растау үшін кем дегенде үш транзитті бақылауға тиіс болғандықтан және үлкен планеталар тексеруге оңай сигнал беретіндіктен, ғалымдар алғашқы нәтижелердің тығыз орбитадағы Юпитер сияқты үлкен планеталар болатынын күтті. Олардың алғашқылары операция басталғаннан кейін бірнеше айдан кейін тіркелді. Кіші планеталар мен олардың жұлдыздарынан алыс орналасқан планеталарды табу үшін көбірек уақыт қажет болды, ал Жерге ұқсас планеталарды табуға үш жыл немесе одан да көп уақыт кетпесі күтілді. Кеплерден алынған деректер әртүрлі типтегі өзгермелі жұлдыздарды зерттеу және жұлдыз сейсмологиясын жүргізу үшін де қолданылады, әсіресе күнге ұқсас тербелістерді көрсететін жұлдыздарда.

The scientific objective of the Kepler space telescope was to explore the structure and diversity of planetary systems. This spacecraft observes a large sample of stars to achieve several key goals:

To determine how many Earth size and larger planets there are in or near the habitable zone (often called "Goldilocks planets") of a wide variety of spectral types of stars. To determine the range of size and shape of the orbits of these planets. To estimate how many planets there are in multiple star systems. To determine the range of orbit size, brightness, size, mass and density of short period giant planets. To identify additional members of each discovered planetary system using other techniques. Determine the properties of those stars that harbor planetary systems. Most of the exoplanets previously detected by other projects were giant planets, mostly the size of Jupiter and bigger. Kepler was designed to look for planets 30 to 600 times less massive, closer to the order of Earth's mass (Jupiter is 318 times more massive than Earth). The method used, the transit method, involves observing repeated transit of planets in front of their stars, which causes a slight reduction in the star's apparent magnitude, on the order of 0.01% for an Earth size planet. The degree of this reduction in brightness can be used to deduce the diameter of the planet, and the interval between transits can be used to deduce the planet's orbital period, from which estimates of its orbital semi major axis (using Kepler's laws) and its temperature (using models of stellar radiation) can be calculated. The probability of a random planetary orbit being along the line of sight to a star is the diameter of the star divided by the diameter of the orbit. For an Earth size planet at 1 AU transiting a Sun like star the probability is 0.47%, or about 1 in 210. All the selected stars are observed simultaneously, with the spacecraft measuring variations in their brightness every thirty minutes. This provides a better chance for seeing a transit. The mission was designed to maximize the probability of detecting planets orbiting other stars. Because Kepler must observe at least three transits to confirm that the dimming of a star was caused by a transiting planet, and because larger planets give a signal that is easier to check, scientists expected the first reported results to be larger Jupiter size planets in tight orbits. The first of these were reported after only a few months of operation. Smaller planets, and planets farther from their sun would take longer, and discovering planets comparable to Earth were expected to take three years or longer. Data collected by Kepler is also being used for studying variable stars of various types and performing asteroseismology, particularly on stars showing solar like oscillations.

Үміткер планеталарды табу

Кеплер деректерді жинап, қайта жібергеннен кейін, жарық қисықтары құрылады. Жарықтылық мәндері кейін ғарыш кемесінің айналуынан туындаған жарықтылық өзгерістерін ескере отырып реттеледі. Келесі қадам – жарық қисықтарын оңай бақыланатын формаға өңдеу (жұғу) және бағдарламалық құралдарға транзит сияқты сигналдарды іріктеуге мүмкіндік беру. Осы кезде, транзит сипаттамаларын көрсететін кез келген сигнал шекті өту оқиғасы деп аталады. Бұл сигналдар екі кезеңде жеке-жеке тексеріледі, алғашқы кезең әрбір нысанаға бірнеше секунд қана уақыт алады. Бұл тексерулер артық таңдалған сигналдарды, құралдық шуды және айқын эклипстік екіжұлдыздардан туындаған сигналдарды жояды. Осы сынақтардан өткен шекті өту оқиғалары Кеплер қызығушылық тудыратын объектілер (KOI) деп аталады, KOI белгісін алады және мұрағатталады. KOI-лер "қорытындылау" деп аталатын процесте толығырақ тексеріледі. Қорытындылаудан өткендер Кеплер планета кандидаттары деп аталады. KOI мұрағаты өзгермелі, яғни Кеплер кандидаты қосымша тексерулер кезінде жалған оң нәтижелер тізіміне енуі мүмкін. Керісінше, қателікпен жалған оң нәтиже деп жіктелген KOI-лер қайтадан кандидаттар тізіміне кіруі мүмкін. Барлық планета кандидаттары осы процестен өтпейді. Циркумбинарлық планеталар қатаң түрде периодты транзиттерді көрсетпейді және оларды басқа әдістермен тексеру қажет. Сонымен қатар, үшінші тарап зерттеушілері әртүрлі деректерді өңдеу әдістерін қолданады немесе тіпті өңделмеген жарық қисықтарынан планета кандидаттарын іздейді. Осының салдарынан, бұл планеталарға KOI белгісі берілмеуі мүмкін.

Планета кандидаттарын растау

Кеплер деректерінен қолайлы кандидаттар табылғаннан кейін, жалған оң нәтижелерді жоққа шығару үшін қосымша тексерулер қажет. Әдетте, Кеплер кандидаттары транзит сигналының жарық сипаттамасын бұзуы мүмкін кез келген фондық объектілерді анықтау үшін, жердегі одан да жетілдірілген телескоптармен жеке-жеке түсіріледі. Планета кандидаттарын жоққа шығарудың тағы бір тәсілі – астрометрия, Кеплер осы мақсатта емес болғанымен, жақсы деректер жинауға мүмкіндік береді. Кеплер осы әдіспен планеталық массалы объектілерді анықтай алмайды, бірақ транзит жұлдыздық массалы объектінің салдарынан болғанын анықтау үшін қолданылуы мүмкін.

Басқа анықтау әдістері арқылы

Экзопланеталарды анықтаудың бірнеше әдістері бар, олар жалған оң нәтижелерді жоққа шығаруға көмектеседі, бұл үміткердің нақты планета екеніне қосымша дәлел береді. Доплер спектроскопиясы деп аталатын әдістердің бірі, жер үстіндегі телескоптардан қосымша бақылауларды жүргізуді қажет етеді. Бұл әдіс планетаның массасы үлкен болса немесе салыстырмалы түрде жарық жұлдыздың айналасында орналасқан болса жақсы жұмыс істейді. Қазіргі спектрографтар салыстырмалы түрде әлсіз жұлдыздардың айналасындағы кішкентай массалары бар планеталық үміткерлерді растауға жеткіліксіз болса да, бұл әдіс мақсатты жұлдыздардың айналасындағы транзиттік емес, қосымша ірі планеталық үміткерлерді табу үшін қолданылуы мүмкін. Көп планеталы жүйелерде планеталар көбінесе бір-біріне гравитациялық әсер ететін жағдайларда, транзиттердің арасындағы уақыттың өзгеруі арқылы расталуы мүмкін. Бұл жұлдыз салыстырмалы түрде алыс болған кезде де салыстырмалы түрде кішкентай массалы планеталарды растауға көмектеседі. Транзит уақытының өзгеруі екі немесе одан да көп планетаның бір планеталық жүйеге жататынын көрсетеді. Тіпті, транзиттік емес планета да осылай табылуы мүмкін. Циркумбинарлық планеталар басқа планеталардың гравитациялық бұзылыстарынан туындаған планеталарға қарағанда транзиттер арасындағы уақыттың өзгеруін әлдеқайда күшті көрсетеді. Олардың транзиттік ұзақтығы да айтарлықтай өзгереді. Циркумбинарлық планеталардың транзиті мен ұзақтығының өзгеруі басқа планеталарға емес, олардың айналасындағы жұлдыздардың орбиталық қозғалысына байланысты. Сонымен қатар, егер планета жеткілікті массалы болса, ол олардың айналасындағы жұлдыздардың орбиталық кезеңдерінде шағын өзгерулерге себеп болуы мүмкін. Циркумбинарлық планеталарды табу қиын болғанымен, оларды растау оңайрақ, себебі транзиттердің уақыт үлгілерін эклиптикалық қосжұлдыз немесе фондық жұлдыз жүйесі еліктей алмайды. Транзиттерден басқа, жұлдыздарының айналасында айналатын планеталар да жарықтың шағылысуына байланысты өзгереді – Ай сияқты, толық айдан жаңа айға және кері қайтады. Кеплер планетаны жұлдыздан ажырата алмайтындықтан, ол тек біріктірілген жарықты көреді, ал бас жұлдыздың жарықтығы әрбір айналымда кезең-кезеңмен өзгереді. Бұл әсер шағын болғанымен, жақын жердегі алып планетаны көру үшін қажетті фотометриялық дәлдік, Күнге ұқсас жұлдыз арқылы өтетін Жер сияқты планетаны анықтау үшін қажетті дәлдікпен шамалас. Бірнеше күн немесе одан аз орбиталық кезеңі бар Юпитер сияқты планеталар Кеплер сияқты сезімтал ғарыш телескоптарымен анықталады. Ұзақ мерзімді перспективада бұл әдіс транзит әдісінен гөрі көбірек планеталарды табуға көмектеседі, себебі орбиталық фазамен шағылысқан жарықтың өзгеруі планетаның орбиталық еңістігіне байланысты емес және планетаның жұлдыздың дискісінің алдынан өтуін қажет етпейді. Сонымен қатар, алып планетаның фазалық функциясы оның жылулық қасиеттері мен атмосферасына байланысты. Сондықтан фазалық қисық атмосфералық бөлшектердің өлшемдері сияқты басқа планеталық қасиеттерді шектеуі мүмкін. Кеплердің фотометриялық дәлдігі көбінесе доплер сәулесінен немесе серігімен жұлдыздың пішінінің деформациясынан туындаған жұлдыздың жарықтығының өзгеруін байқауға жеткілікті. Бұл кейде ыстық Юпитер үміткерлерін жұлдыз немесе қоңыр ергежейлінің әсері айқын болған жағдайларда жалған оң нәтижелер ретінде жою үшін қолданылуы мүмкін. Алайда, кейбір жағдайларда мұндай әсерлер TrES 2b сияқты планеталық массалық серіктерде де байқалады.

There are a few different exoplanet detection methods which help to rule out false positives by giving further proof that a candidate is a real planet. One of the methods, called doppler spectroscopy, requires follow up observations from ground based telescopes. This method works well if the planet is massive or is located around a relatively bright star. While current spectrographs are insufficient for confirming planetary candidates with small masses around relatively dim stars, this method can be used to discover additional massive non transiting planet candidates around targeted stars. In multiplanetary systems, planets can often be confirmed through transit timing variation by looking at the time between successive transits, which may vary if planets are gravitationally perturbed by each other. This helps to confirm relatively low mass planets even when the star is relatively distant. Transit timing variations indicate that two or more planets belong to the same planetary system. There are even cases where a non transiting planet is also discovered in this way. Circumbinary planets show much larger transit timing variations between transits than planets gravitationally disturbed by other planets. Their transit duration times also vary significantly. Transit timing and duration variations for circumbinary planets are caused by the orbital motion of the host stars, rather than by other planets. In addition, if the planet is massive enough, it can cause slight variations of the host stars' orbital periods. Despite being harder to find circumbinary planets due to their non periodic transits, it is much easier to confirm them, as timing patterns of transits cannot be mimicked by an eclipsing binary or a background star system. In addition to transits, planets orbiting around their stars undergo reflected light variations—like the Moon, they go through phases from full to new and back again. Because Kepler cannot resolve the planet from the star, it sees only the combined light, and the brightness of the host star seems to change over each orbit in a periodic manner. Although the effect is small—the photometric precision required to see a close in giant planet is about the same as to detect an Earth sized planet in transit across a solar type star—Jupiter sized planets with an orbital period of a few days or less are detectable by sensitive space telescopes such as Kepler. In the long run, this method may help find more planets than the transit method, because the reflected light variation with orbital phase is largely independent of the planet's orbital inclination, and does not require the planet to pass in front of the disk of the star. In addition, the phase function of a giant planet is also a function of its thermal properties and atmosphere, if any. Therefore, the phase curve may constrain other planetary properties, such as the particle size distribution of the atmospheric particles. Kepler's photometric precision is often high enough to observe a star's brightness changes caused by doppler beaming or a star's shape deformation by a companion. These can sometimes be used to rule out hot Jupiter candidates as false positives caused by a star or a brown dwarf when these effects are too noticeable. However, there are some cases where such effects are detected even by planetary mass companions such as TrES 2b.

Сәйкестендіру арқылы

Егер планетаны басқа анықтау әдістерінің кем дегенде бірі арқылы анықтау мүмкін болмаса, онда Кеплер кандидатының нақты планета болу ықтималдығы, кез келген жалған оң нәтижелердің жиынтығынан әлдеқайда жоғары екенін анықтау арқылы оны растауға болады. Алғашқы әдістердің бірі – басқа телескоптар да осы транзитті байқай ала ма, жоқ па, соны тексеру болды. Осы әдіс арқылы расталған алғашқы планета – Кеплер 22b, ол Спитцер ғарыш телескопымен де байқалды, сонымен қатар басқа да жалған оң мүмкіндіктер талданды. Мұндай растау қымбатқа түседі, себебі кішкентай планеталарды көбінесе ғарыш телескоптарымен ғана анықтауға болады. 2014 жылы "көптік арқылы растау" деп аталатын жаңа растау әдісі жарияланды. Бұрын түрлі әдістермен расталған планеталардың нәтижесінде, көптеген планеталық жүйелерде планеталар Күн жүйесіндегі планеталарға ұқсас, салыстырмалы түрде жазық жазықтықта қозғалатыны анықталды. Яғни, егер жұлдыздың бірнеше планета кандидаты болса, онда ол нақты планеталық жүйе болуы мүмкін. Көптік арқылы растау әдісі өте тиімді және салыстырмалы түрде қысқа мерзімде жүздеген Кеплер кандидаттарын растауға мүмкіндік береді. PASTIS деп аталатын құралды пайдаланатын жаңа растау әдісі әзірленді. Бұл құрал, тек бір ғана кандидат транзит оқиғасы тіркелген жағдайда да планетаны растауға мүмкіндік береді. Алайда, бұл құралдың кемшілігі – Кеплер деректерінен жоғары сигнал/шу қатынасын талап етеді, сондықтан ол көбінесе тек үлкен планеталарды немесе тыныш және жарық жұлдыздардың айналасындағы планеталарды растай алады. Қазіргі уақытта осы әдіс арқылы Кеплер кандидаттарын талдау жұмыстары жүргізілуде. PASTIS алғаш рет Кеплер 420b планетасын растауға қол жеткізді.

K2 кеңейту

2011 жылдың 2 ақпанында Кеплер тобы 2009 жылдың 2 мамыры мен 16 қыркүйегі аралығында алынған деректерді талдау нәтижелерін жариялады. Олар 997 жұлдызды айналып жүрген 1235 планета кандидатын тапты. (Келесі сандар кандидаттар планеталар екенін болжайды, бірақ ресми жарияланымдар оларды тек кандидаттар деп атады. Тәуелсіз талдау көрсеткендей, олардың кем дегенде 90% нақты планеталар, жалған оң нәтиже емес). 68 планета шамамен Жердің мөлшерінде, 288 планета – супер Жердің мөлшерінде, 662 планета – Нептунның мөлшерінде, 165 планета – Юпитердің мөлшерінде, ал 19 планета Юпитерден екі есеге дейін үлкен. Бұрынғы зерттеулермен салыстырғанда, планеталардың шамамен 74% Нептуннан кіші, бұл кіші планеталарды табу үлкен планеталарды табудан қиын болғандықтан болуы мүмкін. 2011 жылдың 2 ақпанында жарияланған 1235 экзопланета кандидатының 54-і «мекен етуге жарамды аймақта» болуы мүмкін, оның ішінде бесеуі Жерден екі есеге дейін үлкен. Бұрын «мекен етуге жарамды аймақта» деп саналған екі ғана планета болған, сондықтан бұл жаңа жаңалықтар «Алтынша планеталардың» (сұйық суды қолдауға жарамды температурасы бар планеталар) ықтимал санын едәуір арттырады. Осы уақытқа дейін табылған барлық мекен етуге жарамды аймақтағы кандидаттар Күннен әлдеқайда кіші және салқын жұлдыздарды айналып жүреді (Күнге ұқсас жұлдыздардың айналасындағы мекен етуге жарамды кандидаттарды анықтау үшін үш транзит жинақтауға бірнеше жыл қажет). Барлық жаңа планета кандидаттарының 68-і Жердің мөлшерінің 125% немесе одан кіші, яғни бұрын ашылған экзопланеталардың барлығынан кіші. Планеталарды бақылау жиілігі ең жоғарысы экзопланеталар үшін, олар Жердің мөлшерінен екі-үш есе үлкен, содан кейін планетаның ауданына кері пропорционалдылықпен төмендейді. 2011 жылдың наурызындағы ең жақсы бағалау (бақылаушылық бұрмалауларды ескере отырып): жұлдыздардың 5,4% Жердің мөлшеріндегі кандидаттарды, 6,8% супер Жердің мөлшеріндегі кандидаттарды, 19,3% Нептунның мөлшеріндегі кандидаттарды және 2,55% Юпитердің мөлшері немесе одан үлкен кандидаттарды қамтиды. Көп планеталы жүйелер кең таралған; үйінді жұлдыздардың 17% -ы көп кандидаттардан тұрады, ал барлық планеталардың 33,9% бірнеше планеталы жүйелерде орналасқан. 2011 жылдың 5 желтоқсанына қарай Кеплер тобы 2326 планета кандидатын тапқандарын жариялады, олардың 207-сі Жерге ұқсас, 680-і супер Жердің мөлшерінде, 1181-і Нептунның мөлшерінде, 203-і Юпитердің мөлшерінде және 55-і Юпитерден үлкен. 2011 жылдың ақпан айындағы көрсеткіштермен салыстырғанда Жерге тең планеталардың саны 200% -ға, ал супер Жер планеталарының саны 140% -ға өсті. Сонымен қатар, зерттелген жұлдыздардың мекен етуге жарамды аймақтарында 48 планета кандидаттары табылды, бұл ақпан айындағы көрсеткіштен төмендеді; бұл желтоқсан айындағы деректерде қолданылған қатаң талаптарға байланысты. 2011 жылы астроном Сет Шостак Кеплердің зерттеулеріне сүйене отырып, «Жерден мың жарық жылының ішінде» «кем дегенде 30 000» мекен етуге жарамды планета бар екенін болжады. Сондай-ақ, Кеплер тобының бағалауынша, «Бөбек жолы галактикасында кем дегенде 50 миллиард планета бар», олардың «кем дегенде 500 миллионы» мекен етуге жарамды аймақта орналасқан. 2011 жылдың наурыз айында НАСА-ның реактивті қозғалтқыш зертханасы (JPL) астрономдары Күнге ұқсас барлық жұлдыздардың «1,4-2,7 пайызында» Жерге ұқсас планеталар «жұлдыздардың мекен етуге жарамды аймақтарында» болады деп күтілуде. Бұл дегеніміз, тек Құс жолы галактикасында «Жер аналогтарының» «екі миллиарды» бар. JPL астрономдары сондай-ақ «50 миллиард басқа галактикалар» бар екенін атап өтті, егер барлық галактикаларда Құс жолы сияқты планеталардың саны болса, онда «Жер аналогтарының» саны бір секстиллионнан асады.

On February 2, 2011, the Kepler team announced the results of analysis of the data taken between 2 May and September 16, 2009. They found 1235 planetary candidates circling 997 host stars. (The numbers that follow assume the candidates are really planets, though the official papers called them only candidates. Independent analysis indicated that at least 90% of them are real planets and not false positives). 68 planets were approximately Earth size, 288 super Earth size, 662 Neptune size, 165 Jupiter size, and 19 up to twice the size of Jupiter. In contrast to previous work, roughly 74% of the planets are smaller than Neptune, most likely as a result of previous work finding large planets more easily than smaller ones. That February 2, 2011 release of 1235 exoplanet candidates included 54 that may be in the "habitable zone", including five less than twice the size of Earth. There were previously only two planets thought to be in the "habitable zone", so these new findings represent an enormous expansion of the potential number of "Goldilocks planets" (planets of the right temperature to support liquid water). All of the habitable zone candidates found thus far orbit stars significantly smaller and cooler than the Sun (habitable candidates around Sun like stars will take several additional years to accumulate the three transits required for detection). Of all the new planet candidates, 68 are 125% of Earth's size or smaller, or smaller than all previously discovered exoplanets. The frequency of planet observations was highest for exoplanets two to three times Earth size, and then declined in inverse proportionality to the area of the planet. The best estimate (as of March 2011), after accounting for observational biases, was: 5.4% of stars host Earth size candidates, 6.8% host super Earth size candidates, 19.3% host Neptune size candidates, and 2.55% host Jupiter size or larger candidates. Multi planet systems are common; 17% of the host stars have multi candidate systems, and 33.9% of all the planets are in multiple planet systems. By December 5, 2011, the Kepler team announced that they had discovered 2,326 planetary candidates, of which 207 are similar in size to Earth, 680 are super Earth size, 1,181 are Neptune size, 203 are Jupiter size and 55 are larger than Jupiter. Compared to the February 2011 figures, the number of Earth size and super Earth size planets increased by 200% and 140% respectively. Moreover, 48 planet candidates were found in the habitable zones of surveyed stars, marking a decrease from the February figure; this was due to the more stringent criteria in use in the December data. Based on Kepler's findings, astronomer Seth Shostak estimated in 2011 that "within a thousand light years of Earth", there are "at least 30,000" habitable planets. Also based on the findings, the Kepler team has estimated that there are "at least 50 billion planets in the Milky Way", of which "at least 500 million" are in the habitable zone. In March 2011, astronomers at NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) reported that about "1.4 to 2.7 percent" of all Sun like stars are expected to have Earth size planets "within the habitable zones of their stars". This means there are "two billion" of these "Earth analogs" in the Milky Way alone. The JPL astronomers also noted that there are "50 billion other galaxies", potentially yielding more than one sextillion "Earth analog" planets if all galaxies have similar numbers of planets to the Milky Way.

2012 жыл

2012 жылдың қаңтар айында халықаралық астрономдар тобы, Көше жолындағы әр жұлдыздың "орташа есеппен кемінде 1,6 планетасын" қамтуы мүмкін екенін хабарлады, бұл Көше жолында 160 миллиардтан астам жұлдыздарға байланысты планеталар болуы мүмкін екенін көрсетеді. Кеплер алыс жұлдыздардағы аса қуатты жарылыстарды да тіркеді, олардың кейбіреулері 1859 жылғы Карингтон оқиғасынан 10 000 есе күшті болды. Мұндай жарылыстар Юпитер сияқты планеталардың жақын орбитада болуынан туындауы мүмкін. Сонымен қатар, төрт жұлдызы бар жүйеде планетаның табылуы расталды, мұндай жүйе алғаш рет ашылды. 2012 жылдың сотына қарай, барлығы 2321 үміткер тіркелді. Олардың 207-сі Жерге ұқсас, 680-і Жерден үлкен, 1181-і Нептун сияқты, 203-і Юпитер сияқты, ал 55-і Юпитерден де үлкен. Бұдан өзге, зерттелген жұлдыздардың мекен етуге жарамды аймақтарында 48 планета үміткері табылды. Кеплер тобы барлық жұлдыздардың 5,4%-ы Жер сияқты планеталарға үміткер екенін, ал барлық жұлдыздардың 17%-ы бірнеше планетаға ие екенін бағалады.

2013 жыл

2013 жылдың қаңтар айында Калтех астрономдары жариялаған зерттеуге сәйкес, Самағай галактикасында жұлдыздар санынан кем емес планеталар бар, нәтижесінде 100–400 миллиард экзопланета табылды. Зерттеу, Кеплер 32 жұлдызының айналасында айналатын планеталарға негізделген, Самағай галактикасындағы жұлдыздардың шамасында планеталық жүйелердің көп кездесуі мүмкін екенін көрсетеді. 2013 жылдың 7 қаңтарында тағы 461 үміткердің табылуы хабарланды. Кеплер қанша уақыт бақыласа, қысқа мерзімді планеталарды анықтау мүмкіндігі соғұрлым артады. 2013 жылдың сәуір айында KOI 256 жұлдыз жүйесінде серігі – қызыл ергежейлі жұлдыздың жарығын бұратын ақ ергежейлі жұлдыз табылды. 2013 жылдың сәуір айында НАСА үш жаңа, Жерге ұқсас экзопланетаны – Кеплер 62e, Кеплер 62f және Кеплер 69c – олардың бас жұлдыздарының, Кеплер 62 және Кеплер 69, мекен ету аймақтарында тапқанын жариялады. Бұл жаңа экзопланеталар сұйық суға және осылайша, өмірге қолайлы ортаға ие болу мүмкіндігіне байланысты маңызды үміткерлер саналады. Соңғы талдаулар Кеплер 69c Венераға көбірек ұқсайтынын және осы себепті өмірге қолайсыз екенін көрсетті. 2013 жылдың 15 мамырында НАСА ғарыш телескопының дұрыс бағытталуын қамтамасыз ететін реакциялық дөңгелектің істен шығуынан зардап шеккенін хабарлады. Бұрын бір дөңгелек істен шыққан еді, ал телескоптың қалыпты жұмыс істеуі үшін төрт дөңгелектің арасынан үш дөңгелек жұмыс істеуі қажет болды. Шілде және тамыздағы қосымша сынақтар Кеплердің зақымдалған реакциялық дөңгелектерін қауіпсіз режимге кірмей және бұрын жиналған ғылыми деректерді жіберу үшін пайдалана алатынын көрсетті, бірақ ол бұрынғыдай ғылыми деректерді жинауға қабілетсіз болды. Кеплер жобасында жұмыс істейтін ғалымдар қарастырылмаған деректердің көп екенін және бұл қиындыққа қарамастан, келесі бірнеше жылда жаңа жаңалықтар ашылатынын айтты. Кеплерден жаңа ғылыми деректер жиналмаса да, 2013 жылдың шілдесінде бұрынғы бақылауларға негізделген қосымша алпыс үш үміткер жарияланды. 2013 жылдың қарашасында екінші Кеплер ғылыми конференциясы өтті. Ашылғандардың арасында планета кандидаттарының орташа мөлшерінің 2013 жылдың басына қарағанда кішірейгені, сондай-ақ екі жұлдыздың айналасында айналатын планеталар мен мекен ету аймағындағы планеталардың алдын ала нәтижелері болды.

According to a study by Caltech astronomers published in January 2013, the Milky Way contains at least as many planets as it does stars, resulting in 100–400 billion exoplanets. The study, based on planets orbiting the star Kepler 32, suggests that planetary systems may be common around stars in the Milky Way. The discovery of 461 more candidates was announced on January 7, 2013. The longer Kepler watches, the more planets with long periods it can detect. In April 2013, a white dwarf was discovered bending the light of its companion red dwarf in the KOI 256 star system. In April 2013, NASA announced the discovery of three new Earth size exoplanets—Kepler 62e, Kepler 62f, and Kepler 69c—in the habitable zones of their respective host stars, Kepler 62 and Kepler 69. The new exoplanets are considered prime candidates for possessing liquid water and thus a habitable environment. A more recent analysis has shown that Kepler 69c is likely more analogous to Venus, and thus unlikely to be habitable. On May 15, 2013, NASA announced the space telescope had been crippled by failure of a reaction wheel that keeps it pointed in the right direction. A second wheel had previously failed, and the telescope required three wheels (out of four total) to be operational for the instrument to function properly. Further testing in July and August determined that while Kepler was capable of using its damaged reaction wheels to prevent itself from entering safe mode and of downlinking previously collected science data it was not capable of collecting further science data as previously configured. Scientists working on the Kepler project said there was a backlog of data still to be looked at, and that more discoveries would be made in the following couple of years, despite the setback. Although no new science data from Kepler field had been collected since the problem, an additional sixty three candidates were announced in July 2013 based on the previously collected observations. In November 2013, the second Kepler science conference was held. The discoveries included the median size of planet candidates getting smaller compared to early 2013, preliminary results of the discovery of a few circumbinary planets and planets in the habitable zone.

2014 жыл

13 ақпанда 530-дан астам қосымша планета үміткерлері жарияланды. Олардың бірқатары Жерге жақын мөлшерде және мекендеуге жарамды аймақта орналасқан. Бұл көрсеткіш 2014 жылдың маусым айында шамамен 400-ге артты. 26 ақпанда ғалымдар Кеплер деректерінің 715 жаңа экзопланетаның бар екенін растағанын хабарлады. "Көптеулік арқылы тексеру" деп аталатын жаңа статистикалық әдіс қолданылды, ол бірнеше жұлдыздың айналысындағы қанша планетаның нақты планета екеніне негізделген. Бұл көп планеталық жүйелерге жататын көптеген үміткерлерді тездетілген растауға мүмкіндік берді. Табылған экзопланеталардың 95%-ы Нептуннан кіші, ал төртеуі, оның ішінде Кеплер-296f, Жердің көлемінен 2,5 есе аз және бетінде сұйық суға жарамды температурасы бар мекендеу аймағында орналасқан. Наурыз айындағы зерттеуде бір тәуліктен кем орбиталық периоды бар кішкентай планеталар көбінесе 1-50 тәулік орбиталық периоды бар кемінде бір қосымша планетамен бірге болатыны анықталды. Сондай-ақ, ультрақысқа периодты планеталар, егер олар бұрыс орналасқан ыстық Юпитер болмаса, 2 Жер радиусынан кіші болады деп көрсетілді. 17 сәуірде Кеплер тобы мекендеуге жарамды аймақта орналасқан, Жерге жақын алғашқы планета – Кеплер-186f табылды деп хабарлады. Бұл планета қызыл жұлдыздың айналасында айналады. 2014 жылдың мамыр айында K2 байқауларының 0-дан 13-қа дейінгі өрістері жарияланды және егжей-тегжейлі сипатталды. K2 байқаулары 2014 жылдың маусым айында басталды. 2014 жылдың шілдесінде K2 өрісінен алынған алғашқы жаңалықтар екі жұлдыздан тұратын жүйелер түрінде жарияланды. Бұл жаңалықтар K2 миссиясына дайындық үшін 0-шы науқанға дейін жиналған Кеплер инженерлік деректерінен алынды. 2014 жылдың 23 қыркүйегінде НАСА K2 миссиясының бірінші науқанын аяқтағанын, алғашқы ресми ғылыми байқаулар жиынтығын аяқтағанын және екінші науқанның басталғанын хабарлады. [[File:KeplerSpaceTelescope SupernovaKSN2011b 20150520. png|thumb|Кеплер KSN 2011b, Ia типіндегі жарылысты бақылады: жарылыстан бұрын, кезінде және кейін. 2014 жылдың 14 қарашасынан 2015 жылдың 6 ақпанына дейін жалғасты және "16 375 стандартты ұзақ мерзімді және 55 стандартты қысқа мерзімді нысандарды" қамтыды. 2015 жылдың сәуір айында 4-ші науқан 2015 жылдың 7 ақпаны мен 24 сәуірі аралығында өтетіні және шамамен 16 000 жұлдызды және екі маңызды ашық жұлдыз шоғырын – Плеядалар мен Гиадаларды бақылауды қамтитыны хабарланды. 2015 жылдың мамыр айында Кеплер жаңадан ашылған KSN 2011b (1a типіндегі) жарылыстан бұрын, кезінде және кейін бақылады. Жарылысқа дейінгі сәттердің егжей-тегжейлі сипаттамасы ғалымдарға қараңғы энергияны жақсырақ түсінуге көмектеседі. 2015 жылдың 24 шілдесінде НАСА Кеплер-452b экзопланетасын тапқанын хабарлады, ол Жерге жақын мөлшерде және Күнге ұқсас жұлдыздың мекендеу аймағында айналып жүреді. Кеплер планеталарының кандидаттарының жетінші каталогы жарияланды, онда 4696 кандидат бар, бұл 2015 жылдың қаңтар айындағы алдыңғы каталогтан 521 кандидатқа артық. 2015 жылдың 14 қыркүйегінде астрономдар экзопланеталарды іздеу кезінде Кеплермен анықталған, Аққу шоқжұлдызындағы F типіндегі жұлдыз KIC 8462852-нің ерекше жарық өзгерістерін хабарлады. Әртүрлі гипотезалар ұсынылды, оның ішінде кометалар, астероидтар және басқа планеталық цивилизация.

On February 13, over 530 additional planet candidates were announced residing around single planet systems. Several of them were nearly Earth sized and located in the habitable zone. This number was further increased by about 400 in June 2014. On February 26, scientists announced that data from Kepler had confirmed the existence of 715 new exoplanets. A new statistical method of confirmation was used called "verification by multiplicity" which is based on how many planets around multiple stars were found to be real planets. This allowed much quicker confirmation of numerous candidates which are part of multiplanetary systems. 95% of the discovered exoplanets were smaller than Neptune and four, including Kepler 296f, were less than 2 1/2 the size of Earth and were in habitable zones where surface temperatures are suitable for liquid water. In March, a study found that small planets with orbital periods of less than one day are usually accompanied by at least one additional planet with orbital period of 1–50 days. This study also noted that ultra short period planets are almost always smaller than 2 Earth radii unless it is a misaligned hot Jupiter. On April 17, the Kepler team announced the discovery of Kepler 186f, the first nearly Earth sized planet located in the habitable zone. This planet orbits around a red dwarf. In May 2014, K2 observations fields 0 to 13 were announced and described in detail. K2 observations began in June 2014. In July 2014, the first discoveries from K2 field data were reported in the form of eclipsing binaries. Discoveries were derived from a Kepler engineering data set which was collected prior to campaign 0 in preparation to the main K2 mission. On September 23, 2014, NASA reported that the K2 mission had completed campaign 1, the first official set of science observations, and that campaign 2 was underway. [[File:KeplerSpaceTelescope SupernovaKSN2011b 20150520. png|thumb|Kepler observed KSN 2011b, a Type Ia supernova, in the process of exploding: before, during and after. lasted from November 14, 2014, to February 6, 2015, and included "16,375 standard long cadence and 55 standard short cadence targets". In April 2015, campaign 4 was reported to last between February 7, 2015, and April 24, 2015, and to include observations of nearly 16,000 target stars and two notable open star clusters, Pleiades and Hyades. In May 2015, Kepler observed a newly discovered supernova, KSN 2011b (Type 1a), before, during and after explosion. Details of the pre nova moments may help scientists better understand dark energy. On July 24, 2015, NASA announced the discovery of Kepler 452b, a confirmed exoplanet that is near Earth in size and found orbiting the habitable zone of a Sun like star. The seventh Kepler planet candidate catalog was released, containing 4,696 candidates, and increase of 521 candidates since the previous catalog release in January 2015. On September 14, 2015, astronomers reported unusual light fluctuations of KIC 8462852, an F type main sequence star in the constellation Cygnus, as detected by Kepler, while searching for exoplanets. Various hypotheses have been presented, including comets, asteroids, and an alien civilization.

2016 жыл

2016 жылдың 10 мамырына дейін Кеплер миссиясы 1284 жаңа планетаны растады. Дегенмен, бұл жоспар ұшырылғаннан кейін өзгертілді, деректер жиналғаннан кейін үш жылға дейін жариялану жоспарланды. Бұл кең пікірталас тудырды, нәтижесінде Кеплер ғылыми тобы деректерінің үшінші тоқсанын жиналғаннан бір жыл тоғыз ай өткен соң жариялады. 2010 жылдың қыркүйегіне дейінгі (4-ші, 5-ші және 6-шы тоқсандар) деректер 2012 жылдың қаңтар айында жарияланды.

Басқалардың бақылауы

Кеплер тобы белгілі бір уақыт аралығында үміткерлердің тізімін (Kepler Objects of Interest, немесе KOI) жұртшылыққа жариялайды. Осы ақпаратты пайдаланып, астрономдар тобы 2010 жылы KOI 428b кандидатының болуын растау үшін SOPHIE échelle спектрографы арқылы радиалды жылдамдық деректерін жинады, ол кейіннен Кеплер 40b деп аталды. 2011 жылы сол топ, кейіннен Кеплер 39b деп аталған KOI 423b кандидатын растады.

Азаматтық ғалымдардың қатысуы

2010 жылдың желтоқсанынан бастап Кеплер миссиясының деректері «Планеталар аңшылары» жобасында қолданылды, бұл жоба еріктілерге компьютерлік алгоритмдер жіберіп алмауы мүмкін планеталарды анықтау үшін Кеплер суреттерінің жарық қисықтарындағы транзит құбылыстарын іздеуге мүмкіндік берді. 2011 жылдың маусымына қарай пайдаланушылар бұрын Кеплер миссиясы тобы танымаған алпыс тоғыз потенциалды үміткерді тапты. Топ мұндай планеталарды анықтаған әуесқойларды ресми түрде мойындауды жоспарлап отыр. 2012 жылдың қаңтар айында BBC-нің «Stargazing Live» бағдарламасы «Planethunters.org» деректерін жаңа экзопланеталарды табу үшін талдауға еріктілерді шақырды. Бұл нәтижеде екі астроном-әуесқой – бірі Англияның Питерборо қаласында – Нептун мөлшеріндегі жаңа экзопланетаны ашты, ол Threapleton Holmes B деп аталды. Қаңтардың соңына қарай тағы да жүз мың ерікті іздеу жұмысына қатысып, 2012 жылдың басында Кеплердің бір миллионнан астам суретін талдады. Осылайша, PH1b (немесе Кеплер белгісі бойынша Кеплер 64b) экзопланетасы 2012 жылы табылды. Екінші экзопланета PH2b (Кеплер 86b) 2013 жылы табылды. 2017 жылдың сәуір айында ABC-нің «Stargazing Live» бағдарламасы, BBC-нің «Stargazing Live» бағдарламасының нұсқасы, «Exoplanet Explorers» деп аталатын Zooniverse жобасын іске қосты. «Планеталар аңшылары» архивтiк деректермен жұмыс істесе, «Exoplanet Explorers» K2 миссиясынан жақында жүктелген деректерді пайдаланды. Жобаның бірінші күні қарапайым тесттерден өткен 184 транзит кандидаты анықталды. Екінші күні зерттеу тобы кейіннен K2 138 деп аталған, Күнге ұқсас жұлдызы және тығыз орбитада төрт «супер Жері» бар жұлдыздық жүйені анықтады. Нәтижесінде, еріктілер 90 экзопланета кандидатын анықтауға көмектесті. Жаңа жұлдыздық жүйенің ашылуына көмектескен азаматтық ғалымдар ғылыми мақала жарияланғанда авторлар тізіміне қосылады.

Ықтимал экзопланеталар

[[File:KeplerExoplanets NearEarthSize HabitableZone 20150106. png|thumb|right|upright=1.5|Тұрғылықты аймақтағы расталған шағын экзопланеталар (Кеплер 62e, Кеплер 62f, Кеплер 186f, Кеплер 296e, Кеплер 296f, Кеплер 438b, Кеплер 440b, Кеплер 442b). Кеплер 43b, Кеплер 44b, Кеплер 45b, сондай-ақ Кеплер 223 және Кеплер 42 айналасындағы планеталар. "KOI" аббревиатурасы жұлдыздың Кеплер қызығушылық нысаны екенін көрсетеді.

Кеплер кіру каталогы

Кеплер енгізу каталогы – Кеплер спектрлік жіктеу бағдарламасы және Кеплер миссиясы үшін пайдаланылған, шамамен 13,2 миллион нысанадан тұратын, жалпыға қолжетімді іздеу дерекқоры. Бұл каталогтың өзі Кеплер нысаналарын табу үшін қолданылмайды, себебі тізімдегі жұлдыздардың тек бір бөлігі (каталогтың шамамен үштен бірі) ғарыш кемесімен байқалуға мүмкіндік береді. Дегенмен, Кеплердің Күн жүйесіндегі алғашқы ашылуы – 200 километрлік суық классикалық Койпер белдеуінің нысаны, ол Нептун орбитасының сыртында орналасқан.

Зейнеткерлік

[[File:KeplerSpaceTelescope Retirement ArtistConcept 20181030. jpg|thumb|2018 жылдың қазан-желтоқсан айларында Кеплердің зейнетке шығуына арналған NASA тапсырысымен жасалған сурет. Ғарыш кемесі 2018 жылдың 15 қарашасында Атмосфералық және ғарыш физикасы зертханасындағы миссия басқару орталығынан жіберілген «жақсы түн» командасымен тоқтатылды. Кеплердің зейнетке шығуы 1630 жылы Иоганн Кеплер қайтыс болған күнінен бастап 388 жыл толуымен сәйкес келеді.