ТРАНЗИТ
ПОЛЕВОЙ СПРАВОЧНИК ПО ТЕЛЕСКОПУ «КЕПЛЕР»
Десять глав о миссии, изменившей ответ на древний вопрос. До «Кеплера» мы не знали, часты планеты или редки. «Кеплер» навёл одну камеру на один участок неба, четыре года не мигая следил за 150 000 звёзд и измерял тени глубиной в одну десятитысячную процента — этого хватило, чтобы доказать: планет в Галактике больше, чем звёзд. Пролистайте вниз, чтобы начать.
НАЧАТЬ — ГЛАВА 01 →Когда планета проходит перед звездой, звезда чуть-чуть тускнеет
Если орбита планеты видна нам с ребра, планета раз за оборот проходит перед своей звездой и заслоняет крошечную долю её света. Для планеты размером с Землю, пересекающей звезду типа Солнца, это падение составляет около 0,01% — одну часть на десять тысяч — и длится несколько часов.[1]
Увидьте, как то же падение повторяется по регулярному расписанию, — и у вас есть орбита; глубина даёт размер планеты, а период — её расстояние от звезды. Весь метод держится на измерении яркости с предельной, непоколебимой точностью.
Аппарат, построенный, чтобы одно измерение делать исключительно хорошо
«Кеплер» стартовал на Delta II 7 марта 2009 года на гелиоцентрическую орбиту, следующую за Землёй, с периодом 372 дня.[1] Он нёс ровно один прибор: фотометр диаметром 0,95 метра с 95-мегапиксельным детектором и без возможности наблюдать отдельные цели по запросу. Вся его конструкция служила одному статистическому эксперименту.
Неподвижное поле между Лебедем и Лирой, за которым следили четыре года подряд
«Кеплер» удерживал единое поле зрения площадью 115 квадратных градусов вблизи плоскости Млечного Пути, выбранное так, чтобы его звёзды оставались видны круглый год и никогда не заходили за Солнце.[1] Он непрерывно записывал яркость около 150 000 звёзд каждые 30 минут.
Непрерывность решала всё: планета на годовой орбите транзитит лишь раз в год, поэтому её доказательство требует лет непрерывной записи. Один длинный пропуск мог бы скрыть целый мир.
Широкоугольная камера и четыре колеса, держащие её идеально неподвижно
«Кеплер» — телескоп системы Шмидта: конструкция, обменивающая корректирующую линзу на очень широкое чистое поле. За оптикой стоит крупнейшая камера, которую NASA когда-либо запускало. Выберите компонент.
В Галактике планет больше, чем звёзд
Из своего поля в 150 000 звёзд «Кеплер» выявил тысячи планет и планет-кандидатов — достаточно, чтобы делать статистику по всей Галактике. Выводы: практически у каждой звезды есть хотя бы одна планета; малые каменистые планеты — самый распространённый тип; а у заметной доли звёзд типа Солнца и красных карликов есть планета примерно земного размера в зоне, где могла бы существовать жидкая вода.[2]
Камни в обитаемой зоне, плотные системы и настоящий Татуин
Kepler-22b (2011) стала первой подтверждённой планетой в обитаемой зоне звезды. Kepler-186f (2014) — первой найденной там планетой размером с Землю. У Kepler-11 оказалось шесть планет, обращающихся ближе к своей звезде, чем Венера к Солнцу. А Kepler-16b, обращающаяся сразу вокруг двух звёзд, превратила небо с двойным закатом из научной фантастики в измеренный факт.[2]
Чтобы держать телескоп неподвижно в трёх измерениях, нужны три исправных маховика
Точное наведение «Кеплера» зависело от четырёх маховиков, из которых три должны были работать. Один отказал в июле 2012 года; второй — в мае 2013 года.[1] С двумя маховиками телескоп уже не мог удерживать поле достаточно неподвижно, чтобы обнаружить транзит, и первоначальная миссия завершилась — хотя к тому времени он уже собрал данных на десятилетие работы учёных.
Уравновешивание аппарата давлением фотонов
Инженеры нашли решение: направить аппарат почти вдоль орбиты, чтобы солнечный свет, равномерно давящий на корпус, работал как мягкий третий маховик, удерживая неустойчивую ось. Тогда «Кеплер» мог оставаться достаточно стабильным для наблюдений — но только вдоль плоскости своей орбиты и лишь около 80 дней, пока Солнце не выходило в поле зрения.[1] Миссия K2 провела серию таких кампаний с 2014 по 2018 год, добавив ещё несколько сотен подтверждённых планет, а также сверхновые, звёздные скопления и тела Солнечной системы.
Завершил работу, имея за собой более половины всех известных экзопланет
Балансировка K2 всё ещё требовала двигателей для сброса накопленного момента, и в 2018 году гидразин закончился. NASA завершило миссию «Кеплера» 30 октября 2018 года, оставив его на безопасной орбите вокруг Солнца.[1] Итоговый счёт: более 2600 подтверждённых планет — свыше половины всех известных на тот момент экзопланет — и окончательный ответ на вопрос, часты ли иные миры. Часты.
Середина века экзопланет
«Кеплер» не нашёл первую экзопланету и не найдёт последнюю. Он ответил на вопрос «сколько их» и передал полную Галактику целей миссиям, созданным изучать их поодиночке.
Источники, на которые ссылается этот справочник
Номера в квадратных скобках в тексте выше соответствуют источникам ниже.