歷史上最多產的行星獵機器已經功成身退。
美國國家航空航天局的開普勒太空望遠鏡,迄今為止已發現 3,800 顆已確認外星世界的 70%,現已耗盡燃料,該機構官員今天(10 月 30 日)宣佈。開普勒無法再重新定向自身以研究宇宙物體或將其資料傳送回地球,因此這臺傳奇儀器的太空工作在近十年後宣告結束。
這項工作具有變革性。[開普勒的 7 項最偉大的系外行星發現]
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“開普勒教會了我們,行星是普遍存在的,而且種類繁多,”開普勒專案科學家傑西·多特森告訴 Space.com。多特森在位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德的 NASA 艾姆斯研究中心工作。“它改變了我們仰望夜空的方式。”
今天的公告並不出乎意料。開普勒號幾個月以來一直燃料不足,任務管理人員最近幾次讓航天器進入休眠狀態,以儘可能延長其執行壽命。但結束是無法永遠阻止的;任務團隊成員在今天與記者的電話會議中表示,開普勒的燃料箱在兩週前終於耗盡。
美國國家航空航天局天體物理學部門主管保羅·赫茲在電話會議上說:“這標誌著開普勒航天器執行的結束,以及科學資料收集的結束。”
引領系外行星革命
開普勒使用“凌星法”搜尋外星世界,尋找當行星從航天器的角度掠過其恆星表面時引起的亮度下降。
這些下降非常微小——事實上,非常微小,以至於 NASA 官員最初懷疑航天器是否能夠進行如此精確的測量。開普勒背後的驅動力,艾姆斯研究中心的比爾·博魯奇,在 20 世紀 90 年代有四個任務提案被拒絕,直到 2000 年才最終取得突破,此前他和他的團隊在地球上的測試平臺設施中展示了該儀器的靈敏度。(博魯奇於 2015 年退休。)
開普勒號仍然花了一段時間才升空。該航天器於 2009 年 3 月發射,執行一項耗資 6 億美元的任務,以衡量類地行星在整個銀河系中有多普遍。
最初,開普勒號持續凝視著天空中的一小片區域,同時研究約 15 萬顆恆星。這項工作成果豐碩,迄今為止已產生 2,327 項已確認的系外行星發現。
然而,在 2013 年 5 月,開普勒號四個保持方向的“反作用輪”中的第二個失效。航天器無法保持足夠的穩定以進行其超精確的凌星測量,開普勒號最初的行星搜尋工作也告一段落。
但這艘航天器並未就此止步。開普勒號的操控人員很快找到了一種利用陽光壓力來穩定它的方法,並且在 2014 年,NASA 批准了一項名為 K2 的新任務。(派遣宇航員維修開普勒號是不可能的;該航天器繞太陽而不是地球執行,並且距離我們的星球數百萬英里。)
在 K2 任務期間,開普勒號在不同的 80 天“觀測季”中,研究了從我們太陽系中的彗星和小行星到遙遠的超新星爆發等各種宇宙物體和現象。行星搜尋仍然是一項重要的活動;截至今天,K2 任務發現的外星世界數量為 354 個。
開普勒號在其兩次任務中的觀測表明,銀河系中行星的數量超過恆星的數量,並且潛在的類地世界很常見。事實上,我們星系中約 20% 的類太陽恆星似乎在其宜居帶中擁有岩石行星,宜居帶是指液態水可能存在於世界表面的距離範圍。
多特森告訴 Space.com:“開普勒號的系外行星遺產絕對是重磅炸彈。”
她強調說,這項任務的遺產也擴充套件到其他領域。例如,開普勒號對超過 50 萬顆恆星完成的精確亮度測量,正在幫助天文學家更好地瞭解恆星的內部運作。該儀器的超新星觀測可以為宇宙中最戲劇性的事件提供重要的線索。
多特森說:“我們在爆炸發生時,在最開始就看到了爆炸。” “如果你想弄清楚事物為什麼會‘轟’的一聲爆炸,那真是令人興奮。”
尚未結束
即使開普勒號已經閉上了眼睛,但來自這項任務的發現應該會在未來幾年內不斷湧現。開普勒團隊成員表示,航天器探測到的大約 2,900 顆“候選”系外行星仍需經過審查,其中大多數最終應該都是真實的。
多特森強調說,還有很多其他資料需要分析。
開普勒號將繼續活在它幫助引發的系外行星革命中。例如,今年 4 月,NASA 發射了一艘名為凌星系外行星巡天衛星 (TESS) 的新航天器,它正在搜尋繞太陽相對較近的恆星執行的外星世界(使用凌星法,就像開普勒號一樣)。
TESS 最有希望的一些發現將受到 NASA 耗資 89 億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的仔細審查,該望遠鏡計劃於 2021 年發射。韋伯望遠鏡將能夠掃描附近外星世界的大氣層,尋找甲烷、氧氣和其他可能表明生命跡象的氣體。
NASA 艾姆斯研究中心的開普勒系統工程師查理·索貝克告訴 Space.com,開普勒號的逝世“不是一個時代的終結”。“這是一個值得紀念的時刻,但它不是終結。”
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