历史上最多产的行星猎机器已经功成身退。
美国国家航空航天局的开普勒太空望远镜,迄今为止已发现 3,800 颗已确认外星世界的 70%,现已耗尽燃料,该机构官员今天(10 月 30 日)宣布。开普勒无法再重新定向自身以研究宇宙物体或将其数据传送回地球,因此这台传奇仪器的太空工作在近十年后宣告结束。
这项工作具有变革性。[开普勒的 7 项最伟大的系外行星发现]
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“开普勒教会了我们,行星是普遍存在的,而且种类繁多,”开普勒项目科学家杰西·多特森告诉 Space.com。多特森在位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的 NASA 艾姆斯研究中心工作。“它改变了我们仰望夜空的方式。”
今天的公告并不出乎意料。开普勒号几个月以来一直燃料不足,任务管理人员最近几次让航天器进入休眠状态,以尽可能延长其运行寿命。但结束是无法永远阻止的;任务团队成员在今天与记者的电话会议中表示,开普勒的燃料箱在两周前终于耗尽。
美国国家航空航天局天体物理学部门主管保罗·赫兹在电话会议上说:“这标志着开普勒航天器运行的结束,以及科学数据收集的结束。”
引领系外行星革命
开普勒使用“凌星法”搜寻外星世界,寻找当行星从航天器的角度掠过其恒星表面时引起的亮度下降。
这些下降非常微小——事实上,非常微小,以至于 NASA 官员最初怀疑航天器是否能够进行如此精确的测量。开普勒背后的驱动力,艾姆斯研究中心的比尔·博鲁奇,在 20 世纪 90 年代有四个任务提案被拒绝,直到 2000 年才最终取得突破,此前他和他的团队在地球上的测试平台设施中展示了该仪器的灵敏度。(博鲁奇于 2015 年退休。)
开普勒号仍然花了一段时间才升空。该航天器于 2009 年 3 月发射,执行一项耗资 6 亿美元的任务,以衡量类地行星在整个银河系中有多普遍。
最初,开普勒号持续凝视着天空中的一小片区域,同时研究约 15 万颗恒星。这项工作成果丰硕,迄今为止已产生 2,327 项已确认的系外行星发现。
然而,在 2013 年 5 月,开普勒号四个保持方向的“反作用轮”中的第二个失效。航天器无法保持足够的稳定以进行其超精确的凌星测量,开普勒号最初的行星搜寻工作也告一段落。
但这艘航天器并未就此止步。开普勒号的操控人员很快找到了一种利用阳光压力来稳定它的方法,并且在 2014 年,NASA 批准了一项名为 K2 的新任务。(派遣宇航员维修开普勒号是不可能的;该航天器绕太阳而不是地球运行,并且距离我们的星球数百万英里。)
在 K2 任务期间,开普勒号在不同的 80 天“观测季”中,研究了从我们太阳系中的彗星和小行星到遥远的超新星爆发等各种宇宙物体和现象。行星搜寻仍然是一项重要的活动;截至今天,K2 任务发现的外星世界数量为 354 个。
开普勒号在其两次任务中的观测表明,银河系中行星的数量超过恒星的数量,并且潜在的类地世界很常见。事实上,我们星系中约 20% 的类太阳恒星似乎在其宜居带中拥有岩石行星,宜居带是指液态水可能存在于世界表面的距离范围。
多特森告诉 Space.com:“开普勒号的系外行星遗产绝对是重磅炸弹。”
她强调说,这项任务的遗产也扩展到其他领域。例如,开普勒号对超过 50 万颗恒星完成的精确亮度测量,正在帮助天文学家更好地了解恒星的内部运作。该仪器的超新星观测可以为宇宙中最戏剧性的事件提供重要的线索。
多特森说:“我们在爆炸发生时,在最开始就看到了爆炸。” “如果你想弄清楚事物为什么会‘轰’的一声爆炸,那真是令人兴奋。”
尚未结束
即使开普勒号已经闭上了眼睛,但来自这项任务的发现应该会在未来几年内不断涌现。开普勒团队成员表示,航天器探测到的大约 2,900 颗“候选”系外行星仍需经过审查,其中大多数最终应该都是真实的。
多特森强调说,还有很多其他数据需要分析。
开普勒号将继续活在它帮助引发的系外行星革命中。例如,今年 4 月,NASA 发射了一艘名为凌星系外行星巡天卫星 (TESS) 的新航天器,它正在搜寻绕太阳相对较近的恒星运行的外星世界(使用凌星法,就像开普勒号一样)。
TESS 最有希望的一些发现将受到 NASA 耗资 89 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜的仔细审查,该望远镜计划于 2021 年发射。韦伯望远镜将能够扫描附近外星世界的大气层,寻找甲烷、氧气和其他可能表明生命迹象的气体。
NASA 艾姆斯研究中心的开普勒系统工程师查理·索贝克告诉 Space.com,开普勒号的逝世“不是一个时代的终结”。“这是一个值得纪念的时刻,但它不是终结。”
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