Eeuwenlang, mensen hebben zich afgevraagd of andere aardes in een baan om verre sterren kunnen draaien. Misschien zouden sommige van deze buitenaardse werelden vreemde vormen van leven herbergen of een unieke en veelzeggende geschiedenis of toekomst hebben. Maar het was pas in 1995 dat astronomen de eerste planeten zagen die rond zonachtige sterren buiten ons zonnestelsel draaiden.

In het laatste decennium, vooral, het aantal planeten waarvan bekend is dat ze om verre sterren draaien, groeide van minder dan 100 tot ruim 2, 000, met nog 2 000 waarschijnlijke planeten wachten op bevestiging. De meeste van deze nieuwe ontdekkingen zijn te danken aan één enkele onderneming:NASA's Kepler-missie.

Kepler is een ruimtevaartuig met een telescoop van 1 meter die een 95 megapixel digitale camera ter grootte van een bakplaat verlicht. Het instrument detecteerde kleine variaties in de helderheid van 150, 000 verre sterren, op zoek naar het veelbetekenende teken van een planeet die een deel van het sterlicht blokkeert terwijl het over de gezichtslijn van de telescoop gaat. Het is zo gevoelig dat het een vlieg kan detecteren die rond een enkele straatlantaarn in Chicago zoemt vanuit een baan boven de aarde. Het kan sterren zien trillen en trillen; het kan sterrenvlekken en fakkels zien; en, in gunstige situaties, het kan planeten zien zo klein als de maan.

De duizenden ontdekkingen van Kepler hebben een revolutie teweeggebracht in ons begrip van planeten en planetaire systemen. Nutsvoorzieningen, echter, het ruimtevaartuig heeft bijna geen hydrazine-brandstof meer en zal ergens in de komende maanden zijn fantastische leven beëindigen. Gelukkig voor planeetjagers, NASA's aanstaande TESS-missie wacht in de coulissen en zal de zoektocht naar exoplaneten overnemen.

Keplers geschiedenis

De Kepler-missie werd begin jaren tachtig bedacht door NASA-wetenschapper Bill Borucki, met latere hulp van David Koch. Destijds, er waren geen bekende planeten buiten het zonnestelsel. Kepler werd uiteindelijk geassembleerd in de jaren 2000 en gelanceerd in maart 2009. Ik kwam in 2008 bij het Kepler Science Team (als een groentje met grote ogen), uiteindelijk co-voorzitter van de groep die de bewegingen van de planeten bestudeerde met Jack Lissauer.

Oorspronkelijk, de missie was gepland om drie en een half jaar te duren met mogelijke verlengingen zolang de brandstof, of de camera, of het ruimtevaartuig duurde. Naarmate de tijd verstreek, delen van de camera begonnen te falen, maar de missie is blijven bestaan. Echter, in 2013 toen twee van de vier stabiliserende gyroscopen (technisch "reactiewielen") stopten, de oorspronkelijke Kepler-missie is effectief geëindigd.

Zelfs dan, met enige vindingrijkheid, NASA was in staat om gereflecteerd licht van de zon te gebruiken om het ruimtevaartuig te sturen. De missie werd omgedoopt tot K2 en bleef nog een half decennium planeten vinden. Nutsvoorzieningen, met de brandstofmeter bijna leeg, de activiteit van het jagen op planeten loopt af en het ruimtevaartuig zal op drift worden gelaten in het zonnestelsel. De definitieve catalogus van planeetkandidaten van de oorspronkelijke missie werd eind vorig jaar voltooid en de laatste waarnemingen van K2 worden afgerond.

Kepler's wetenschap

Het uitknijpen van de kennis die we uit die gegevens kunnen halen, zal de komende jaren doorgaan, maar wat we tot nu toe hebben gezien, heeft wetenschappers over de hele wereld verbaasd.

We hebben enkele planeten gezien die in slechts een paar uur om hun gastster cirkelen en zo heet zijn dat het oppervlaktegesteente verdampt en achter de planeet aantrekt als een komeetstaart. Andere systemen hebben planeten zo dicht bij elkaar dat als je op het oppervlak van één zou staan, de tweede planeet zou groter lijken dan 10 volle manen. Eén systeem zit zo vol met planeten dat acht van hen dichter bij hun ster staan ​​dan de aarde bij de zon. Velen hebben planeten, en soms meerdere planeten, in een baan rond de bewoonbare zone van hun gastster, waar vloeibaar water op hun oppervlak kan voorkomen.

Zoals bij elke missie, het Kepler-pakket kwam met compromissen. Het moest naar een enkel deel van de lucht staren, elke 30 minuten knipperen, voor vier achtereenvolgende jaren. Om genoeg sterren te bestuderen om zijn metingen te doen, de sterren moesten behoorlijk ver weg zijn - net als wanneer je midden in een bos staat, er zijn meer bomen verder van je af dan vlak naast je. Verre sterren zijn vaag, en hun planeten zijn moeilijk te bestuderen. Inderdaad, een uitdaging voor astronomen die de eigenschappen van Kepler-planeten willen bestuderen, is dat Kepler zelf vaak het beste instrument is om te gebruiken. Hoogwaardige gegevens van telescopen op de grond vereisen lange observaties met de grootste telescopen - kostbare bronnen die het aantal planeten dat kan worden waargenomen, beperken.

We weten nu dat er minstens zoveel planeten in de melkweg zijn als er sterren zijn, en veel van die planeten zijn heel anders dan wat we hier in het zonnestelsel hebben. Om de kenmerken en persoonlijkheden van de grote verscheidenheid aan planeten te leren kennen, moeten astronomen degenen onderzoeken die rond helderdere en dichterbij gelegen sterren draaien, waar meer instrumenten en meer telescopen kunnen worden ingezet.

Voer TESS in

NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite-missie, onder leiding van MIT's George Ricker, zal naar verwachting in de komende weken worden gelanceerd en zal naar planeten zoeken met dezelfde detectietechniek die Kepler gebruikte. baan van TESS, in plaats van rond de zon te zijn, zal een nauwe relatie hebben met de maan:TESS zal twee keer om de aarde draaien voor elke baan om de maan. het waarnemingspatroon van TESS, in plaats van naar een enkel deel van de lucht te staren, scant bijna de hele lucht met overlappende gezichtsvelden (net als de bloembladen op een bloem).

Gezien wat we van Kepler hebben geleerd, astronomen verwachten dat TESS nog duizenden planetenstelsels zal vinden. Door de hele hemel te onderzoeken, we zullen systemen vinden die 10 keer dichterbij en 100 keer helderder om sterren draaien dan die van Kepler - wat nieuwe mogelijkheden opent voor het meten van planeetmassa's en dichtheden, het bestuderen van hun atmosfeer, die hun gaststerren karakteriseren, en het vaststellen van de volledige aard van de systemen waarin de planeten zich bevinden. Deze informatie, beurtelings, zal ons meer vertellen over de geschiedenis van onze eigen planeet, hoe het leven kan zijn begonnen, welk lot we hebben vermeden en welke andere paden we hadden kunnen volgen.

De zoektocht om onze plaats in het universum te vinden gaat verder terwijl Kepler zijn deel van de reis beëindigt en TESS het stokje overneemt.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.