Kepler-romobservatoriet ble skutt opp 7. mars 2009.

NASA. Begrenset gjenbruk

Kepler-romobservatoriet1. Tegning NASA

NASA. Begrenset gjenbruk

Kepler-romobservatoriet, skutt opp for NASA med en Boeing Delta II bærerakett fra Cape Canaveral Air Force Station 7. mars 2009. Romobservatoriet er konstruert for å finne jordlignende planeter i en avstand gunstig for livsbetingelser rundt sollignende stjerner i et utpekt område av vår galakse, Melkeveisystemet. Gunstig for livsbetingelser betyr i korthet at vann kan eksistere i flytende form på planetens overflate.

Det å lete etter jordlignende planeter rundt andre stjerner med bakkebaserte teleskoper er nesten umulig, fordi jordatmosfæren er for urolig. Romobservatorier har ikke dette problemet, men er til nå kun konstruert for andre formål. De har ofte forholdsvis store teleskoper, men synsfeltet er meget lite og de skal kunne rettes mot mange områder av himmelen.

Variasjoner i lysstyrken

Kepler er utstyrt for å oppdage planeter når de passerer foran sine stjerner, sett fra Jorden. Romobservatoriet vil observere bare ett stort område av himmelen i stjernebildene Cygnus (Svanen) og Lyra (Lyren). I løpet av en 3,5 års operasjonstid skal det måle variasjoner i lysstyrken fra over 100 000 stjerner samtidig hvert 30. minutt, variasjoner som oppstår når en passerende planet stenger for en liten del av stjernelyset. Effekten varer fra omkring en time til en halv dag, avhengig av banen og stjernetypen.

Måten å finne ekstrasolare planeter på kalles transittmetoden, og den vanskeliggjøres ved at lysstyrkereduksjonen er forsvinnende liten i forhold til lysmengden stjernen avgir. Metoden kan dessuten brukes bare når stjernens planetsystem ligger omtrent i synslinjen. For en ekstrasolar planet i bane tilsvarende Jordens, er sjansen for at den skal bevege seg omtrent i synslinjen og gi transitt mindre enn en prosent. Og for en planet på størrelse med Jorden i bane rundt en sollignende stjerne er reduksjonen i lysstyrke bare 84 deler per million, eller mindre enn 0,01 prosent. Dette tilsvarer reduksjonen en loppe ville gi hvis den beveget seg over en billykt flere kilometer unna.

Følsom lysmåler

Keplers ene instrument, et fotometer (lysmåler), er så følsomt at det kan registrere en endring på bare 20 deler per million i lyset fra stjerner som er mer enn 250 ganger svakere enn man kan se med det blotte øye. Tre eller flere passeringer med en stabil omløpstid, lysstyrkeendring og varighet gir god indikasjon på en ekstrasolar planet, men en bekreftelse må innhentes gjennom bakkeobservasjoner for å være på den sikre siden. Bakkeobservasjonene vil dessuten kunne gi ytterligere opplysninger om stjernen, for eksempel størrelse, masse og alder, kanskje også om det finnes flere planeter i baner rundt. Dette arbeidet vil ta tid.

De første planetene oppdaget av Kepler forventes å bli gasskjemper på størrelse med Jupiter og i lave baner og med omløpstid på bare noen få dager. Planeter i Merkur-lignende baner (se Merkur) med omløpstider på kun få måneder vil kunne oppdages ved hjelp av data fra første års operasjon. Funn av ekstrasolare planeter på størrelse med Jorden vil kanskje kreve en full operasjonstid på 3,5 år.

95 megapiksler

Fotometeret omfatter et Schmidt-teleskop som har et 1,4 meters primærspeil med sølvbelegg. I fokalplanet er det montert 42 lysfølsomme silisium-brikker (CCD-detektor) av samme type som finnes i fjernsyns- og digitalkameraer. Hver brikke måler 59x28 mm og har 2200x1024 piksler eller bildeelementer, altså totalt 95 megapiksler. Synsfeltet tilsvarer omtrent det samme som håndflaten i en arms avstand, men fotometeret er ikke et kamera. Datalagringskapasiteten er omkring 60 dager.

Kepler har en diameter på 2,7 m og en høyde på 4,7 m. Oppskytningsmassen var 1052 kg, hvorav selve observatoriet utgjorde 563 kg, fotometeret 478 kg og motordrivstoffet (hydrazin) 12 kg. Strømforsyningen er basert på 10,2 kvadratmeter solcellepaneler med en samlet effekt på noe i overkant av 1,1 kW.

Solbane

For å oppnå en størst mulig grad av fri sikt mot observasjonsområdet, må Kepler plasseres i en solbane - i en lav jordbane vil Jorden skygge for nesten halvparten av himmelen, og kravet til innretting av observatoriet blir stort. I den bortimot sirkelformerde solbanen med en omløpstid på 371 dager vil Kepler til å begynne med plasseres ca. 1580 km bak Jorden, men selv her kunne sikten i korte perioder hvert år hemmes av Solen, Jorden og Månen. For å unngå disse himmellegemene i siktlinjen har forskerne valgt et observasjonsområde (Cygnus og Lyra) som ligger over ekliptikken. Solbanen med nærhet til Jorden gir dessuten gode kommunikasjonsmuligheter og relativt få innrettingsproblemer.

Selv om full operasjonstid er 3,5 år, vil en forlengelse til 6 år være mulig. Basert på en 3,5 års operasjonstid, er kostnadene for prosjektet beregnet til omkring 600 millioner dollar.

Foreløpige resultater

2. februar 2011 la Kepler-forskergruppen frem resultater fra data samlet inn i perioden mai til september 2009. 1235 planetkandidater var funnet rundt 997 stjerner, mer enn det dobbelte av antallet kjente ekstrasolare planeter på det tidspunktet. 68 var planetkandidater av omtrent samme størrelse som Jorden, 54 kandidater i den såkalte beboelige sonen rundt stjernen. Det ble anslått at 5,4 prosent av stjernene har kandidater på størrelse med Jorden og at 17 prosent av stjernene har mer enn én planet. I september 2011 var antallet planetkandidater steget til 1781.

Lenke:

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.