El telescopio espacial Kepler de la NASA fue un observatorio en el espacio dedicado a la búsqueda de planetas fuera de nuestro sistema solar, con un enfoque particular en la búsqueda de planetas que podrían parecerse a la Tierra. El Observatorio estuvo en servicio durante poco menos de nueve años, desde su lanzamiento en marzo de 2009 hasta su desmantelamiento en noviembre. 15, 2018.,
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desde el lanzamiento de Kepler, los astrónomos han descubierto miles de planetas extra-solares, o exoplanetas a través de este telescopio. La mayoría de ellos son planetas que están entre el tamaño de la Tierra y Neptuno (que es cuatro veces el tamaño de la Tierra). Muchos de estos planetas fueron descubiertos en una región de la constelación de Cygnus del tamaño de la palma de una mano, donde Kepler fue señalado durante los primeros cuatro años de su misión.,
a partir de noviembre de 2020, Kepler había sido acreditado con el descubrimiento de 2.392 exoplanetas, con 2.368 planetas candidatos a la espera de confirmación, de acuerdo con el archivo de exoplanetas de la NASA. La misión continuó mucho más allá de su fecha de finalización programada, aunque los problemas mecánicos en 2013 obligaron a los gerentes de la misión a crear una misión «K2» modificada en la que Kepler utilizó la presión de la luz solar para estabilizarse, cambiando su vista a diferentes puntos del cielo.,
How Kepler got its start
Kepler fue una creación del científico de la NASA William J. Borucki, quien había trabajado en instrumentos científicos para el Programa Apolo., A partir de 1983, Borucki comenzó a abogar dentro de la NASA por una misión que buscaría exoplanetas observando tránsitos, eventos en los que un planeta pasa frente a su estrella visto desde el punto de vista de la Tierra. El concepto de Borucki fue rechazado por la NASA cuatro veces, ya que la agencia exigió varias demostraciones de que la misión era tecnológica y financieramente factible. La NASA finalmente aprobó la misión en 2001.
Kepler fue parte del programa Discovery de la NASA, que financia naves espaciales de menor costo para la exploración del sistema solar., Kepler fue seleccionado al mismo tiempo que Dawn, una nave espacial que visitó los pequeños mundos Vesta y Ceres.
en una conferencia en el Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell, Borucki explicó: «observa más de 170.000 estrellas simultáneamente, buscando planetas que cruzan su estrella y bloquean algo de luz. Al bloquear esa luz podemos decir qué tan grande es el planeta comparado con la estrella, y cuando se repite podemos decir el período orbital. De la tercera ley de Kepler podemos deducir cuán lejos está el planeta de la estrella., Y mirando las propiedades de la estrella podemos decir lo caliente que podría ser ese planeta.»
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La Tercera Ley de Kepler, llamada así por el astrónomo Johannes Kepler (1571-1630), establece que si se conoce la longitud del año de un planeta (su período orbital) y la masa de su estrella madre, se puede calcular su distancia promedio desde la estrella.
una de las superpotencias del telescopio espacial Kepler es su capacidad para medir el brillo de una estrella a una pequeña fracción de un porcentaje., Esta fotometría de precisión es necesaria para captar la diminuta atenuación causada por un planeta frente a su estrella. Por ejemplo, Júpiter que pasa frente al sol bloquea aproximadamente el 1% de la luz del sol; la Tierra bloquea menos del 0.01%.
en los primeros años de la caza de exoplanetas, los astrónomos eran más capaces de encontrar gigantes gaseosos enormes — del tamaño de Júpiter y más grandes — que estaban al acecho cerca de su estrella madre., La adición de la fotometría sensible de Kepler (así como la caza de planetas más sofisticada desde el suelo) significa que los astrónomos han encontrado más «super-tierras», o planetas que son ligeramente más grandes que la Tierra pero tienen una superficie rocosa. Los hallazgos de Kepler también permiten a los astrónomos comenzar a agrupar exoplanetas en tipos, lo que ayuda a comprender sus orígenes.
Primary mission
El telescopio Kepler de 600 millones de dólares fue lanzado en 2009 con la expectativa de que operaría durante un año.
en los primeros días, una parte importante de las operaciones de Kepler era eliminar los falsos positivos., Debido a que el oscurecimiento aparente de las estrellas también puede tener lugar a través de medios distintos a los tránsitos de exoplanetas (por ejemplo, debido a la variabilidad natural de una estrella, manchas estelares u otra estrella o par de estrellas en algún lugar de la misma línea de visión), cada planeta candidato fue confirmado a través de otros telescopios, generalmente midiendo la «oscilación» gravitacional exhibida por una estrella en respuesta a un planeta giratorio.
pero la misión original de Kepler no era tanto identificar exoplanetas individuales como hacer un censo de tantas estrellas como fuera posible y estimar el porcentaje de estrellas que albergan planetas.,
así, como Kepler acumuló experiencia, los métodos estadísticos fueron puestos en juego. Por ejemplo, en febrero de 2014 los astrónomos fueron pioneros en una nueva técnica llamada «verificación por multiplicidad», que distingue los sistemas de múltiples planetas de los sistemas de múltiples estrellas y, por lo tanto, Encuentra muchos exoplanetas a la vez. A través de esta técnica, el equipo reveló 715 planetas confirmados en un lanzamiento, haciendo el mayor lote de planetas en un solo anuncio hasta ese momento.,
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Kepler fue aprobado mucho más allá de su duración original de la misión y estaba funcionando bien hasta mayo de 2013, cuando un segundo de sus cuatro ruedas de reacción o giroscopios falló. El telescopio necesita al menos tres de estos dispositivos para permanecer apuntando en la dirección correcta. En ese momento, la NASA dijo que el telescopio todavía estaba en buenas condiciones de lo contrario, e investigó ideas de misiones alternativas para el hardware.,
nueva misión
en pocos meses, la agencia ideó una nueva misión para el telescopio espacial que denominó K2. La misión usaría el viento solar del sol para estabilizar el telescopio durante varios meses a la vez. Luego, aproximadamente cuatro veces al año, el telescopio, que mide aproximadamente 15 pies (4,7 metros) de largo y 9 pies (2.,7 m) de diámetro, giraría a un campo de visión diferente cuando el sol se acercara demasiado a sus sensores.
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en julio de 2015, cuando la nueva misión se convirtió en una rutina, Borucki, todavía el investigador principal en ese momento, se retiró después de 53 años de servicio a la NASA, según la agencia.
mientras que el ritmo de descubrimiento planetario fue menor con la nueva misión, nuevos hallazgos continuaron. En enero de 2016, la NASA anunció el descubrimiento de más de 100 nuevos planetas basados en observaciones de K2., «Esta es una validación de la capacidad de todo el programa K2 para encontrar un gran número de planetas verdaderos y genuinos», dijo Ian Crossfield, astrónomo de la Universidad de Arizona, durante la reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana, durante la cual se anunció el hallazgo.
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Kepler examinó el sistema TRAPPIST-1, que probablemente tiene múltiples planetas del tamaño de la tierra, entre diciembre de 2016 y marzo de 2017. Ese febrero, otro equipo de astrónomos anunció que se habían encontrado más planetas del tamaño de la Tierra., Los científicos de Kepler luego publicaron los datos brutos de sus observaciones TRAPPIST – 1 para que otros equipos los analizaran, si estaban interesados.
en febrero de 2018, la NASA publicó otra publicación de datos de Kepler sobre 95 nuevos planetas encontrados durante la misión K2. Uno de esos planetas orbitaba una estrella brillante, por lo que era un candidato fácil para el seguimiento de un Observatorio Terrestre.
grandes descubrimientos
Gracias a Kepler, ahora sabemos lo común que es que otras estrellas tengan planetas.
«esencialmente cada estrella tiene un planeta. Eso es un gran problema, y no fue apreciado antes de Kepler», dijo el ex científico del proyecto Kepler Nick Gautier en un comunicado publicado cuando se retiró el telescopio.,
durante los primeros siete años de operaciones de Kepler y K2, la NASA emitió dos docenas de comunicados de prensa anunciando exoplanetas recién descubiertos, a menudo en grandes lotes.
en junio de 2017, llegó la versión final de los datos de la misión principal de Kepler. Los hallazgos planetarios confirmados de Kepler fueron aumentados a 2.335. Incluyendo planetas potenciales, el recuento total se situó en 4.034.,
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la misión K2 terminó durando tanto como la misión principal, y elevó el número total de estrellas encuestadas de Kepler a más de 500,000, según un comunicado de prensa de la NASA.
otro logro importante fue descubrir la gran variedad de sistemas planetarios que existen. Los sistemas planetarios pueden existir en arreglos compactos dentro de los confines del equivalente de la órbita de Mercurio. Incluso pueden orbitar alrededor de dos estrellas, al igual que Tatooine en el universo de Star Wars., Y en un descubrimiento emocionante para aquellos que buscan vida más allá de la Tierra, el telescopio reveló que los planetas pequeños y rocosos similares a la Tierra son más comunes que los gigantes gaseosos más grandes como Júpiter.
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otros mundos extraños descubiertos por el telescopio incluyen Kepler-62e y Kepler-62f, dos mundos acuáticos que probablemente tienen un océano global, a diferencia de la tierra, que tiene una fracción significativa de tierra seca. Los planetas están a unos 1.200 años luz de distancia en la constelación de Lyra y están cerca del tamaño de la Tierra.
Las observaciones a largo plazo de Kepler de la estrella KIC 8462852, también conocida como «la estrella de Tabby», revelaron un extraño patrón de atenuación y brillo., Los astrónomos todavía están tratando de averiguar la naturaleza de los inusuales cambios en el brillo, que han sido atribuidos a cualquier cosa, desde cometas hasta un anillo desigual de polvo, e incluso a una megaestructura alienígena.
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La gran sensibilidad de Kepler al brillo cambiante de las estrellas fue explotada para las Pléyades, un conocido cúmulo de estrellas que está a solo 400 años luz de distancia y visible a simple vista. Las observaciones de Kepler proporcionaron el mejor seguimiento de su variabilidad hasta el momento., El telescopio también proporcionó nuevas mediciones de estrellas explosivas y ondas sonoras dentro de las estrellas.
fin de la misión
Kepler fue lanzado con 3 galones (12 kilogramos) de hidracina en su tanque de combustible. El combustible alimenta los propulsores que ayudan a corregir la deriva y realizar grandes maniobras, incluyendo apuntar a nuevos campos de visión y orientar sus transmisores a la tierra para enlazar datos científicos y recibir comandos. Debido a que Kepler no tiene un medidor preciso en su tanque de combustible, los ingenieros solo pudieron estimar cuando se estaba quedando sin combustible.,
en marzo de 2018, la NASA anunció que esperaba que el tanque de combustible de la nave se secara en los meses siguientes. Poco más de siete meses después, el 30 de octubre, la NASA confirmó que Kepler se había quedado sin gasolina. Los ingenieros enviaron un comando final de «Buenas noches» y retiraron oficialmente la nave espacial El noviembre. 15, 2018-coincidentemente, el 388 aniversario de la muerte de Johannes Kepler.
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aunque inactivo, Kepler continuará en su órbita terrestre alrededor del sol, pasando a través de la vecindad de la Tierra (a una distancia segura) en 2060 y nuevamente en 2117.
El Rol de Kepler como el Telescopio Espacial líder en la búsqueda de exoplanetas fue asumido por el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess), que fue lanzado el 18 de abril de 2018 y completó su misión principal en agosto. 11, 2020 antes de comenzar una fase de misión extendida., Mientras que la misión de Kepler era principalmente Estadística-para descubrir si los exoplanetas del tamaño de la Tierra eran comunes-TESS está diseñado para identificar sistemas de exoplanetas específicos que deben examinarse más a fondo.