케플러 우주 망원경

Kepler space telescope
케플러
Kepler in orbit
케플러 망원경에 대한 예술가의 인상
미션 타입우주 망원경
교환입니다.NASA/LASP
COSPAR ID2009-011a Edit this at Wikidata
새캣34380
웹 사이트www.nasa.gov/kepler
미션 기간계획: 3.5년
최종 : 9년 7개월 23일
우주선 속성
제조원볼 에어로스페이스 & 테크놀로지
발사 질량1,052.4 kg (2,320파운드)[1]
건조 질량1,040.7 kg (2,294파운드)[1]
페이로드 질량478 kg (1,054파운드)[1]
치수4.7 m × 2.7 m (15.4 ft × 8.9 [1]ft
1,100와트[1]
임무 개시
발매일2009년 3월 7일 03:49:57 (2009-03-07)UTC03:49:57) UTC[2]
로켓델타 II(7925-10L)
발사장소케이프 커내버럴 SLC-17B
청부업자United Launch Alliance(통합 론칭 얼라이언스)
입력 서비스2009년 5월 12일 09:01 UTC
임무 종료
비활성화됨2018년 11월 15일(2018-11-15)
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템태양중심
정권지구 궤적
반장축1.0133 AU
편심0.036116
근일점 고도0.97671 AU
원일리온 고도1.0499 AU
기울기0.4474도
기간372.57일
근일점 인수294.04도
평균 이상311.67도
평균 운동0.96626도/일
에폭2018년 1월 1일 (J2000: 2458119.5)[3]
망원경
유형슈미트
직경0.95 m (3.1 피트)
집하 영역0.708m2(7.62평방피트)[A]
파장430~890[3] nm
트랜스폰더
대역폭X밴드업: 7.8비트/초– 2kbit/초[3]
X밴드 다운: 10비트/초~16kbit/초[3]
K밴드a 다운: 최대 4.3 Mbit/s[3]
Kepler logo.svg
새벽
성배

케플러 우주 망원경은 나사가 2009년 다른[5] [6][7] 주위를 도는 지구 크기의 행성을 발견하기 위해 발사한 은퇴한 우주 망원경이다.천문학자 요하네스 [8]케플러의 이름을 딴 이 우주선은 지구를 따라 태양중심 궤도로 발사되었다.주요 수사관은 윌리엄 J. 보루키였다.9년 반의 운용 후, 망원경의 반응 제어 시스템 연료가 고갈되었고,[9][10] NASA는 2018년 10월 30일 은퇴를 발표했다.

거주할 수 있는 구역이나 근처에서 추정 Earth-size 외계 행성을 발견하기 위해 은하의 지구의 지역의 일부를 조사하기 위해 고안되어 얼마나 많은 수 십억의 별들의 은하수가 있는 planets,[6][11][12]케플러의 유일한 과학적인 악기는 광도계. 지속적 운동은 밝기의 약 15만명의 주요 sequenc.e스타에고정 [13]시야이러한 데이터는 지구로 전송되고, 그 후 분석되어 모항성 앞을 가로지르는 외계행성에 의해 발생하는 주기적인 조광 현상을 감지합니다.지구에서 가장자리에 있는 궤도로 보이는 행성들만 발견될 수 있었다.케플러는 530,506개의 별을 관찰했고 2662개의 [14]행성을 발견했다.

역사

출시 전 개발

케플러 우주 망원경은 나사의 비교적 저렴한 과학 임무 발견 프로그램의 일부였다.이 망원경의 제작과 초기 작동은 나사의 제트 추진 연구소에서 관리했으며, 에어로스페이스는 케플러 비행 시스템 개발을 담당했다.

2006년 1월,[15] NASA의 예산 삭감과 통합으로 인해 프로젝트의 개시가 8개월 연기되었습니다.2006년 3월 재정 [15]문제로 다시 4개월 지연됐다.이 때 고이득 안테나를 짐벌 주도의 설계에서 우주선 프레임에 고정된 설계로 변경해 비용과 복잡성을 줄였다.

출시 후

Ames Research Center는 지상 시스템 개발, 2009년 12월 이후 임무 운영 및 과학적 데이터 분석을 담당했습니다.최초 계획된 수명은 3.5년이었지만,[16] 별과 우주선 양쪽에서 예상한 것보다 더 많은 소음이 발생했기 때문에, 모든 임무 목표를 달성하기 위해 추가적인 시간이 필요했습니다.당초 2012년에는 [17]2016년까지 임무가 연장될 것으로 예상됐지만 2012년 7월 14일 우주선을 가리키는 데 사용된 4개의 반응 바퀴 중 하나가 회전을 멈추었고, 다른 반응 바퀴가 모두 신뢰할 [18]수 있어야만 임무를 완수할 수 있을 것이다.그 후 2013년 5월 11일, 두 번째 반응 바퀴가 고장 나 과학[19] 데이터 수집이 불가능해지고 [20]임무의 지속이 위협받았다.

2013년 8월 15일, NASA는 두 개의 고장난 반응 바퀴를 수리하는 것을 포기했다고 발표했다.이것은 현재의 임무가 수정되어야 한다는 것을 의미했지만, 반드시 행성 사냥의 종료를 의미하지는 않았다.NASA는 "남은 두 개의 좋은 반응 바퀴와 추진기를 사용하여 잠재적으로 외계 행성 탐사를 포함한 대체 임무 계획을 제안할 것"[21][22][23][24]을 우주 과학계에 요청했다.2013년 11월 18일 K2 "Second Light" 제안이 보고되었습니다.이것은 더 작고 어두운 [25][26][27][28]적색왜성 주변의 거주할 수 있는 행성을 발견할 수 있는 방법으로 케플러를 이용하는 것을 포함할 것이다.2014년 5월 16일, NASA는 K2 [29]연장의 승인을 발표했다.

2015년 1월까지 케플러와 후속 관측 결과 약 440개의 항성계에서 확인된 외계행성과 3,199개의 확인되지 않은 행성 [B][30][31]후보가 추가로 발견되었다.케플러의 K2 [32]임무를 통해 4개의 행성이 확인되었다.2013년 11월, 천문학자들은 케플러 우주 임무 자료에 근거하여, 우리 은하 [33][34][35]내에 태양과 비슷한 별과 적색왜성의 거주 가능 영역을 공전하는 지구 크기의 바위가 있는 외계 행성이 400억 에 달할 것으로 추정했다.이 행성들 중 110억 개가 태양과 비슷한 [36]별들 주위를 돌고 있을 것으로 추정된다.과학자들에 [33][34]따르면 이러한 행성과 가장 가까운 행성은 3.7 파섹 떨어져 있을 수 있다.

2015년 1월 6일, 나사는 케플러 우주 망원경에 의해 발견된 1,000번째 확인된 외계행성을 발표했다.새롭게 확인된 외계 행성들 중 4개는 그들의 관련 별들의 거주가능 영역 내에서 궤도를 돌고 있는 것으로 밝혀졌다. 4개 중 3개는 케플러-438b, 케플러-442b, 케플러-452b이며, 4번째인 케플러-440b는 슈퍼 지구 [37]크기이다.2016년 5월 10일, 나사는 케플러에 의해 발견된 1,284개의 새로운 외계행성을 확인했는데,[38][39][40] 이는 지금까지 발견된 행성 중 가장 큰 것이다.

케플러 데이터는 또한 과학자들이 초신성을 관찰하고 이해하는 데 도움을 주었다; 측정치는 매 30분마다 수집되었기 때문에 광도 곡선은 이러한 유형의 천문학적 [41]사건들을 연구하는데 특히 유용했다.

2018년 10월 30일, 우주선의 연료가 다 떨어진 후, NASA는 망원경이 [42]폐기될 것이라고 발표했다.그 망원경은 같은 날 정지되었고, 9년간의 서비스를 끝냈다.케플러는 [14]평생 동안 53만 506개의 별을 관찰하고 2,662개의 외계행성을 발견했다.2018년에 발사된 새로운 NASA 임무인 TES가 외계 행성 [43]탐사를 계속하고 있다.

우주선 설계

아스트로텍의 위험한 처리 설비에 있는 케플러
Interactive 3D model of Kepler
케플러의 인터랙티브 3D 모형

그 망원경과(렌즈)1.4-meter(55사이즈로)1차 mirror—at 발사의 지구 orbit,[44]에 속하지 않는 망원경에 이 가장 큰 거울은 허셜 우주 천문대 몇달 이 타이틀의 시기 la.에게 먹이를 주고는 0.95-meter(374에)앞 정열기 쟁반을 가지고 슈미트 카메라 기능이 있1,039 kg(2,291 lb)의 질량을 가지고 있착륙.그것의 망원경은 115도2(약 12도 직경)의 시야를 가지고 있는데, 이는 팔의 길이에 쥐어진 주먹 크기와 거의 맞먹는다.이 중 105도는2 과학 품질로 11% 미만입니다.광도계는 선명한 이미지보다는 뛰어난 측광 기능을 제공하기 위해 부드러운 초점을 가지고 있습니다.임무 목표는 m(V)=12 태양 유사 별에 대해 20ppm의 복합 차분 광도 정밀도(CDPP)였지만, 관측 결과는 이 목표에는 미치지 못했다(임무 상태 참조).

카메라

케플러의 이미지 센서 어레이.배열은 Petzval 필드 곡률을 고려하도록 곡선 처리됩니다.

우주선 카메라의 초점면은 각각 2200×1024픽셀의 42개의 50×25mm(2×1인치) CCD로 만들어졌으며, 총 해상도는 94.[45][46]6메가픽셀로 당시 [16]우주로 발사된 카메라 시스템 중 가장 컸다.어레이는 외부 [47]라디에이터에 연결된 히트 파이프에 의해 냉각되었습니다.CCD는 6.5초마다 읽혀져(포화를 제한하기 위해) 짧은 캐던스 타겟의 경우 58.89초 동안, 긴 캐던스 [48]타겟의 경우 1765.5초(29.4분) 동안 온보드 상에 함께 추가되었습니다.전자의 대역폭 요건이 크기 때문에 롱 케이던스의 경우 170,000에서 512로 수가 제한되었습니다.하지만, 발사 당시 케플러는 NASA 임무 [citation needed]중 가장 높은 데이터 속도를 가지고 있었지만, 9천 5백만 화소의 29분 합계는 저장되고 지구로 다시 보내질 수 있는 것보다 더 많은 데이터를 구성했다.따라서, 과학 팀은 관심 있는 각 별과 관련된 픽셀을 5.4 메가픽셀의 약 6 퍼센트에 달하는 픽셀 (5.4 메가픽셀).그런 다음 이러한 픽셀의 데이터를 다른 보조 데이터와 함께 16기가바이트 솔리드 스테이트 레코더에 재입력, 압축 및 저장했습니다.저장 및 다운링크된 데이터에는 과학별, p-모드별, 스미어, 블랙 레벨, 배경 [47][49]및 전체 시야 이미지가 포함됩니다.

프라이머리 미러

케플러 망원경과 다른 주목할 만한 광학 망원경의 1차 거울 크기 비교.

케플러 1차 거울은 지름이 1.4미터(4.6피트)이다.초저팽창(ULE) 유리를 사용하여 유리 제조사 코닝이 제조한 이 미러는 같은 [50][51]크기의 솔리드 미러의 14% 밖에 되지 않도록 특별히 설계되었습니다.상대적으로 작은 행성이 별 앞을 지날 때 감지하기에 충분한 감도를 가진 우주 망원경 시스템을 만들기 위해서는 주 거울에 매우 높은 반사율이 요구되었습니다.Surface Optics Corp.는 이온 보조 증발을 사용하여 반사율을 높이기 위해 보호용 9층 실버 코팅과 색중심의 형성과 대기 수분 [52][53]흡수를 최소화하기 위해 유전체 간섭 코팅을 적용했습니다.

광도 측정 성능

광도 측정 성능 면에서 케플러는 어떤 지구 망원경보다 훨씬 더 잘 작동했지만 설계 목표에는 미치지 못했다.목표는 등급 12의 별에서 20ppm(ppm)의 복합 차분 광도 정밀도(CDPP)를 6.5시간 동안 통합하는 것이었다.이 추정치는 대략 태양의 값인 10ppm의 항성 변동성을 고려하여 개발되었습니다.이 관측에 대해 얻은 정확도는 항성과 초점면상의 위치에 따라 29ppm의 중앙값으로 넓은 범위를 가진다.추가 소음의 대부분은 예상보다 큰 별 자체의 변동(가정된 10.0ppm에 비해 19.5ppm)에 의한 것으로 보이며, 나머지는 [54][45]예측된 것보다 약간 큰 기구 소음원에 의한 것으로 보인다.

태양과 비슷한 별을 통과하는 지구 크기의 행성으로 인한 밝기 감소는 80ppm에 불과하기 때문에, 소음의 증가는 각각의 통과가 의도한 4µ가 아닌 2.7µ의 이벤트에 불과하다는 것을 의미합니다.즉, 검출을 확실히 하기 위해서는 더 많은 트랜시트가 관찰되어야 합니다.과학적 추정에 따르면, 당초 계획했던 3.5년과는 달리, 7년에서 8년 동안 지속된 임무가 지구 크기의 모든 [55]통과 행성을 찾기 위해 필요할 것이라고 한다.2012년 4월 4일, 케플러 미션은 2016 [17][56]회계연도까지 연장될 수 있도록 승인되었지만, 이는 또한 나머지 모든 반응 바퀴가 건강하게 유지되는 것에 달려있었고, 이는 사실이 아닌 것으로 판명되었습니다(아래 반응 바퀴 문제 참조).

궤도 및 방향

우리 은하에 관한 케플러의 탐색량
지구에 대한 케플러의 움직임은 비슷한 궤도로 천천히 지구로부터 멀어져 시간이 지남에 따라 나선처럼 보인다.

케플러는 지구의 엄폐, 유광, 그리고 지구 궤도에 내재된 중력 교란과 토크를 피하는 태양 주위[57][58]돈다.

NASA는 케플러의 궤도를 "지구 궤적"[59]으로 규정했다.372.5일의 공전 주기와 함께, 케플러는 천천히 지구에 뒤쳐지고 있다.2018년 5월 1일 현재, 지구에서 케플러까지의 거리는 약 0.917 AU(1억3700만 km)[3]이다.이것은 약 26년 후에 케플러가 태양의 반대편에 도달하고 51년 후에 지구 근처로 돌아올 것이라는 것을 의미한다.

2013년까지 광도계황도면에서 멀리 떨어진 북쪽 백조자리, 거문고자리, 용암자리의 필드를 가리켜 우주선이 궤도를 [47]도는 동안 태양빛이 광도계에 들어오지 않도록 했다.이것은 또한 태양계가 은하 중심을 중심으로 움직이는 방향이기도 합니다.따라서 케플러가 관측한 별들은 태양계와 은하 중심에서 거의 같은 거리이며 은하 평면에 가깝습니다. 사실은 희토류 가설에서 제시된 것처럼 은하 내 위치가 거주 가능성과 관련이 있다면 중요합니다.

방향은 (예를 들어 [60]허블에 사용되는 속도 감지 자이로스코프 대신) 기기 초점면에 위치한 미세 가이드 센서를 사용하여 회전을 감지함으로써 3축으로 안정화됩니다.방향 조절을 위해 반응 바퀴와[61] 히드라진 스러스터를 사용합니다.

케플러 궤도 애니메이션
태양에 대한 상대
지구에 대한 상대
태양과 지구를 기준으로
케플러 · 지구 · 태양.

운용

케플러의 궤도.그 망원경의 태양 배열은 용암점분점에서 조정되었다.

케플러는 Ball Aerospace & Technologies와 계약을 맺고 대기 우주 물리학 연구소(LASP)에 의해 콜로라도 볼더에서 운영되었다.태양계 위로 떨어지는 태양빛의 양을 최적화하고 열방열기가 [47]깊은 우주를 향하도록 하기 위해 우주선의 태양계열이 태양마주하도록 회전되었다.LASP와 Ball Aerospace는 함께 콜로라도 대학의 연구 캠퍼스에 위치한 미션 운영 센터에서 우주선을 통제한다.LASP는 필수 임무 계획과 과학 데이터의 초기 수집 및 배포를 수행합니다.이 미션의 초기 라이프 사이클 비용은 3.5년 [47]운영에 대한 자금을 포함하여 6억 달러로 추정되었습니다.2012년, 나사는 케플러 임무가 2016년까지 매년 [17]약 2천만 달러의 비용으로 지원될 것이라고 발표했다.

통신

NASA는 명령과 상태 업데이트를 위해 일주일에 두 번 X밴드 통신 링크를 사용하여 우주선에 연락했다.K band link를 이용하여a550 kB/s의 최대 데이터 전송 속도로 매월 1회 과학 데이터를 다운로드 합니다.고이득 안테나는 조종할 수 없기 때문에 전체 우주선 및 [62]: 16 고이득 안테나의 지구 통신 방향을 변경하기 위해 하루 동안 데이터 수집이 중단됩니다.

케플러 우주망원경은 선상에서 부분 분석을 실시해 대역폭 [63]절약을 위해 필요한 것으로 판단되는 과학적 데이터만 전송했다.

데이터 관리

LASP에서 임무 수행 중 수집된 과학 데이터 원격측정 자료는 메릴랜드주 볼티모어에 있는 존스홉킨스 대학 캠퍼스에 있는 우주망원경 과학 연구소에 있는 케플러 데이터 관리 센터(DMC)로 보내져 처리된다.과학 데이터 텔레메트리는 DMC에 의해 보정되지 않은 FITS 형식의 과학 데이터 제품으로 디코딩되어 처리되며, 이 제품은 NASA Ames Research Center의 Science Operations Center(SOC)로 전달되어 교정 및 최종 처리를 수행합니다.NASA Ames Research Center(ARC)의 SOC는 Kepler Science Office(SO)에서 사용할 과학적 데이터를 처리하는 데 필요한 도구를 개발하고 운용합니다.따라서 SOC는 SO와 SOC가 공동으로 개발한 과학적 알고리즘을 기반으로 파이프라인 데이터 처리 소프트웨어를 개발한다.운영 중 [64]SOC는 다음을 수행합니다.

  1. DMC로부터 보정되지 않은 픽셀 데이터를 수신합니다.
  2. 분석 알고리즘을 적용하여 각 별에 대해 보정된 픽셀 및 광도 곡선을 생성합니다.
  3. 행성 탐지를 위한 통과 검색을 수행합니다(임계값 교차 이벤트(TCE)).
  4. 거짓 양성 검출을 제거하는 방법으로 다양한 데이터 제품의 일관성을 평가하여 후보 행성의 데이터 검증을 수행합니다.

또한 SOC는 지속적으로 광도 측정 성능을 평가하고 SO 및 미션 관리 사무소에 성능 메트릭을 제공합니다.마지막으로 SOC는 카탈로그 및 처리된 데이터를 포함한 프로젝트의 과학 데이터베이스를 개발하고 유지합니다.SOC는 마지막으로 보정된 데이터 제품과 과학적 결과를 DMC에 반환하여 장기간 보관하고 Multimission Archive at STScI(MAST)를 통해 전 세계 천문학자들에게 배포합니다.

반응 휠 고장

2012년 7월 14일, 우주선의 미세한 포인팅에 사용된 네 개의 반응 바퀴 중 하나가 [65]고장 났다.케플러는 망원경을 정확히 조준하기 위해 3개의 반작용 바퀴만 필요로 하지만, 또 다른 실패는 우주선이 원래 [66]영역을 조준할 수 없게 만들 것이다.

2013년 1월 몇 가지 문제를 보인 후, 2013년 5월 11일 두 번째 반응 바퀴가 고장 나 케플러의 1차 임무가 종료되었다.이 우주선은 안전 모드로 전환되었고, 그 후 2013년 6월부터 8월까지 고장난 바퀴를 복구하기 위한 일련의 공학 테스트가 수행되었다.2013년 8월 15일까지, 바퀴는 복구할 [21][22][23]수 없다는 결정이 내려졌고, 우주선의 [21]남은 능력을 평가하기 위한 엔지니어링 보고서가 발주되었다.

이러한 노력은 결국 "K2"의 후속 임무로 황도 근처의 다른 분야를 관찰하게 되었다.

운용 스케줄

케플러의 2009년 3월 7일 발사
케플러의 내부 삽화
2004년 케플러의 그림

2006년 1월,[15] NASA의 예산 삭감과 통합으로 인해 프로젝트의 개시가 8개월 연기되었습니다.2006년 3월 재정 [15]문제로 다시 4개월 지연됐다.이 때 고이득 안테나는 매달 1일 관측하는 비용으로 비용과 복잡성을 줄이기 위해 기공 설계에서 우주선 프레임에 고정된 설계로 변경되었다.

케플러 천문대는 2009년 3월 7일 03:49:57 UTC에 플로리다 [2][5]케이프 커내버럴 공군기지에서 델타 II 로켓을 타고 발사되었다.발사는 성공적이었고 3단계 모두 UTC 4시 55분까지 완료되었다.망원경의 덮개는 2009년 4월 7일에 버려졌고, 그 다음날 [67][68]번째 빛 이미지가 촬영되었다.

2009년 4월 20일, 케플러 과학 팀은 초점의 추가적인 정교화가 과학적 [69]귀환을 극적으로 증가시킬 것이라는 결론을 내렸다고 발표했다.2009년 4월 23일 프라이머리 미러 40마이크로미터(1.6천분의 1인치)를 초점 평면으로 이동하고 프라이머리 미러 0.0072도 [70]기울이면 포커스가 성공적으로 최적화되었다고 발표되었습니다.

2009년 5월 13일 00:01 UTC에 케플러는 성공적으로 커미셔닝 단계를 마치고 다른 [71][72]별 주변의 행성들을 찾기 시작했습니다.

2009년 6월 19일, 우주선은 성공적으로 첫 과학 자료를 지구로 보냈다.케플러는 6월 15일 안전 모드에 들어간 것으로 밝혀졌다.두 번째 세이프 모드 이벤트는 7월 2일에 발생했습니다.두 경우 모두 CPU 리셋에 의해 이벤트가 트리거되었습니다.우주선은 7월 3일 정상운행을 재개했고 6월 19일 이후 수집된 과학 데이터는 이날 [73]다운링크가 됐다.2009년 10월 14일,[74] 이러한 세이핑이벤트의 원인은 RAD750 프로세서에 전력을 공급하는 저전압 전원 장치로 판명되었습니다.2010년 1월 12일, 초점면의 한 부분은 케플러의 42개의 CCD 중 2개를 포함하는 초점면 MOD-3 모듈에 문제가 있음을 암시하는 비정상적인 데이터를 전송했다.2010년 10월 현재, 이 모듈은 "실패"로 기술되었지만, 적용 범위는 [75]여전히 과학 목표를 초과했습니다.

케플러는 한 달에[77] 한 번 약 12기가바이트의 데이터를[76] 다운링크했습니다.[78] 이러한 다운링크의 예는 2010년 11월 22일부터 23일까지였습니다.

시야

천체 좌표를 가진 케플러의 조사 영역 다이어그램

케플러는 하늘에 대해 고정된 시야(FOV)를 가지고 있다.오른쪽 다이어그램은 천구 좌표 및 검출기 필드가 위치한 위치와 왼쪽 상단 모서리에 천구 북쪽이 있는 몇 개의 밝은 별의 위치를 보여 줍니다.임무 웹사이트에는 주어진 물체가 FOV에 속하는지, 속한다면 광검출기 출력 데이터 스트림에서 나타나는 위치를 결정하는 계산기가[79] 있습니다.외계 행성 후보들에 대한 데이터는 후속 관측을 수행하기 위해 케플러 추적 프로그램, 즉 KFOP에 제출된다.

백조자리, 거문고자리, 용자리의 광도계 시야

케플러의 시야는 115 평방도, 즉 하늘의 0.25% 또는 "북두칠성의 두 스쿠프"에 이른다.따라서 전체 하늘을 [80]덮으려면 약 400개의 케플러 같은 망원경이 필요할 것이다.케플러 필드에는 백조자리, 거문고자리, 용자리의 일부가 포함되어 있습니다.

케플러의 시야에서 가장 가까운 항성계는 태양에서 15광년 떨어진 3진성계 글리제 1245입니다.태양에서 22.8 ± 1광년 떨어진 갈색왜성 WISE J2000+3629도 시야에 있지만 주로 적외선 파장에서 빛을 방출하기 때문에 케플러에게는 보이지 않습니다.

목적 및 방법

케플러 우주 망원경의 과학적 목적은 행성계[81]구조와 다양성을 탐구하는 것이었다.이 우주선은 여러 가지 주요 목표를 달성하기 위해 많은 별 표본을 관찰합니다.

  • 다양한 스펙트럼 유형의 별의 거주 가능 영역(종종 "골디락스 행성"[82]이라고 함) 내 또는 그 근처에 지구 크기 이상의 행성이 얼마나 있는지 알아보기 위해.
  • 이 행성들의 궤도의 크기와 모양을 결정하는 것.
  • 다중성계에 몇 개의 행성이 있는지 추정하는 것입니다.
  • 단주기 거대 행성의 궤도 크기, 밝기, 크기, 질량 및 밀도를 결정하기 위해.
  • 다른 기법을 사용하여 발견된 각 행성 시스템의 추가 구성원을 식별합니다.
  • 행성계를 품고 있는 별들의 성질을 알아보세요.

이전에 다른 프로젝트에 의해 발견된 외계 행성들 대부분은 목성 크기 이상의 거대한 행성들이었다.케플러는 지구 질량의 30배에서 600배 정도 작은 행성을 찾도록 설계되었다.사용된 통과 방법인 이 방법은 별들 앞에서 행성이 반복적으로 지나가는 것을 관찰하는 것으로, 지구 크기의 행성에 대해 0.01% 정도의 별의 겉보기 등급이 약간 감소합니다.이 밝기의 감소 정도는 행성의 지름을 추론하는 데 사용될 수 있고, 통과 간격은 행성의 공전 주기를 추론하는 데 사용될 수 있으며, 이로부터 행성의 궤도 반장축(케플러의 법칙을 사용)과 별의 복사 모델을 사용하여 행성의 온도를 계산할 [citation needed]수 있습니다.

별에 대한 가시선을 따라 무작위로 행성 궤도가 존재할 확률은 별의 직경을 [83]궤도의 직경으로 나눈 값입니다.태양과 비슷한 별을 통과하는 1AU의 지구 크기 행성의 확률은 [83]0.47%로 210분의 1입니다.호스트에 스타 여러 행성이 금성처럼 행성이 확률이 약간 0.65%에서 높은Sun-like 있는 별 주위를 도는, 들어[83], 추가적인 추적의 확률 초기 탐지 확률은 주어진 시스템에 행성들 가정보다 높다 비슷한planes—an 가정 pla의 지금의 모델과 일관되게 주위를 도는 경향이 있다.그물ary 시스템 형성.[83]예를 들어, 외계인이 수행한 케플러 같은 임무가 지구가 태양을 통과하는 것을 관찰한다면, 금성이 태양을 통과하는 [83]것을 볼 확률은 7%이다.

케플러의 115도 시야는2 10평방호 밖에 안 되는 허블우주망원경보다 지구 크기의 행성을 탐지할 확률이 훨씬 높다.게다가, 케플러는 행성 통과를 감지하는 데 전념하는 반면, 허블 우주 망원경은 광범위한 과학적 문제를 해결하기 위해 사용되며, 단 하나의 별장만을 연속적으로 관찰하는 경우는 거의 없습니다.케플러의 시야에 있는 약 50만 개의 별들 중에서, 약 15만 개의 별들이 관측 대상으로 선택되었습니다.90,000개 이상의 별이 주계열 또는 주계열 근처에 있는 G형 별입니다.따라서, 케플러는 별들의 밝기가 최고조에 달할 때 400~865 nm의 파장에 민감하도록 설계되었다.케플러에 의해 관측된 대부분의 별들은 겉보기 등급은 14에서 16 사이지만 가장 밝은 별들은 겉보기 등급은 8 이하입니다.대부분의 행성 후보들은 추적 [84]관찰을 하기에는 너무 희미하기 때문에 처음에는 확인되지 않을 것으로 예상되었다.선택된 모든 별들이 동시에 관측되며, 우주선은 매 30분마다 밝기의 변화를 측정합니다.이것은 교통편을 볼 수 있는 더 좋은 기회를 제공한다.이 임무는 다른 [47][85]별들 주위를 도는 행성들을 탐지할 가능성을 극대화하기 위해 고안되었다.

케플러는 별의 조광 현상이 지나가는 행성에 의해 발생했다는 것을 확인하기 위해 최소한 세 개의 통과를 관찰해야 하고, 더 큰 행성들은 확인하기가 더 쉬운 신호를 주기 때문에, 과학자들은 최초의 보고된 결과가 좁은 궤도에 있는 더 큰 목성 크기의 행성들이 될 것으로 예상했다.이들 중 첫 번째는 불과 몇 개월간의 운영 후에 보고되었다.작은 행성들, 그리고 태양에서 멀리 떨어진 행성들은 더 오래 걸릴 것이고, 지구와 비슷한 행성을 발견하는 데는 3년 혹은 그 [57]이상이 걸릴 것으로 예상되었다.

케플러에 의해 수집된 데이터는 또한 다양한 유형의 변광성을 연구하고 별자리학을 수행하는데,[86] 특히 태양과 같은 [87]진동을 보여주는 별들에 사용되고 있다.

행성 찾기 프로세스

행성 후보 검색

케플러에 대한 예술가의 인상

일단 케플러가 데이터를 수집하여 되돌려 보내면, 원시 광선 곡선이 만들어집니다.그런 다음 우주선 회전에 따른 밝기 변화를 고려하도록 밝기 값을 조정합니다.다음 단계는 광선 곡선을 보다 쉽게 관찰할 수 있는 형태로 처리(접기)하고 소프트웨어가 잠재적으로 통과처럼 보이는 신호를 선택하도록 하는 것입니다.이 시점에서 잠재적인 트랜싯라이크 기능을 나타내는 신호는 모두 임계값 초과 이벤트라고 불립니다.이러한 신호는 2개의 검사 라운드로 개별적으로 검사되며, 첫 번째 라운드는 타깃당 몇 초밖에 걸리지 않습니다.이 검사는 잘못 선택된 비신호, 기기 노이즈 및 명백한 일식 [88]이진수로 인한 신호를 제거합니다.

이러한 테스트를 통과한 임계값 교차 이벤트를 KOI(Kepler Objects of Interest)라고 하며, KOI 지정을 받고 보관됩니다.KOI는 폐기라고 하는 프로세스에서 보다 철저하게 검사됩니다.이 배치를 통과한 것을 케플러 행성 후보라고 합니다.KOI 아카이브는 정적이 아니며, 이는 케플러 후보가 추가 조사를 통해 거짓 양성 목록에 포함될 수 있다는 것을 의미합니다.잘못된 긍정으로 분류된 KOI는 다시 후보군에 [89]오를 수 있다.

모든 행성 후보들이 이 과정을 거치는 것은 아니다.주회 행성은 엄격하게 주기적인 통과를 보이지 않기 때문에 다른 방법으로 검사해야 한다.또한 타사 연구자는 다른 데이터 처리 방법을 사용하거나 처리되지 않은 광선 곡선 데이터에서 행성 후보를 검색합니다.그 결과 이들 행성은 KOI 명칭이 누락될 수 있습니다.

행성 후보 확인 중

2017년 [90]6월 19일 현재 케플러 임무 – 새로운 외계 행성 후보 –

일단 케플러 데이터에서 적합한 후보가 발견되면 추적 테스트를 통해 잘못된 긍정을 배제할 필요가 있습니다.

보통 케플러 후보들은 통과 [91]신호의 밝기 신호를 오염시킬 수 있는 배경 물체를 해결하기 위해 더 진보된 지상 망원경으로 개별적으로 영상을 찍습니다.행성 후보를 배제하는 또 다른 방법은 케플러가 설계 목표가 아니었음에도 불구하고 좋은 데이터를 수집할 수 있는 측성법이다.케플러는 이 방법으로는 행성 질량의 물체를 탐지할 수 없지만, 항성 질량의 [92]물체에 의한 통과인지 아닌지를 알아내는 데 사용할 수 있다.

다른 탐지 방법을 통해

후보가 실제 행성이라는 추가 증거를 제공함으로써 잘못된 양성을 배제하는 데 도움이 되는 몇 가지 다른 외계 행성 탐지 방법이 있다.도플러 분광학이라고 불리는 방법 중 하나는 지상 망원경으로 추적 관찰을 필요로 한다.이 방법은 행성이 질량이 크거나 상대적으로 밝은 별 주위에 위치할 때 잘 작동합니다.현재의 분광기는 상대적으로 어두운 별 주변의 질량이 작은 행성 후보를 확인하기에 충분하지 않지만, 이 방법을 사용하여 표적 [citation needed]별 주변에서 추가적인 거대한 비통과 행성 후보를 발견할 수 있습니다.

케플러에 의해 촬영된 사진. 두 개의 관심 지점이 윤곽을 그렸습니다.천상의 북쪽은 왼쪽 아래 구석에 있습니다.

다중 행성계에서 행성은 종종 연속된 통과 사이의 시간을 보고 통과 시간 변화를 통해 확인할 수 있는데, 행성들이 서로 중력에 의해 교란되면 이 시간들은 달라질 수 있습니다.이것은 별이 상대적으로 멀리 떨어져 있을 때에도 상대적으로 질량이 작은 행성들을 확인하는 데 도움이 됩니다.통과 시기 변화는 두 개 이상의 행성이 동일한 행성계에 속해 있음을 나타냅니다.심지어 통과하지 않는 행성이 이런 [93]방식으로 발견되는 경우도 있다.

주위를 도는 행성은 다른 행성에 의해 중력이 교란되는 행성보다 통과 시간 차이가 훨씬 크다.운송 기간도 크게 다릅니다.공전하는 행성의 통과 시기와 지속 시간 변화는 다른 [94]행성이 아닌 주성들의 공전 운동으로 인해 발생합니다.게다가 만약 행성이 충분히 크다면, 그것은 항성들의 공전 주기에 약간의 변화를 일으킬 수 있다.비주기적인 통과로 인해 주위를 도는 행성을 찾는 것이 더 어렵기는 하지만, 통과의 시기적 패턴은 일식 쌍성계나 배경별 [95]체계로는 흉내 낼 수 없기 때문에 그것들을 확인하는 것이 훨씬 더 쉽다.

별 주위를 도는 행성은 통과 외에도 반사광 변화를 겪습니다. 처럼 완전한 상태에서 새로운 단계로, 그리고 다시 되돌아오는 단계를 거칩니다.케플러는 별에서 행성을 분해할 수 없기 때문에 합쳐진 빛만 볼 수 있고, 주성의 밝기는 각 궤도에서 주기적으로 변하는 것으로 보인다.그 효과는 작지만, 가까이 있는 거대 행성을 보는 데 필요한 광도 정밀도는 태양형 별을 통과하는 지구 크기의 행성을 탐지하는 것과 거의 같다. 공전 주기가 며칠 이하인 목성 크기의 행성은 케플러와 같은 민감한 우주 망원경으로 탐지할 수 있다.장기적으로 이 방법은 통과 방법보다 더 많은 행성을 찾는 데 도움이 될 수 있는데, 궤도 위상과 함께 반사된 빛의 변화는 행성의 궤도 기울기와 거의 독립적이고 행성이 별의 원반 앞을 통과할 필요가 없기 때문입니다.게다가 거대 행성의 위상함수도 열적 특성과 대기의 함수이다.따라서 위상 곡선은 대기 [96]입자의 입자 크기 분포와 같은 다른 행성 특성을 제한할 수 있습니다.

케플러의 광도 정밀도는 종종 동반자에 의한 도플러 빔이나 별의 형상 변형으로 인한 별의 밝기 변화를 관찰할 수 있을 정도로 높습니다.이것들은 때때로 뜨거운 목성 후보들이 별이나 갈색 왜성에 의해 야기된 거짓 양성으로 인해 이러한 효과가 너무 [97]두드러질 때 배제하는 데 사용될 수 있습니다.그러나 TrES-2b[98]같은 행성 질량의 동반자에게도 그러한 영향이 감지되는 경우가 있다.

검증을 통해

만약 행성이 적어도 하나의 다른 탐지 방법을 통해 탐지될 수 없다면, 케플러 후보가 실제 행성이 될 가능성이 거짓 양성 시나리오를 합친 것보다 훨씬 더 큰지 여부를 결정함으로써 확인할 수 있다.첫 번째 방법 중 하나는 다른 망원경들도 통과를 볼 수 있는지 확인하는 것이었다.이 방법을 통해 확인된 첫 번째 행성은 케플러-22b로,[99] 다른 거짓 양성 가능성을 분석하는 것 외에 스피처 우주 망원경으로도 관측되었다.작은 행성들은 일반적으로 우주 망원경으로만 발견될 수 있기 때문에 이러한 확인에는 비용이 많이 든다.

2014년에는 "다수에 의한 검증"이라는 새로운 확인 방법이 발표되었습니다.이전에 여러 가지 방법을 통해 확인된 행성들로부터, 대부분의 행성계의 행성들은 태양계에서 발견된 행성들과 비슷하게 비교적 평평한 평면에서 궤도를 돈다는 것이 발견되었다.이것은 만약 항성이 여러 개의 행성 후보를 가지고 있다면, 그것은 실제 [100]행성계일 가능성이 매우 높다는 것을 의미한다.전송 신호는 여전히 거짓 양성 시나리오를 배제하는 몇 가지 기준을 충족해야 합니다.예를 들어, 상당한 신호 대 잡음 비를 가져야 하고, 최소한 세 개의 관측된 통과가 있어야 하며, 이러한 시스템의 궤도 안정성은 안정되어야 하며, 통과 곡선은 부분적으로 일식 쌍성이 통과 신호를 모방할 수 없는 형태를 가져야 한다.게다가 일식 [101]쌍성으로 인한 일반적인 거짓 양성을 배제하기 위해서는 공전 주기가 1.6일 이상이어야 한다.다중도법에 의한 검증은 매우 효율적이며 비교적 짧은 시간에 수백 개의 케플러 후보를 확인할 수 있습니다.

PASTIS라는 툴을 이용한 새로운 검증 방법이 개발되었습니다.이것은 심지어 주성의 단 하나의 후보 통과 이벤트만 감지된 경우에도 행성을 확인할 수 있게 해준다.이 도구의 단점은 케플러 데이터로부터 비교적 높은 신호 대 잡음비를 요구하기 때문에 주로 조용하고 비교적 밝은 별 주변의 큰 행성이나 행성만을 확인할 수 있다는 것입니다.현재 이 방법을 통한 케플러 후보 분석이 [102]진행 중이다.PASTIS는 최초로 케플러-420b 행성을 검증하는 데 성공했다.[103]

미션 결과

산개성단 NGC 6791보여주는 케플러의 조사 영역 이미지 상세.천상의 북쪽은 왼쪽 아래 구석에 있습니다.
케플러의 조사 지역 이미지 상세.이 이미지 내의 TrES-2b 위치를 나타냅니다.천상의 북쪽은 왼쪽 아래 구석에 있습니다.

케플러 우주 망원경은 2009년부터 2013년까지 가동되었으며, 첫 번째 주요 결과는 2010년 1월 4일에 발표되었다.예상대로, 최초의 발견은 모두 단주기 행성들이었다.임무가 계속됨에 따라, 장기간의 후보자를 추가로 찾아냈다.2018년 11월 현재 케플러는 5,011개의 외계 행성 후보와 2,662개의 확인된 외계 [104]행성을 발견했다.[105]

2009

나사는 2009년 [106]8월 6일 케플러 임무의 초기 과학 결과를 논의하기 위해 기자회견을 열었다.이 기자회견에서 케플러는 이전에 알려진 통과 외계행성 HAT-P-7b의 존재를 확인했으며 지구 크기의 [107][108]행성을 발견하기에 충분할 정도로 잘 작동하고 있다는 것이 밝혀졌다.

케플러의 행성 탐지는 밝기의 아주 작은 변화를 보는 것에 달려있기 때문에, 밝기 자체가 다른 별들(가변성 별들)은 이 [77]연구에서 유용하지 않습니다.케플러 과학자들은 처음 몇 달 동안의 자료에서 최초 목표 목록에 있는 약 7,500개의 별들이 그러한 변광성이라는 것을 알아냈다.이것들은 타겟 리스트에서 제외되어 새로운 후보자로 대체되었다.2009년 11월 4일, 케플러 프로젝트는 떨어진 [109]별들의 광도 곡선을 공개했습니다.케플러에 의해 관측된 최초의 새로운 행성 후보는 원래 모항성의 질량의 불확실성 때문에 거짓 양성으로 표시되었다.하지만, 10년 후에 확인되었고 지금은 케플러-1658b[110][111]명명되었습니다.

처음 6주간의 데이터는 이전에 알려지지 않았던 다섯 개의 행성을 밝혀냈는데, 이 행성들은 모두 [112][113]별들과 매우 가까운 거리에 있었다.주목할 만한 결과로는 지금까지 발견된 [114]행성 중 밀도가 가장 낮은 두 개의 백색왜성[115] 쌍성 [116]주위를 도는 것으로 잘 알려진 케플러-16b가 있습니다.

2010

2010년 6월 15일, 케플러 미션은 약 156,000개의 행성 표적별 중 400개를 제외한 모든 별에 대한 데이터를 일반에 공개했다.이 첫 번째 데이터 집합의 706개 목표에는 지구만큼 작은 것부터 목성보다 큰 것까지 다양한 크기의 실행 가능한 외계 행성 후보들이 있습니다.706개 대상 중 306개의 신원과 특성이 제시되었다.공개된 목표물에는 6개의 추가 외계 행성 [117]후보를 포함한 5개의 다중 행성 시스템이 포함되어[citation needed] 있다.대부분의 [117]후보자들이 이용할 수 있는 데이터는 33.5일뿐이었다.NASA는 또한 케플러 의 멤버들이 후속 [118]관찰을 할 수 있도록 하기 위해 400명의 후보들에 대한 데이터를 공개하지 않을 것이라고 발표했다.이 후보들에 대한 [119]데이터는 2011년 2월 2일에 발표되었습니다(2011년 케플러 결과 참조).

2010년에 발표된 목록에 있는 후보 행성들에 기초한 케플러 결과는 대부분의 후보 행성들의 반지름이 목성의 절반보다 작다는 것을 암시했다.이 결과는 또한 주기가 30일 미만인 작은 후보 행성들이 주기가 30일 미만인 큰 후보 행성들보다 훨씬 더 흔하며 지상에 기반을 둔 발견들이 크기 [117]분포의 큰 꼬리를 샘플링하고 있다는 것을 암시합니다.이것은 작고 지구 크기의 행성들이 상대적으로 [120][121]드물 것이라는 오래된 이론들과 모순된다.케플러 데이터로부터의 추정에 근거해, 우리 은하에 거주할 수 있는 행성이 약 1억 개라는 추정이 [122]현실적일 수 있다.TED 강연에 대한 일부 언론 보도는 케플러가 실제로 이 행성들을 발견했다는 오해를 불러일으켰다.이는 2010년 8월 2일자 케플러 과학 위원회에서 NASA 에임스 연구소장에게 보낸 서한에서 명확히 밝혀졌습니다. "현재 케플러 데이터의 분석은 케플러가 지구와 [7][123][124]유사한 행성을 발견했다는 주장을 뒷받침하지 않습니다."

2010년, 케플러는 모항성보다 작고 뜨거운 두 개의 천체계를 발견했다: KOI 74KOI 81.[125]이 천체들은 아마도 이전의 행성계 [115]질량 이동에 의해 생성된 저질량 백색왜성일 것입니다.

2011

2011년 2월 2일, 케플러 팀은 2009년 [119]5월 2일에서 9월 16일 사이에 찍은 데이터의 분석 결과를 발표했다.그들은 1235개의 행성 후보들이 997개의 숙주 별 주위를 돌고 있는 것을 발견했다. (다음 숫자는 후보들이 진짜 행성이라고 가정하지만, 공식 신문에서는 후보들만을 대상으로 하고 있다.)독립적인 분석에 따르면 이들 중 최소 90%가 실제 행성이며 거짓 양성(false positive)[128]이 아닌 것으로 나타났다.68개의 행성은 대략 지구 크기, 288개의 슈퍼 지구 크기, 662개의 해왕성 크기, 165개의 목성 크기, 그리고 19개는 목성의 두 배 크기였다.이전 연구와는 대조적으로, 행성의 약 74%가 해왕성보다 작으며, 이는 이전 연구 결과 보다 작은 행성보다 더 쉽게 큰 행성을 발견한 결과일 가능성이 크다.

2011년 2월 2일 발표된 1235개의 외계 행성 후보에는 지구 [129][130]크기의 두 배 미만인 5개를 포함해 "거주 가능 구역"에 있을 수 있는 54개가 포함되어 있다.이전에는 "거주 가능 지역"에 있는 것으로 생각되는 행성이 두 개뿐이었기 때문에, 이러한 새로운 발견은 [131]"골디락스 행성"의 잠재적인 수가 엄청나게 증가했음을 나타냅니다.지금까지 발견된 거주 가능 영역 후보들은 모두 태양보다 훨씬 작고 차가운 별들을 공전하고 있다(태양과 비슷한 별 주위에 거주 가능한 후보들은 [132]검출에 필요한 세 개의 통과를 축적하는 데 몇 년이 더 걸릴 것이다).모든 새로운 행성 후보 중 68개는 지구 크기의 125% 이하이거나 이전에 발견된 모든 외계 [130]행성보다 작다.'지구 크기'와 '슈퍼 지구 크기'는 '지구 반지름 2 이하(Re)'로 정의된다[(또는 Rp ≤ 2.0 Re) – 표 5).[119]이러한 행성 후보 6개 [문서: KOI 326.01(Rp=0.85), KOI 701.03(Rp=1.73), KOI 268.01(Rp=1.75), KOI 1026.01(Rp=1.77), KOI 854.01(Rp=1.01(Rp)), 703KOI.보다 최근의 연구에 따르면 이들 후보 중 하나(KOI 326.01)는 실제로 처음 [133]보고된 것보다 훨씬 크고 뜨겁다.

행성 관측 빈도는 지구 크기의 두세 배인 외계 행성에서 가장 높았고, 그 후 행성 면적에 반비례하여 감소하였다.관측 편향을 고려한 후(2011년 3월 현재) 가장 좋은 추정치는 별들의 5.4%, 슈퍼 지구 크기 후보 6.8%, 해왕성 크기 후보 19.3%, 목성 크기 이상 후보 2.55%였다.다중 행성계는 흔한데, 주성의 17%가 다중 후보계를 가지고 있고, 33.9%가 다중 행성계에 [134]속해 있습니다.

2011년 12월 5일까지 케플러 팀은 2,326개의 행성 후보를 발견했다고 발표했습니다. 이 중 207개는 지구와 비슷하고 680개는 슈퍼 지구 크기, 1,181개는 해왕성 크기, 203개는 목성 크기, 55개는 목성 크기입니다.2011년 2월의 수치와 비교하면, 지구 크기의 행성과 슈퍼 지구 크기의 행성은 각각 200%, 140% 증가했다.게다가, 48개의 행성 후보들이 조사된 별들의 거주 가능 구역에서 발견되었는데, 이는 12월 자료에서 [135]사용된 더 엄격한 기준 때문에 2월 수치보다 감소한 것이다.

2011년 12월 20일, 케플러 팀은 태양과 비슷한케플러-20 [136]주위를 도는 최초의 지구 크기의 외계 행성 케플러-20e[126] 케플러-20f[127]발견했다고 발표했다.

케플러의 발견에 기초하여, 천문학자 세스 쇼스타크는 2011년에 "지구로부터 천 광년 이내에" 거주할 [137]수 있는 행성이 "최소 3만 개" 있다고 추정했다.또한 이 발견을 바탕으로 케플러 팀은 "은하에는 최소 500억 개의 행성이 있으며, 이 중 "적어도 5억 개"가 거주 가능 [138]영역에 있다고 추정했다.2011년 3월, NASA의 제트추진연구소(JPL)의 천문학자들은 태양과 비슷한 별들 중 약 1.4~2.7%가 "항성의 거주가능 영역 내에" 지구 크기의 행성을 가질 것으로 예상된다고 보고했다.이것은 이러한 "지구 유사체"가 은하수에만 20억 개가 있다는 것을 의미합니다.JPL 천문학자들은 또한 "500억 개의 다른 은하"가 있으며, 만약 모든 은하가 [139]우리 은하와 비슷한 수의 행성을 가지고 있다면, 잠재적으로 1조 개 이상의 "지구 유사" 행성들이 생성될 수 있다고 언급했다.

2012

2012년 1월, 국제 천문학자 팀은 은하수의 각 별에 "평균적으로... 최소 1.6개의 행성"이 있을 수 있다고 보고했는데, 이는 우리 [140][141]은하에 1600억 개 이상의 별이 묶여 있는 행성이 존재할 수 있다는 것을 암시한다.케플러는 또한 멀리 떨어진 별의 초광속을 기록했는데, 그 중 일부는 1859년 캐링턴 [142]사건보다 10,000배 더 강력합니다.슈퍼플레어는 목성 크기[142]행성들을 근접 궤도를 그리면서 발생할 수 있다.케플러-9d를 발견하는 데 사용된 TTV 기술은 외계 행성 [143]발견을 확인하는 데 인기를 끌었다.4개의 별이 있는 행성도 확인되었는데, 이러한 행성이 [144]발견된 것은 처음이다.

2012년 현재,[135][145][146]2,321명의 후보자가 있다.이 중 207개는 지구와 크기가 비슷하고, 680개는 슈퍼 지구 크기, 1,181개는 해왕성 크기, 203개는 목성 크기, 55개는 목성 크기입니다.게다가, 48개의 행성 후보들이 조사된 별들의 거주 가능 구역에서 발견되었다.케플러 팀은 지구 크기의 행성 후보를 가진 항성이 전체의 5.4%에 달하며, 여러 개의 행성이 있는 항성은 전체의 17%에 달한다고 추정했다.

2013

케플러 발견을 보여주는 도표(2013년까지)로, 일부 통과 확률이 시나리오에 제시되어 있습니다.

2013년 1월에 발표된 Caltech 천문학자들의 연구에 따르면, 은하수는 최소한 별과 같은 수의 행성을 포함하고 있으며, 그 결과 1000억에서 4000억 개의 외부행성이 [147][148]생성되었다고 합니다.케플러-32 별 주위를 도는 행성들에 기반을 둔 이 연구는 행성계가 은하수의 별 주변에서 흔할 수 있다는 것을 암시한다.2013년 [149]1월 7일 461명의 후보 발견이 발표되었습니다.케플러가 더 오래 볼수록,[149] 더 많은 행성들을 발견할 수 있다.

2012년 2월 마지막 케플러 카탈로그가 발표된 이후 케플러 데이터에서 발견된 후보들의 수는 20% 증가했으며 현재 2,036개의 별을 도는 2,740개의 잠재적 행성들이 있다.

2013년 1월 7일 새롭게 발표된 후보 행성은 거주 가능 영역에서 태양과 유사한 별 주위를 [150]도는 지구 크기의 외계 행성 케플러-69c( KOI-172.02)이다.

2013년 4월 KOI-256 항성계에서 백색왜성이 [151]동반 적색왜성의 빛을 휘게 하는 것이 발견되었다.

2013년 4월, NASA는 케플러-62e, 케플러-62f, 케플러-69c 등 지구 크기의 새로운 외계 행성 3개를 각각의 항성 케플러-62케플러-69거주가능 영역에서 발견했다고 발표했다.새로운 외계행성은 액체 상태의 물을 보유할 수 있는 유력한 후보로 간주되고 있으며, 따라서 거주할 수 [152][153][154]있는 환경이다.좀 더 최근의 분석에서는 케플러-69c가 금성과 더 비슷하기 때문에 거주할 [155]수 있을 것 같지 않다는 것이 밝혀졌다.

2013년 5월 15일, 나사는 우주 망원경이 올바른 방향을 가리키도록 하는 반응 바퀴의 고장으로 인해 장애를 일으켰다고 발표했다.두 번째 바퀴는 이전에 고장 났고, 이 망원경은 기기가 제대로 작동하기 위해 세 개의 바퀴(총 4개 중)가 필요했습니다.케플러는 7월과 8월의 추가 테스트에서 손상된 반응 바퀴를 사용하여 안전 모드로 들어가는 것을 막고 이전에 수집된 과학 데이터를 다운링크로 연결할 수 있었지만 이전에 [156]구성된 대로 더 이상의 과학 데이터를 수집할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다.케플러 프로젝트에 종사하는 과학자들은 아직 검토해야 할 자료들이 남아 있으며, 이러한 [157]차질에도 불구하고 다음 몇 년 안에 더 많은 발견들이 이루어질 것이라고 말했다.

이 문제 이후 케플러 분야의 새로운 과학 데이터는 수집되지 않았지만, 이전에 수집한 [158]관측 결과를 바탕으로 2013년 7월에 63개의 후보가 추가로 발표되었습니다.

2013년 11월, 제2회 케플러 과학 컨퍼런스가 열렸습니다.이 발견은 2013년 초에 비해 작아진 행성 후보들의 중간 크기, 거주 가능 [159]지역에서 몇 개의 순환형 행성과 행성을 발견한 예비 결과 등을 포함하고 있다.

2014

외계 행성 발견 히스토그램.노란색 음영 바는 다중성 기술로 검증된 행성(2014년 2월 26일)을 포함하여 새롭게 발표된 행성들을 보여준다.

2월 13일, 530개 이상의 행성 후보들이 단일 행성계 주변에 거주하고 있다고 발표되었습니다.그들 중 몇몇은 거의 지구 크기였고 거주 가능 지역에 위치해 있었다.이 숫자는 2014년 [160]6월에 약 400명 증가하였다.

2월 26일, 과학자들은 케플러의 데이터가 715개의 새로운 외계행성의 존재를 확인했다고 발표했다."다양성에 의한 검증"이라고 불리는 새로운 통계적 확인 방법이 사용되었는데, 이것은 여러 별 주위에 있는 얼마나 많은 행성들이 실제 행성으로 밝혀졌는지를 기초로 한다.이를 통해 다중 행성계의 일부인 수많은 후보들을 훨씬 더 빨리 확인할 수 있었다.발견된 외계행성의 95%는 해왕성보다 작았고 케플러-296f를 포함한 4개는 지구 크기 2와 1/2 미만으로 표면 온도가 액체 상태[100][161][162][163]물에 적합한 거주 가능 지역에 있었다.

지난 3월, 한 연구에 따르면 공전 주기가 하루 미만인 작은 행성에는 보통 공전 주기가 1~50일인 행성이 하나 더 있다.이 연구는 또한 초단주기의 행성들은 그것이 잘못 정렬된 뜨거운 [164]목성이 아니라면 거의 항상 지구 반지름 2보다 작다는 것에 주목했다.

4월 17일, 케플러 팀은 거주 가능 지역에 위치한 최초의 거의 지구 크기의 행성인 케플러-186f의 발견을 발표했다.이 행성은 [165]적색왜성 주위를 돌고 있다.

2014년 5월에는 K2 관측소 0~13을 발표하여 자세히 [166]기술하였다.K2 관측은 2014년 6월에 시작되었다.

2014년 7월, K2 현장 데이터로부터 처음으로 발견이 일식 쌍성의 형태로 보고되었다.발견은 K2의 주요 [168]임무를 준비하기 위해 캠페인[167] 0 이전에 수집된 케플러 공학적 데이터 집합에서 파생되었습니다.

2014년 9월 23일, NASA는 K2 임무가 과학 관측의 첫 번째 공식 세트인 캠페인 [169]1을 완료했으며 캠페인[170] 2가 [171]진행 중이라고 보고했다.

케플러는 Ia형 초신성인 KSN 2011b가 폭발하기 전, 폭발 중, 폭발 [172]후를 관측했다.

캠페인[173] 3은 2014년 11월 14일부터 2015년 2월 6일까지 진행되었으며, "16,375개의 표준 장음표와 55개의 표준 단음표"[166]를 포함했다.

2015

  • 2015년 1월, 확인된 케플러 행성의 수는 1000개를 넘어섰다.발견된 행성들 중 적어도 두 개(Kepler-438bKepler-442b)는 바위가 많고 거주 가능 [37]지역에 있을 으로 보인다.또한 2015년 1월, NASA는 금성보다 작은 5개의 확인된 지구 크기의 암석 외계행성이 112억 년 된 별 케플러-444 주위를 도는 것이 발견되었으며, 이 별계는 지금까지 [174][175][176]발견된 것 중 가장 나이가 많은 우주 나이 80%에 달한다고 보고했다.
  • 2015년 4월 캠페인[177] 4는 2015년 2월 7일부터 2015년 4월 24일까지 진행되며, 약 16,000개의 표적별과 두 개의 눈에 띄는 산개성단 플레이아데스 및 히아데스 [178]성단에 대한 관측을 포함하고 있다.
  • 2015년 5월, 케플러는 폭발 전후로 새롭게 발견된 초신성 KSN 2011b(타입 1a)를 관측했다.노바 이전의 순간들에 대한 자세한 내용은 과학자들이 [172]암흑 에너지를 더 잘 이해하는데 도움을 줄 수 있다.
  • 2015년 7월 24일, NASA는 태양과 비슷한 [179][180]별의 거주 가능 영역 주위를 돌고 있는 크기가 지구와 가깝고 확인된 외계 행성 케플러-452b를 발견했다고 발표했다.7번째 케플러 행성 후보 목록은 4696명의 후보가 포함되어 있으며,[181][182] 2015년 1월 이전 카탈로그가 발표된 이후 521명의 후보자가 증가하였다.
  • 2015년 9월 14일, 천문학자들은 케플러에 의해 외계행성을 찾는 동안 백조자리F형 주계열성인 KIC 8462852의 비정상적인 빛 변동을 보고했다.혜성, 소행성, 그리고 외계 [183][184][185]문명을 포함한 다양한 가설들이 제시되었다.

2016

2016년 5월 10일까지 케플러 미션은 1,284개의 새로운 [38]행성들을 검증했다.그들의 크기로 볼 때, 약 550개는 바위가 많은 행성일 수 있다.이 중 9개는 항성이 거주할 수 있는 [38]영역에 있는 궤도입니다.

미션 상태

케플러는 2009년에 발사되었다.그것은 외계행성을 발견하는 데는 매우 성공적이었지만, 2013년 4개의 반응 바퀴 중 2개의 고장이 그것의 연장된 임무를 마비시켰다.작동하는 세 개의 바퀴가 없으면 망원경을 정확하게 가리킬 수 없었다.2018년 10월 30일, NASA는 우주선의 연료가 떨어졌고 우주선의 임무가 공식적으로 [186]종료되었다고 발표했다.

내선

원래의 케플러 탐색 [6]공간과 겹쳐진 은하수의 예측된 구조.

2012년 4월, NASA의 선임 과학자들로 구성된 독립 위원회는 케플러 임무를 2016년까지 계속할 것을 권고했다.수석 검토에 따르면, 케플러 관측은 명시된 모든 과학적 [187]목표를 달성하기 위해 적어도 2015년까지 계속될 필요가 있었다.2012년 11월 14일, 나사는 케플러의 주요 임무의 완료를 발표했고,[188] 연료가 떨어지면서 2018년에 끝난 연장 임무의 시작을 발표했다.

반응 휠 문제

2012년 7월, 케플러의 네 개의 반응 바퀴 중 하나가 고장 [21]났다.2013년 5월 11일, 두 번째 바퀴(바퀴 4개)가 고장 나, 행성 [19][20]사냥에 세 개의 바퀴가 필요하기 때문에 임무의 지속이 위태로워졌다.케플러는 5월부터 과학 자료를 수집하지 않았는데, 그 이유는 케플러가 충분한 [149]정확성을 갖추지 못했기 때문이다.7월 18일과 22일에 각각 반응 휠 4와 2를 테스트했습니다. 휠 4는 시계 반대 방향으로만 회전했지만 휠 2는 마찰 [189]수준이 상당히 높았지만 양방향으로 작동했습니다.7월 25일 바퀴 4의 추가 테스트를 통해 양방향 [190]회전을 달성할 수 있었다.그러나 두 바퀴 모두 마찰을 너무 많이 보여 [23]유용하지 않았다.8월 2일, 나사는 케플러의 남은 능력을 다른 과학 임무에 사용할 수 있는 제안서를 제출했습니다.8월 8일부터, 완전한 시스템 평가가 실시되었습니다.2번 바퀴는 과학적 임무에 필요한 충분한 정밀도를 제공할 수 없다고 판단되었고,[21] 우주선은 연료를 절약하기 위해 "정지" 상태로 돌아갔다.[190]4는 이전 테스트에서 휠 2보다 높은 마찰 수준을 보여 제외되었습니다.케플러는 태양 주위를 돌고 [23]지구에서 수백만 킬로미터 떨어져 있기 때문에 케플러를 수리하기 위해 우주 비행사를 보내는 것은 선택사항이 아니다.

2013년 8월 15일, NASA는 네 개의 반응 바퀴 중 두 개의 문제를 해결하려는 시도가 [21][22][23]실패하자 케플러가 통과 방법을 사용하여 행성을 계속 찾지 않을 것이라고 발표했다.이 우주선의 능력, 두 개의 좋은 반응 바퀴, 그리고 [21]추진기를 평가하기 위한 공학 보고서가 주문되었다.동시에, 케플러의 연간 1800만 달러의 비용을 정당화할 수 있는 충분한 지식을 케플러의 제한된 범위로부터 얻을 수 있는지를 결정하기 위한 과학적 연구가 수행되었다.

가능한 아이디어에는 소행성과 혜성을 찾는 것, 초신성의 증거를 찾는 것, 그리고 중력 마이크로렌즈[23]통해 거대한 외부 행성을 찾는 것이 포함되었다.또 다른 제안은 케플러의 소프트웨어를 수정하여 고장난 반응 바퀴를 보상하는 것이었다.별들이 케플러의 시야에서 고정되고 안정되는 대신, 그들은 표류할 것입니다.그러나 제안된 소프트웨어는 이러한 표류를 추적하여 별을 고정 [191]시야에 고정시킬 수 없음에도 불구하고 임무 목표를 거의 완전히 회복하는 것이었다.

이전에 수집한 데이터는 계속 [192]분석됩니다.

세컨드 라이트 (K2)

2013년 11월,[26][27][28][193] K2 "Second Light"라는 새로운 임무 계획이 검토 대상으로 제시되었습니다.K2는 케플러의 남은 능력, 약 300ppm의 광도 측정 정밀도를 사용하여 "초노바 폭발, 별 형성소행성이나 혜성과 같은 태양계 천체" 연구를 위한 데이터를 수집합니다.그리고 더 많은 [26][27][193]외계행성을 발견하고 연구하기 위해.이 제안된 임무 계획에서, 케플러는 [26][27][193]태양 주위를 도는 지구 궤도의 평면에서 훨씬 더 넓은 지역을 탐색할 것이다.K2 임무에 의해 발견된 외계행성, 별 등을 포함한 천체들은 황도평면입력목록(Epic Plane Input Catalog)을 의미하는 EPIC 약어와 연관될 것이다.

K2 미션 스케줄(2014년 [194]8월 8일).

2014년 초, 이 우주선은 K2 [195]임무를 위해 성공적인 테스트를 받았다.2014년 3월부터 5월까지 Field 0이라는 새로운 분야의 데이터를 테스트 [196]실행으로 수집했습니다.2014년 5월 16일, 나사는 케플러 임무를 K2 [29]임무로 확장하는 것을 승인했다고 발표했다.K2 임무를 위한 케플러의 광도 측정 정밀도는 6.5시간의 [197]적분 시간 동안 진도 12의 별에서 50ppm으로 추정되었다.2014년 2월, 2륜 미세 정밀 연산을 사용한 K2 임무의 광도 측정 정밀도는 6.5시간의 통합을 위해 규모 12개의 별에서 44ppm으로 측정되었다.NASA의 이러한 측정치 분석은 K2 광도 정밀도가 3륜 정밀도 데이터의 [198]케플러 아카이브에 근접했음을 시사합니다.

2014년 5월 29일 캠페인 분야 0~13을 [166]보고하고 자세히 기술하였습니다.

K2 제안서 설명(2013년 [27]12월 11일).

반면 필드 2전갈 자리의"머리"지역으로 향하고 있는 K2미션 필드 오브 1하늘의 Leo-Virgo 지역을 향해 가고, 두개의 구형 성단 메시에 4, 메시에 80,[199]과 불과 11만살이고 120–140 parsecs(380–470 ly)distant[201]아마도 ov과 old[200]은 Scorpius–Centaurus 협회의 일부를 포함한다.1,000멤버은 후 그는[202]참조해 주세요.

2014년 12월 18일, NASA는 K2 임무가 처음으로 확인된 외계 행성인 HIP 116454 b를 발견했다고 발표했다.그것의 서명은 우주선이 K2 임무를 완수할 수 있도록 하기 위한 일련의 공학 자료에서 발견되었다.행성의 단일 통과만 발견되었기 때문에 [203]반경 속도 추적 관찰이 필요했다.

2016년 4월 7일 예정된 접촉에서 케플러는 가장 낮은 작동 모드이자 가장 연료 집약적인 모드인 비상 모드로 작동 중인 것으로 밝혀졌다.임무 수행원들은 NASA[204][205]딥 스페이스 네트워크에 우선적으로 접근할 수 있도록 우주선 비상사태를 선포했다.4월 8일 저녁까지 우주선은 안전 모드로 업그레이드되었고, 4월 10일 정상 통신과 최저 연료 [204]소모를 제공하는 안정 모드인 포인트 정지 [206]상태로 전환되었다.그 당시 비상사태의 원인은 알려지지 않았지만 케플러의 반응 바퀴나 K2의 캠페인 9를 지원하기 위한 계획된 기동이 원인이라고 믿어지지 않았다.운영자들은 우주선에서 공학 데이터를 다운로드 받아 분석했으며, 정상 과학 [204][207]작업으로의 복귀를 우선시했다.케플러는 4월 [208]22일 과학 모드로 복귀했다.비상사태로 인해 캠페인 9의 전반전이 2주 [209]단축되었다.

2016년 6월, NASA는 K2 임무 [210]연장을 2018년에 예상되는 탑재 연료 소모를 넘어 3년 더 연장한다고 발표했다.2018년 8월, NASA는 우주선을 sleep 모드에서 깨어나게 하고, 포인팅 성능을 저하시키는 트러스터 문제에 대처하기 위해 변경된 구성을 적용하고, 19번째 관측 캠페인을 위한 [211]과학 데이터를 수집하기 시작했는데, 탑재된 연료가 아직 완전히 소모되지 않았다는 것을 발견했다.

데이터 릴리즈

케플러 팀은 당초 관측 [212]후 1년 이내에 자료를 공개하겠다고 약속했다.그러나 이 계획은 출시 후 변경되었고 데이터는 수집 [213]후 최대 3년 후에 공개될 예정입니다.이로 인해 [214][215][216][217][218]케플러 과학 팀은 수집 [219]1년 9개월 만에 3/4분기의 자료를 공개하게 되었다.2010년 9월까지(4분기, 5분기 및 6분기)의 데이터는 2012년 [220]1월에 공개되었다.

타인에 의한 폴로업

케플러 은 주기적으로 후보 목록을 공개한다.이 정보를 이용하여, 천문학자들은 2010년 KOI-428b 후보(나중에 케플러-40b)[221]의 존재를 확인하기 위해 SOPHI 에셸 분광기를 사용하여 반경 속도 데이터를 수집했다.2011년에는 같은 팀이 KOI-423b 후보([222]나중에 케플러-39b로 명명)를 확인했다.

시민 과학자 참여

2010년 12월부터, 케플러 미션 데이터는 지원자들이 컴퓨터 알고리즘[223]놓칠 수 있는 행성들을 식별하기 위해 케플러 이미지의 광도 곡선에서 통과 사건을 찾을 수 있도록 하는 행성 사냥꾼 프로젝트에 사용되어 왔다.2011년 6월까지, 사용자들은 케플러 미션 [224]팀에 의해 이전에 인식되지 않았던 69개의 잠재적 후보들을 발견했다.그 팀은 그러한 행성을 발견한 아마추어들을 공개적으로 신용할 계획이다.

2012년 1월 BBC 프로그램 Starging Live는 새로운 외계행성에 대한 Planethunters.org의 데이터를 분석하기 위해 지원자들에게 공개 호소문을 방송했다.이것은 영국 피터버러에 있는 두 명의 아마추어 천문학자들로 하여금 Threapleton Holmes [225]B로 명명된 새로운 해왕성 크기의 외계행성을 발견하게 했다.10만 명의 다른 지원자들 또한 1월 말까지 연구에 참여했고 2012년 [226]초까지 100만 개 이상의 케플러 이미지를 분석했습니다.그러한 외계 행성 중 하나인 PH1b(또는 케플러 명칭의 케플러-64b)는 2012년에 발견되었다.2013년 두 번째 외계행성 PH2b(Kepler-86b)가 발견됐다.

2017년 4월, BBC 스타게이징 라이브의 변형인 ABC 스타게이징 라이브는 Zooniverse 프로젝트 "Explanet Explorers"를 시작했다.Planethunters.org가 아카이브된 데이터로 작업하는 동안, 외계 행성 탐험가들은 최근 K2 임무의 다운링크된 데이터를 사용했다.프로젝트 첫날, 간단한 테스트를 통과한 184명의 합격자가 확인되었습니다.둘째 날, 연구팀은 태양과 비슷한 별과 4개의 슈퍼지구를 가진 K2-138로 명명된 항성계를 확인했다.결국, 자원봉사자들이 90개의 외계 행성 후보를 확인하는 [227][228]데 도움을 주었다.새로운 항성계를 발견하는데 도움을 준 시민 과학자는 발표될 [229]때 연구논문에 공동 저자로 추가될 것이다.

확인된 외계 행성

케플러의 자료이용해 발견됐지만 외부 연구진에 의해 확인된 외계행성은 KOI-423b,[222] KOI-428b,[221] KOI-196b,[230] KOI-135b,[231] KOI-204b,[232] 케플러-45(옛 KOI-254b),[233] KOI-730,[234] 케플러-942(옛 KOI) 등이다."KOI" 약자는 이 별이 케플러관심 물체임을 나타냅니다.

케플러 입력 카탈로그

케플러 입력 카탈로그는 케플러 스펙트럼 분류 프로그램과 케플러 [236][237]임무에 사용되는 약 1,320만 개의 표적을 공개적으로 검색할 수 있는 데이터베이스입니다.목록에 있는 별들 중 일부(카탈로그의 약 1/3)만 [236]우주선에 의해 관측될 수 있기 때문에 이 카탈로그는 케플러 목표물을 찾는 데 사용되지 않는다.

태양계 관측

케플러는 작은 태양계 물체에 대한 측성학적 관측을 소행성 센터에 보고하기 위해 관측 코드(C55)를 할당받았다.2013년 대체 네오케플러 임무가 제안되었다. 지구 근접 물체, 특히 잠재적으로 위험한 소행성(PHA)에 대한 탐색이다.그것의 독특한 궤도와 기존의 측량 망원경보다 더 넓은 시야는 지구 궤도 안에 있는 물체를 찾을 수 있게 해준다.12개월간의 조사가 PHAs 사냥과 NASA의 소행성 방향 수정 [238]임무의 잠재적 목표물 찾기에 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 예측되었다.그러나 케플러의 태양계 첫 발견은 [239]해왕성 궤도 너머에 위치한 200km의 차가운 고전 카이퍼 벨트 물체인 (506121) 201681 BP였다.

은퇴.

2018년 [9][10]10월~11월 케플러의 은퇴를 기념하기 위해 NASA가 의뢰한 예술품.

2018년 10월 30일, NASA는 케플러 우주 망원경이 연료가 바닥나 9년 간의 임무 수행과 2,600개 이상의 외계 행성 발견 후 공식적으로 퇴역했으며,[9][10] 지구에서 떨어진 현재의 안전한 궤도를 유지할 것이라고 발표했다.이 우주선은 2018년 [240]11월 15일 대기 및 우주물리학 실험실의 관제센터에서 보낸 "안녕히 주무세요" 명령으로 작동 중지되었다.케플러의 은퇴는 1630년 [241]요하네스 케플러의 사망 388주기와 일치한다.

「 」를 참조해 주세요.

기타 우주 기반 외계 행성 탐사 프로젝트

기타 지상 외계 행성 탐사 프로젝트

메모들

  1. ^ 0.95m의 구멍은 Pi×(0.95/2)2 = 0.708m의2 광투과 영역을 생성하며, 각각 0.050m × 0.025m 크기의 42개의 CCD는 0.0525m의2 [4]총 센서 영역을 생성한다.
  2. ^ 여기에는 주회 행성이나 행성 사냥꾼 프로젝트에서 발견된 후보와 같이 KOI가 없는 케플러 후보는 포함되지 않습니다.

레퍼런스

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