Keplers ir NASA palaista kosmosa observatorija, kuras galvenais uzdevums bija atklāt Zemei līdzīgas planētas, kas riņķo ap citām zvaigznēm. Kosmosa aparāts, nosaukts par godu 17. gadsimta vācu astronomam Johannesam Kepleram, tika palaists 2009. gada 7. martā un izvietots Saules režģa orbītā, kas nedaudz atpaliek no Zemes (heliocentriskā, "Earth-trailing" orbīta). Sākotnējā misija bija paredzēta 3,5 gadiem, taču Keplers tika pagarināts un pēc tehniskām problēmām pārkārtots uz paplašināto "K2" misiju. Kontrole pār misiju tika pārtraukta un NASA formāli beidza Keplera zinātnisko darbību 2018. gada 30. oktobrī.
Misijas mērķi un darba princips
Observatorijas galvenais mērķis bija noteikt, cik izplatītas ir Zemes izmēra planētas ap galvenās sekvences zvaigznēm, īpaši apdzīvojamās zonās. Lai sasniegtu šo mērķi, Keplers izmantoja planētu atklāšanai plaši izmantoto okultācijas jeb tranzīta metodi: fotometrs nepārtraukti mērīja zvaigžņu spožumu un meklēja periodiskus, nelielus spožuma kritumus, ko izraisa planētas pāreja pāri zvaigznes diska priekšā.
Tehniskie parametri un darbības laukums
Kepleram bija augsta jutība fotometrijā un liels redzes lauks, kas ļāva vienlaikus uzraudzīt ļoti daudzas zvaigznes. Galvenās tehniskās iezīmes ietvēra aptuveni 0,95 m diametra optiku un plašu fokāles plakni ar daudziem CCD detektoriem, kas nodrošināja aptuveni 115 kvadrātdegree lielu redzes lauku. Misijas laikā tika pastāvīgi novērotas vairāk nekā 145 000 galvenās sekvences zvaigžņu spilgtuma izmaiņas fiksētā redzes laukā, kas galvenokārt iekļāva zvaigznes Piena Ceļa daļā, īpaši reģionā ap Zvaigznāja Cefeja, Liras un Lielā Dubulta zvaigznāja apgabalu.
Rezultāti un zinātniskais mantojums
Keplers radīja milzīgu datu apjomu, kas tika pārraidīts uz Zemi un plaši analizēts. No tā izveidojās katalogi ar kandidātplanētām (KOI — Kepler Object of Interest) un apstiprinātām eksoplanētām, kā arī plašs spektrs papildu pētījumu rezultatā — no datu kalibrācijas un asteroseizmoloģijas līdz supernovu un mainīgo zvaigžņu pētījumiem. Keplera un tā paplašinātās K2 misijas laikā tika atklātas un apstiprinātas vairāk nekā divas tūkstoš trīs simti (un kopumā vairāk nekā 2 600) eksoplanētas, kā arī tūkstošiem kandidatplanētu — pierādot, ka Zemes izmēra planētas ir plaši izplatītas mūsu galaktikā.
Misijas gaita un pārorientēšana uz K2
Sākotnējā Keplera misija tika traucēta, kad kosmosa aparātam radās problēmas ar reakcijas riteļiem, kas nepieciešami precīzai pozicionēšanai. Pēc šo problēmu rašanās NASA komanda izstrādāja pagaidu risinājumu un 2014. gadā uzsāka paplašināto K2 misiju, kurā Keplers novēroja dažādus debesu laukus gar ekliptiku, veicot secīgas kampaņas. K2 turpināja sniegt nozīmīgus atklājumus līdz brīdim, kad 2018. gadā misija tika formāli noslēgta strauja šķidruma (degvielas) izsīkuma un vadības ierobežojumu dēļ.
Datubāzes, sadarbība un ietekme
Keplera dati ir publiski pieejami un plaši izmantoti gan profesionāļu, gan amatieru (piemēram, citizen science) projektos, piemēram, Planet Hunters. Misija būtiski mainīja mūsu priekšstatus par to, cik izplatītas ir zemas masas planētas un cik bieži iespējamas apdzīvojamas zonas. Tā arī uzlaboja metodes pāri teleskopiem un uzsvēra nepieciešamību pēc precīzas fotometrijas un rūpīgas sekošanas, lai apstiprinātu un raksturotu atklātās planētas ar papildus metodēm (piemēram, radiālo ātrumu mērījumiem).
Keplera observatorijas ieguldījums astrofizikā un eksoplanētu zinātnē ir milzīgs: tā dati turpina tikt analizēti un tiek izmantoti, lai plānotu nākamās paaudzes misijas, kas meklēs dzīvības pazīmes un detalizētāk raksturos eksoplanētas atmosfēras un sastāvu.
