O Telescópio Espacial Kepler da NASA era um observatório no espaço dedicado a encontrar planetas fora do nosso sistema solar, com um foco particular em encontrar planetas que se parecessem com a Terra. O observatório ficou em comissão por menos de 9 anos, desde o seu lançamento em março de 2009 até sua desativação em 15 de novembro de 2018.
Desde o lançamento do observatório, os astrônomos descobriram milhares de planetas extra-solares, ou exoplanetas, apenas através deste telescópio. A maioria deles são planetas que estão entre o tamanho da Terra e Netuno (que é quatro vezes o tamanho da Terra). Muitos desses planetas foram descobertos em uma pequena região da constelação de Cygnus, onde Kepler foi apontado pelos primeiros quatro anos de sua missão.
Kepler descobriu 2.682 exoplanetas durante seu mandato e há mais de 2.900 planetas candidatos aguardando confirmação - a história sugere que a maioria deles é o verdadeiro negócio. A missão continuou muito além da data de término programada, embora os problemas de apontar em 2013 tenham forçado os gerentes de missão a criar uma missão K2 na qual o Kepler muda sua visão para diferentes pontos do céu.
Nos primeiros anos de caça aos exoplanetas, os astrônomos conseguiram encontrar gigantes gigantes gasosos - do tamanho de Júpiter e maiores - que estavam à espreita perto de sua estrela-mãe. A adição do Kepler (bem como a caça mais sofisticada do planeta a partir do solo) significa que mais "super-Terras" foram encontradas, ou planetas apenas um pouco maiores que a Terra, mas com uma superfície rochosa. As descobertas de Kepler também permitem que os astrônomos comecem a agrupar exoplanetas em tipos, o que ajuda a entender suas origens.
Missão primária
O Kepler, de US $ 600 milhões, foi lançado em 2009 com a expectativa de durar um ano. Fazia parte do programa Discovery da NASA, que tem como alvo naves espaciais de menor custo para exploração do sistema solar; Kepler foi selecionado em 2001 ao mesmo tempo que Dawn, uma espaçonave que visitava os pequenos mundos Vesta e Ceres.
Observando um ponto fixo na constelação de Cygnus, o telescópio Kepler monitorava continuamente 100.000 estrelas da sequência principal em busca de planetas. O telescópio encontrou exoplanetas, observando estrelas escurecendo enquanto planetas passavam na frente deles.
Como o escurecimento das estrelas também pode ocorrer por outros meios (por exemplo, outra estrela pastando levemente na superfície), nos primeiros dias esses planetas eram confirmados por outros telescópios, geralmente medindo a "oscilação" gravitacional que o planeta tem na estrela.
Em fevereiro de 2014, no entanto, os astrônomos foram pioneiros em uma nova técnica chamada "verificação por multiplicidade", que funciona em sistemas de vários planetas. Uma estrela com vários planetas ao seu redor é gravitacionalmente estável, de acordo com a teoria, enquanto uma estrela que faz parte de um sistema muito unido de estrelas teria um sistema mais instável por causa da gravidade massiva de cada estrela. Por meio dessa técnica, a equipe lançou 715 planetas confirmados em um lançamento, que era o maior anúncio individual. [Galeria: Um mundo de planetas Kepler]
O Kepler foi aprovado muito além da duração original da missão e estava operando bem até maio de 2013, quando um segundo de suas quatro rodas de reação ou giroscópios falhou. O telescópio precisa de pelo menos três desses dispositivos para permanecer apontado na direção certa. Naquela época, a NASA disse que o telescópio ainda estava em boas condições e investigou idéias alternativas de missão para o hardware.
Nova missão
Dentro de alguns meses, a agência surgiu com uma missão que apelidou de "K2". A missão usaria essencialmente o vento solar do sol para estabilizar a indicação do telescópio por vários meses de cada vez. Então, cerca de quatro vezes por ano, o telescópio, que tem cerca de 4,7 metros de comprimento e 2,7 metros de diâmetro, passaria a um campo de visão diferente quando o sol chegasse muito perto de seus sensores.
Embora o ritmo das descobertas planetárias seja menor com a nova missão, novas descobertas continuam sendo anunciadas. Em janeiro de 2016, mais de 100 novos planetas foram descobertos com o método K2. "Esta é uma validação de toda a capacidade do programa K2 de encontrar um grande número de planetas verdadeiros", disse Ian Crossfield, astrônomo da Universidade do Arizona, durante a reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, durante a qual a descoberta foi anunciada.
Kepler examinou o sistema TRAPPIST-1 - que provavelmente possui vários planetas do tamanho da Terra - entre dezembro de 2016 e março de 2017. Em fevereiro, outra equipe de astrônomos anunciou que mais planetas do tamanho da Terra foram encontrados. Os cientistas da Kepler divulgaram os dados brutos de suas observações do TRAPPIST-1 para outras equipes analisarem, se estivessem interessados.
Em fevereiro de 2018, a NASA lançou outra versão dos dados do Kepler com 95 novos planetas encontrados durante a missão K2. Um desses planetas estava orbitando uma estrela brilhante, tornando-a um candidato fácil para acompanhamento por um observatório terrestre.
Principais descobertas
A maior conquista de Kepler foi descobrir a enorme variedade de sistemas planetários que existem por aí. Os sistemas planetários podem existir em arranjos compactos dentro dos limites do equivalente à órbita de Mercúrio. Eles podem orbitar em torno de duas estrelas, como Tatooine no universo de Guerra nas Estrelas. E, em uma descoberta empolgante para quem procura vida além da Terra, o telescópio revelou que pequenos planetas rochosos semelhantes à Terra são mais comuns que gigantes gasosos maiores, como Júpiter.
A NASA teve um anúncio volumoso em fevereiro de 2014, quando os dois primeiros anos de observações Kepler permitiram aos astrônomos confirmar 715 novos mundos em um único curso. A única liberação em massa de informações quase dobrou o número de planetas conhecidos para quase 1.700.
Outro grande lançamento de dados veio em maio de 2016, com 1.284 novos planetas anunciados. As descobertas de Kepler naquela época totalizaram 2.235 planetas, com o número total de exoplanetas descobertos (por todos os observatórios) totalizando cerca de 3.200.
No ano seguinte, em junho de 2017, veio o lançamento final dos dados da missão principal de Kepler. As descobertas planetárias confirmadas de Kepler foram aumentadas para 2.335. Incluindo planetas em potencial, a contagem total foi de 4.034.
Kepler também cumpriu sua missão de encontrar um planeta aproximadamente do tamanho da Terra na região habitável de uma estrela. O exoplaneta, apelidado Kepler-69c, fica a cerca de 2.700 anos-luz de distância e tem um diâmetro cerca de 1,5 vezes o da Terra.
Outros mundos estranhos descobertos pelo telescópio incluem Kepler-62e e Kepler-62f, dois mundos aquáticos que provavelmente têm um oceano global - em oposição à Terra, que possui uma fração significativa de terra seca. Os planetas estão a cerca de 1.200 anos-luz de distância na constelação de Lyra e estão perto do tamanho da Terra.
As observações Kepler a longo prazo da estrela KIC 8462852 revelaram um padrão bizarro de escurecimento e brilho. Os astrônomos ainda estão tentando descobrir a natureza das mudanças de brilho, que foram atribuídas a qualquer coisa, desde cometas a um anel irregular de poeira até a explicação menos provável de que é uma megaestrutura alienígena.
A capacidade de Kepler de observar o brilho variável das estrelas foi explorada pelas Plêiades, um conhecido aglomerado de estrelas que fica a apenas 400 anos-luz de distância e visível a olho nu. As observações de Kepler forneceram o melhor rastreamento de sua variabilidade até o momento.
Fim da missão
O Kepler foi lançado com 12 litros de hidrazina em seu tanque de combustível. O combustível alimenta os propulsores que ajudam a corrigir a deriva e realizar grandes manobras, incluindo apontar para novos campos de visão e orientar seus transmissores para a Terra para fazer o downlink de dados científicos e receber comandos. Como o Kepler não possui um medidor preciso no tanque de combustível, os engenheiros só podiam estimar quando o combustível estava acabando. Em março de 2018, a NASA anunciou que esperava que o tanque de combustível da sonda secasse nos meses seguintes. Um pouco mais de sete meses depois, em 30 de outubro, a NASA confirmou que Kepler estava sem combustível e a espaçonave foi oficialmente desativada em 15 de novembro.
Enquanto o Kepler chegou ao fim de sua vida útil de missão, outra espaçonave está em posição de tomar seu lugar. Uma nova sonda de caça de exoplanetas chamada Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) foi lançada em 18 de abril de 2018 e começou a coletar dados em 25 de julho. Ao contrário do Kepler, o TESS não é apontado em apenas uma direção; em vez disso, a sonda está programada para escanear cerca de 85% do céu durante sua missão inicial de dois anos. Os funcionários da missão esperam que o TESS descubra evidências de algumas dúzias de planetas rochosos próximos ao nosso planeta e de muitos outros planetas de todos os tipos, com base no legado de Kepler.
Recursos adicionais:
- Leia o Kepler e a missão K2 da NASA.
- Confira os principais marcos de descoberta do Kepler ao longo dos anos.
- Saiba mais sobre as outras missões Discovery da NASA.
Este artigo foi atualizado em 7 de dezembro de 2018 pelo Editor de referência da Space.com, Kimberly Hickok.
