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ケプラー宇宙望遠鏡は、他の恒星を周回する地球サイズの惑星を発見するために、 NASAによって2009年に打ち上げられた宇宙望遠鏡です[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。天文学者ヨハネス・ケプラー[ 8 ]（皮肉なことに、彼はどの恒星の周りにも惑星系は存在しないと確信していました）[ 9 ]にちなんで名付けられたこの宇宙望遠鏡は、地球を追尾する太陽中心軌道に打ち上げられました。主任研究者はウィリアム・J・ボルッキでした。9年半の運用後、望遠鏡の姿勢制御システムの燃料が枯渇し、NASAは2018年10月30日にその退役を発表しました[ 10 ] [ 11 ]。
地球の領域の一部を調査して、居住可能領域内またはその近傍にある地球サイズの系外惑星を発見し、天の川銀河にある数十億個の恒星のうち、そのような惑星がいくつあるかを推定するように設計されたケプラー[ 6 ] [ 12 ] [ 13 ]の唯一の科学機器は、固定視野内の約15万個の主系列星の明るさを継続的に監視する光度計です。 [ 14 ]これらのデータは地球に送信され、その後、主星の前を横切る系外惑星によって引き起こされる周期的な減光を検出するために分析されました。軌道が地球から真横に見える惑星のみが検出できます。ケプラーは530,506個の恒星を観測し、2023年6月16日時点で2,778個の惑星を確認しました。[ 15 ] [ 16 ]
ケプラー宇宙望遠鏡は、NASAの比較的低コストの科学ミッションであるディスカバリー計画の一部でした。望遠鏡の建設と初期運用はNASAのジェット推進研究所が管理し、ボール・エアロスペース社がケプラー飛行システムの開発を担当しました。[ 17 ]
2006年1月、NASAの予算削減と統合のため、プロジェクトの打ち上げが8か月遅れた。[ 18 ] 2006年3月には、財政問題のためさらに4か月遅れた。[ 18 ]この間、コストと複雑さを軽減するために、高利得アンテナはジンバルを使用する設計から宇宙船のフレームに固定する設計に変更されたが、その代償として月1日の観測日が失われた。[ 19 ]
エイムズ研究センターは、地上システムの開発、2009 年 12 月以降のミッション運用、および科学データの分析を担当しました。当初計画された寿命は 3 年半でしたが[ 20 ] 、恒星と宇宙船の両方からのデータに予想以上のノイズがあったため、すべてのミッション目標を達成するには追加の時間が必要になりました。当初、2012 年にミッションは 2016 年まで延長される予定でしたが[ 21 ]、2012 年 7 月 14 日に、宇宙船の姿勢制御に使用される 4 つのリアクション ホイールのうちの 1 つが回転を停止し、残りの 3 つすべてが信頼できる状態を維持した場合にのみミッションを完了できることがわかりました[ 22 ] 。その後、2013 年 5 月 11 日に 2 つ目のリアクション ホイールが故障し、科学データの収集ができなくなり[ 23 ]、ミッションの継続が危ぶまれました[ 24 ] 。
2013 年 8 月 15 日、NASA は、故障した 2 つのリアクション ホイールの修理を断念したと発表した。これは、現在のミッションを変更する必要があることを意味したが、必ずしも惑星探査の終了を意味するものではなかった。NASAは、宇宙科学コミュニティに対し、「残りの 2 つの正常なリアクション ホイールとスラスタを使用して、系外惑星の探査を含む可能性のある」代替ミッション計画を提案するよう求めた。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] 2013 年 11 月 18 日、K2 「セカンド ライト」提案が報告された。これには、故障したケプラーを、より小さく暗い赤色矮星の周りの居住可能な惑星を検出できる方法で利用することが含まれる。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] 2014 年 5 月 16 日、NASA は K2 延長の承認を発表した。[ 33 ]
2015 年 1 月までに、ケプラーとその後の観測により、約 440 の恒星系で 1,013 個の確認された系外惑星が発見され、さらに 3,199 個の未確認の惑星候補が発見されました。[ B ] [ 34 ] [ 35 ]ケプラーの K2 ミッションにより 4 つの惑星が確認されました。[ 36 ] 2013 年 11 月、天文学者たちは、ケプラー宇宙ミッションのデータに基づいて、天の川銀河内の太陽のような恒星や赤色矮星のハビタブル ゾーンを周回する岩石質の地球サイズの系外惑星が400 億個も存在する可能性があると推定しました。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]これらの惑星のうち 110 億個が太陽のような恒星を周回していると推定されています。[ 40 ]科学者によると、そのような惑星の中で最も近いものは3.7パーセク(12光年)離れている可能性があります。 [ 37 ] [ 38 ]
2015 年 1 月 6 日、NASA はケプラー宇宙望遠鏡によって発見された 1,000 個目の確認済み系外惑星を発表しました。新たに確認された系外惑星のうち 4 つは、関連する恒星のハビタブル ゾーン内を公転していることがわかりました。そのうち 3 つ、Kepler-438b、Kepler-442b、Kepler-452bは地球とほぼ同じ大きさで岩石質である可能性が高く、残りの 1 つ、Kepler-440bはスーパー アースです。[ 41 ] 2016 年 5 月 10 日、NASA はケプラーによって発見された 1,284 個の新しい系外惑星を確認しました。これは、現在までに発見された惑星の中で最大のものです。[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]
ケプラーのデータは、科学者が超新星を観測し理解するのにも役立っています。測定は30分ごとに行われたため、光度曲線はこれらのタイプの天文現象を研究するのに特に役立ちました。[ 45 ]
2018年10月30日、宇宙船の燃料が尽きた後、NASAは望遠鏡の運用を終了すると発表した。[ 46 ]望遠鏡は同日シャットダウンされ、9年間の運用を終えた。ケプラーは運用期間中に530,506個の恒星を観測し、2,662個の系外惑星を発見した。[ 16 ] 2018年に打ち上げられたNASAの新しいミッションであるTESSは、系外惑星の探索を続けている。[ 47 ]
この望遠鏡の質量は1,039 キログラム (2,291ポンド)で、0.95 メートル (37.4インチ)の前面補正板 (レンズ)を備えたシュミット カメラが1.4 メートル (55インチ)の主鏡に光を供給します。打ち上げ当時、これは地球軌道外の望遠鏡の中で最大の鏡でしたが、数か月後にハーシェル宇宙天文台がこの称号を獲得しました。 [ 48 ]この望遠鏡の視野(FoV)は 115 度2 (直径約 12 度)で、腕を伸ばした拳の大きさにほぼ相当します。このうち 105 度2 は科学品質で、周辺減光は11% 未満です。測光器は、鮮明な画像ではなく、優れた測光を実現するためにソフトフォーカスになっています。ミッションの目標は、 6.5時間の積分で、太陽型恒星（ M (V)=12）に対して20 ppmの複合差分測光精度（CDPP）を達成することであったが、観測結果はこの目標に届かなかった（ミッション状況を参照）。
宇宙船のカメラの焦点面は、それぞれ2200×1024ピクセルの50 × 25 mm (2 × 1インチ) CCD 42 個で構成され、合計解像度は 94.6メガピクセルです。[ 49 ] [ 50 ]これは当時、宇宙に打ち上げられた最大のカメラ システムでした。[ 20 ]アレイは、外部ラジエーターに接続されたヒート パイプによって冷却されました。[ 1 ] CCD は 6.5 秒ごとに読み出され (飽和を制限するため)、短いケイデンス ターゲットの場合は 58.89 秒間、長いケイデンス ターゲットの場合は 1765.5 秒 (29.4 分) にわたって機上で加算されました。[ 51 ]前者の帯域幅要件が大きいため、その数は長いケイデンスの 170,000 個に対して 512 個に制限されました。しかし、ケプラーは打ち上げ時にはNASAのどのミッションよりも高いデータレートを誇っていましたが、9500万ピクセルすべての29分間の合計データは、地球に保存して送信できるデータ量を超えていました。そのため、科学チームは、関心のある各星に関連するピクセルを事前に選択し、これはピクセルの約6パーセント（5.4メガピクセル）に相当します。これらのピクセルからのデータは、他の補助データとともに、再量子化、圧縮され、搭載されている16ギガバイトのソリッドステートレコーダーに保存されました。保存され、ダウンリンクされたデータには、科学星、pモード星、スミア、ブラックレベル、背景、および視野全体の画像が含まれます。[ 1 ] [ 52 ]
ケプラーの主鏡は直径1.4メートル（4.6フィート）です。ガラスメーカーのコーニング社が超低膨張（ULE）ガラスを使用して製造したこの鏡は、同じサイズの固体鏡のわずか14%の質量になるように特別に設計されています。[ 53 ] [ 54 ]比較的小さな惑星が恒星の前を通過する際に検出するのに十分な感度を持つ宇宙望遠鏡システムを作るには、主鏡に非常に高い反射率のコーティングが必要でした。サーフェスオプティクス社は、イオンアシスト蒸着を使用して、反射を高めるための9層の保護銀コーティングと、色中心の形成と大気中の水分吸収を最小限に抑えるための誘電体干渉コーティングを施しました。[ 55 ] [ 56 ]
測光性能に関しては、ケプラーは地球上のどの望遠鏡よりもはるかに優れた性能を発揮したが、設計目標には達しなかった。目標は、 6.5時間の積分で12等級の恒星に対して20 ppmの複合差分測光精度（CDPP）を達成することであった。この推定値は 、恒星の変動に対して10 ppm（太陽の値とほぼ同じ）を考慮して作成された。この観測で得られた精度は、恒星と焦点面上の位置によって大きく異なり、中央値は29 ppmである。追加ノイズの大部分は、恒星自体の予想よりも大きな変動（ 想定の10.0 ppmに対して19.5 ppm ）によるものであり、残りは予測よりもわずかに大きい機器ノイズ源によるものである。[ 57 ] [ 49 ]
太陽のような恒星を地球サイズの惑星が通過する際の明るさの減少はわずか 80 ppm と非常に小さいため、ノイズの増加により、個々の通過は 意図した 4 σ ではなく 2.7 σ イベントにしか ならない。これは、検出を確実にするためには、より多くの通過を観測する必要があることを意味する。科学的な推定では、すべての通過する地球サイズの惑星を見つけるには、当初計画されていた 3.5 年ではなく、7 ～ 8 年続くミッションが必要になると示された。[ 58 ] 2012 年 4 月 4 日、ケプラー ミッションは 2016 会計年度まで延長することが承認されたが、[ 21 ] [ 59 ]これは、残りのすべてのリアクション ホイールが健全な状態を維持することにも依存していたが、そうではなかったことが判明した (下記のリアクション ホイールの問題を参照)。
ケプラーは太陽の周りを公転しており、[ 60 ] [ 61 ]地球による掩蔽、迷光、地球軌道に固有の重力摂動やトルクを回避しています。
NASAはケプラーの軌道を「地球後方軌道」と表現している。[ 62 ]公転周期は372.5日で、ケプラーは地球からゆっくりと遠ざかっている（年間約1600万マイル）。2018年5月1日現在 ケプラー宇宙望遠鏡から地球までの距離は約0.917 AU（1億3700万km）でした。[ 3 ]これは、約26年後にケプラーが太陽の反対側に到達し、51年後に地球の近くに戻ってくることを意味します。
2013年まで、測光計は黄道面から大きく外れた、はくちょう座、こと座、りゅう座の北天の星座の領域を指していたため、宇宙船が周回している間、太陽光が測光計に入ることはありませんでした。[ 1 ]これはまた、太陽系が銀河の中心を回る方向でもあります。したがって、ケプラーが観測した星は、太陽系とほぼ同じ距離で銀河中心から離れていて、銀河面にも近いのです。この事実は、希土類仮説が示唆するように、銀河内の位置が居住可能性と関連している場合に重要です。
姿勢は、機器の焦点面に配置された精密誘導センサーを使用して回転を感知することによって3軸安定化されます（ハッブル宇宙望遠鏡などで使用されているような速度感知ジャイロスコープの代わりに）。[ 1 ]また、リアクションホイールとヒドラジンスラスタ[ 63 ]を使用して姿勢を制御します。
ケプラーは、コロラド州ボルダーにある大気宇宙物理学研究所（LASP）がボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズとの契約に基づいて運用した。宇宙船の太陽電池アレイは、夏至と冬至、春分と秋分に太陽に向くように回転し、太陽電池アレイに当たる太陽光の量を最適化し、放熱器が深宇宙に向くようにした。[ 1 ] LASPとボール・エアロスペースは共同で、コロラド大学の研究キャンパスにあるミッション運用センターから宇宙船を制御した。LASPは、重要なミッション計画と科学データの初期収集と配布を行った。ミッションの初期ライフサイクルコストは、3.5年間の運用資金を含めて6億ドルと見積もられた。[ 1 ] 2012年、NASAはケプラーミッションが2016年まで年間約2000万ドルの費用で資金提供されると発表した。[ 21 ]
NASAは、コマンドとステータス更新のために、 Xバンド通信リンクを使用して週2回宇宙船と連絡を取りました。科学データは、最大データ転送速度約550 kB/sでK aバンドリンクを使用して月に1回ダウンロードされます。高利得アンテナは方向制御できないため、地球との通信のために宇宙船全体と高利得アンテナを再調整するために、データ収集は1日間中断されます。[ 1 ] : 16ケプラーは、K aバンドデータダウンリンク に依存した最初のミッションであり、この技術を使用する後のミッションのためにK aバンドのパフォーマンスに関する統計を収集しました。[ 64 ]
ケプラー宇宙望遠鏡は機内で独自の部分的な分析を行い、帯域幅を節約するためにミッションに必要と判断された科学データのみを送信した。[ 65 ]
LASPでのミッション運用中に収集された科学データテレメトリは、メリーランド州ボルチモアのジョンズ・ホプキンス大学キャンパスにある宇宙望遠鏡科学研究所内のケプラーデータ管理センター（DMC）に処理のために送信されます。科学データテレメトリは、DMCによってデコードされ、未較正のFITS形式の科学データ製品に処理され、その後、較正と最終処理のためにNASAエイムズ研究センターの科学運用センター（SOC）に渡されます。NASAエイムズ研究センター（ARC）のSOCは、ケプラー科学オフィス（SO）が使用する科学データを処理するために必要なツールを開発および運用しています。したがって、SOCは、SOとSOCが共同で開発した科学アルゴリズムに基づいてパイプラインデータ処理ソフトウェアを開発します。運用中、SOCは次のことを行います。[ 66 ]
SOCは測光性能を継続的に評価し、その性能指標をSOおよびミッション管理オフィスに提供します。さらに、SOCはカタログや処理済みデータを含むプロジェクトの科学データベースを開発・維持します。最終的に、SOCは較正済みのデータ製品と科学的成果をDMCに返却し、長期保存およびSTScIのマルチミッションアーカイブ（MAST）を通じて世界中の天文学者に配布します。
2012年7月14日、宇宙船の精密な方向制御に使用される4つのリアクションホイールのうちの1つが故障した。 [ 67 ]ケプラーは望遠鏡を正確に方向付けるために3つのリアクションホイールしか必要としないが、もう1つ故障すると宇宙船は元の視野に向けられなくなる。[ 68 ]
2013 年 1 月にいくつかの問題が見られた後、2013 年 5 月 11 日に 2 つ目のリアクション ホイールが故障し、ケプラーの主要ミッションは終了しました。宇宙船はセーフ モードに切り替えられ、その後 2013 年 6 月から 8 月にかけて、故障したホイールのいずれかを復旧するために一連のエンジニアリング テストが行われました。2013 年 8 月 15 日までに、ホイールは復旧不可能であると判断され[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]、宇宙船の残りの能力を評価するためのエンジニアリング レポートが命じられました。[ 25 ]
この取り組みは最終的に、黄道付近の様々な領域を観測する後継ミッション「K2」へと繋がった。
リアクションホイールの故障は、リアクションホイール内の鋼球ベアリング間のアーク放電によって引き起こされたピットに遡ることが判明した。アーク放電は、太陽からのコロナ質量放出（CME）によって引き起こされた。ケプラーが地球から遠く離れていることは、CMEがケプラーと地球に到達するまでにかなりの時間差があるため、原因の特定に役立った。[ 69 ]
2006年1月、NASAの予算削減と統合のため、プロジェクトの打ち上げが8か月遅れた。[ 18 ] 2006年3月には、財政問題のため、さらに4か月遅れた。[ 18 ]この時、コストと複雑さを軽減するために、高利得アンテナはジンバル式から宇宙船のフレームに固定する方式に変更されたが、その代償として月1日の観測が犠牲になった。
ケプラー宇宙望遠鏡は、2009年3月7日午前3時49分57秒（UTC）にフロリダ州ケープカナベラル空軍基地からデルタII ロケットで打ち上げられた。[ 2 ] [ 5 ]打ち上げは成功し、3段階すべてが午前4時55分（UTC）までに完了した。望遠鏡のカバーは2009年4月7日に投棄され、翌日には最初の光画像が撮影された。 [ 70 ] [ 71 ]
2009年4月20日、ケプラー科学チームは、焦点のさらなる改良によって科学的成果が劇的に向上すると結論付けたと発表しました。[ 72 ] 2009年4月23日、主鏡を焦点面に向かって40マイクロメートル（1.6千分の1インチ）移動させ、主鏡を0.0072度傾けることで焦点が最適化されたと発表されました。[ 73 ]
2009年5月13日、協定世界時00:01に、ケプラーは運用開始段階を無事完了し、他の恒星の周りの惑星の探索を開始した。[ 74 ] [ 75 ]
2009年6月19日、宇宙船は最初の科学データを地球に送信することに成功した。ケプラーは6月15日にセーフモードに入っていたことが判明した。2回目のセーフモードイベントは7月2日に発生した。どちらの場合も、イベントはプロセッサのリセットによって引き起こされた。宇宙船は7月3日に通常の動作を再開し、6月19日以降に収集された科学データはその日にダウンリンクされた。[ 76 ] 2009年10月14日、これらのセーフモードイベントの原因は、RAD750プロセッサに電力を供給する低電圧電源であることが判明した。[ 77 ] 2010年1月12日、焦点面の一部が異常なデータを送信し、ケプラーの42個のCCDのうち2個をカバーする焦点面MOD-3モジュールに問題があることが示唆された。2010年10月現在 そのモジュールは「失敗」と評されたが、その範囲は科学目標を上回った。[ 78 ]
ケプラーは月に一度程度、約12ギガバイトのデータ[ 79 ]をダウンリンクした[ 80 ] 。
ケプラーは、空に対して固定視野（FOV）を持っています。右の図は、天球座標と検出器フィールドの位置、および左上隅に天球の北を置いたいくつかの明るい星の位置を示しています。ミッションのウェブサイトには、特定のオブジェクトがFOV内に入るかどうか、入る場合はフォトディテクタの出力データストリームのどこに表示されるかを判定する計算ツール[ 81 ]があります。系外惑星候補のデータは、追跡観測を行うためにケプラー追跡プログラム（KFOP）に提出されます。
ケプラーの視野は115平方度で、空の約0.25パーセント、つまり「北斗七星の約2杯分」をカバーしています。したがって、全天をカバーするには、ケプラーのような望遠鏡が約400台必要になります。[ 82 ]ケプラーの視野には、はくちょう座、こと座、りゅう座の一部が含まれています。
ケプラーの視野内で最も近い恒星系は、太陽から15光年離れた三重星系グリーゼ1245です。太陽から22.8±1光年離れた褐色矮星WISE J2000+3629も視野内にありますが、主に赤外線波長の光を放出するため、ケプラーからは見えません。
ケプラー宇宙望遠鏡の科学的目的は、惑星系の構造と多様性を探査することであった。[ 83 ]この宇宙船は、いくつかの重要な目標を達成するために、多数の恒星を観測する。
これまで他のプロジェクトで検出された系外惑星のほとんどは巨大惑星で、主に木星かそれ以上の大きさでした。ケプラー宇宙望遠鏡は、地球の質量に近い、質量が30～600分の1程度の惑星を探すように設計されました（木星は地球の318倍の質量です）。使用されている方法はトランジット法で、惑星が恒星の前を繰り返し通過するのを観測します。この通過によって恒星の見かけの明るさがわずかに低下し、地球サイズの惑星の場合は約0.01%になります。この明るさの低下の度合いから惑星の直径を推定でき、トランジットの間隔から惑星の公転周期を推定できます。そこから、ケプラーの法則を用いて軌道の長半径を、恒星放射のモデルを用いて温度を推定できます。
ランダムな惑星軌道が恒星への視線と一致する確率は、恒星の直径を軌道の直径で割った値です。 [ 85 ]太陽のような恒星を1天文単位の距離で通過する地球サイズの惑星の場合、その確率は0.47%、つまり約210分の1です。[ 85 ]太陽のような恒星を周回する金星のような惑星の場合、その確率はわずかに高く、0.65%です。[ 85 ]主星に複数の惑星がある場合、特定のシステム内の惑星が類似した軌道面を周回する傾向があると仮定すると、追加の検出の確率は最初の検出の確率よりも高くなります。これは、現在の惑星系形成モデルと一致する仮定です。[ 85 ]例えば、エイリアンが実施したケプラーのようなミッションで地球が太陽面を通過するのを観測した場合、金星が太陽面を通過するのも観測する確率は7%です。[ 85 ]
ケプラーの視野は115度2分の広さで、視野がわずか10平方分角のハッブル宇宙望遠鏡よりも地球サイズの惑星を検出する確率がはるかに高い。さらに、ケプラーは惑星の通過を検出することに特化しているのに対し、ハッブル宇宙望遠鏡は幅広い科学的疑問に取り組むために使用され、一つの星野を継続的に観測することはほとんどない。ケプラーの視野にある約50万個の星のうち、約15万個の星が観測対象として選ばれた。9万個以上は主系列上またはその近傍にあるG型星である。そのため、ケプラーはこれらの星の明るさがピークとなる400～865nmの波長に感度を持つように設計されている。ケプラーで観測された星のほとんどは視等級が14～16であるが、観測された最も明るい星は視等級が8以下である。惑星候補のほとんどは、追跡観測するには暗すぎるため、当初は確認されないと予想されていました。[ 86 ]選択されたすべての恒星は同時に観測され、宇宙船は30分ごとに明るさの変化を測定します。これにより、トランジットを観測できる可能性が高まります。このミッションは、他の恒星を周回する惑星を検出する確率を最大化するように設計されました。[ 1 ] [ 87 ]
ケプラー宇宙望遠鏡は、恒星の減光が惑星の通過によって引き起こされたことを確認するために少なくとも3回の通過を観測する必要があり、また、より大きな惑星は検証しやすい信号を出すため、科学者たちは最初に報告される結果は、軌道が近い木星サイズの大きな惑星であると予想していた。これらの最初の報告は、運用開始からわずか数か月後に行われた。より小さな惑星や、太陽から遠い惑星の発見にはより時間がかかり、地球に匹敵する惑星の発見には3年以上かかると予想されていた。[ 60 ]
ケプラーによって収集されたデータは、さまざまなタイプの変光星の研究や星震学を行うためにも使用されており、[ 88 ]特に太陽のような振動を示す星についてである。[ 89 ]
ケプラーがデータを収集して送信すると、生の光度曲線が作成されます。次に、宇宙船の回転による明るさの変化を考慮して、明るさの値が調整されます。次のステップは、光度曲線を処理（折り畳み）して、トランジットの可能性があると思われる信号をソフトウェアが選択することです。この時点で、トランジットのような特徴を示す信号はすべて閾値通過イベントと呼ばれます。これらの信号は、2回の検査ラウンドで個別に検査され、最初のラウンドはターゲットごとにわずか数秒しかかかりません。この検査により、誤って選択された非信号、機器ノイズによる信号、および明らかな食連星が除外されます。[ 90 ]
これらのテストに合格した閾値超過イベントは、ケプラー関心対象（KOI）と呼ばれ、KOI指定を受けてアーカイブされます。KOIは、処分と呼ばれるプロセスでより徹底的に検査されます。処分に合格したものは、ケプラー惑星候補と呼ばれます。KOIアーカイブは静的なものではなく、ケプラー候補がさらに検査されると偽陽性リストに入る可能性があります。逆に、誤って偽陽性と分類されたKOIが候補リストに戻る可能性があります。[ 91 ]
すべての惑星候補がこのプロセスを経るわけではありません。連星系を周回する惑星は厳密には周期的なトランジットを示さないため、他の方法で調査する必要があります。さらに、第三者の研究者は異なるデータ処理方法を使用したり、未処理の光度曲線データから惑星候補を探したりすることもあります。そのため、これらの惑星はKOI指定を受けていない可能性があります。
ケプラーのデータから適切な候補が見つかったら、追跡検査によって偽陽性を排除する必要がある。
通常、ケプラーの候補天体は、トランジット信号の明るさの特徴を汚染する可能性のある背景天体を分離するために、より高度な地上望遠鏡で個別に撮影されます。[ 93 ]惑星候補を除外するもう1つの方法は、ケプラーが設計目標ではなかったものの良好なデータを収集できる位置測定です。ケプラーはこの方法で惑星質量天体を検出することはできませんが、トランジットが恒星質量天体によって引き起こされたかどうかを判断するために使用できます。[ 94 ]
系外惑星の検出にはいくつかの異なる方法があり、候補が本物の惑星であることをさらに証明することで、偽陽性を排除するのに役立ちます。ドップラー分光法と呼ばれる方法の1つは、地上望遠鏡による追跡観測を必要とします。この方法は、惑星が質量が大きい場合や、比較的明るい恒星の周りを公転している場合に有効です。現在の分光器では、比較的暗い恒星の周りを公転する質量の小さい惑星候補を確認するには不十分ですが、この方法を用いることで、対象となる恒星の周りを公転する質量が大きく、トランジットを起こさない惑星候補をさらに発見することができます。
多惑星系では、惑星が互いに重力的に摂動を受けると、連続するトランジット間の時間差が変化するため、トランジットのタイミング変動によって惑星の存在を確認できることが多い。これは、恒星が比較的遠くにある場合でも、比較的質量の小さい惑星の存在を確認するのに役立つ。トランジットのタイミング変動は、2つ以上の惑星が同じ惑星系に属していることを示している。トランジットしない惑星がこの方法で発見されるケースもある。[ 95 ]
周連星惑星は、他の惑星の重力によって擾乱された惑星よりも、トランジット間のトランジットタイミングの変動がはるかに大きい。トランジットの継続時間も大きく変動する。周連星惑星のトランジットタイミングと継続時間の変動は、他の惑星ではなく、主星の軌道運動によって引き起こされる。[ 96 ]さらに、惑星の質量が十分に大きい場合、主星の公転周期にわずかな変動を引き起こす可能性がある。周連星惑星は非周期的なトランジットのため発見が難しいが、トランジットのタイミングパターンは食連星や背景の恒星系では模倣できないため、確認ははるかに容易である。[ 97 ]
恒星の周りを公転する惑星は、通過現象に加えて、反射光の変化も経験します。月のように、満月から新月、そして再び満月へと位相が変化します。ケプラー宇宙望遠鏡は惑星と恒星を分離できないため、両者の光を合成してしか観測できず、恒星の明るさは公転周期ごとに周期的に変化しているように見えます。その効果は小さいものの（近距離にある巨大惑星を観測するために必要な測光精度は、太陽型恒星を横切る地球サイズの惑星を検出するのに必要な精度とほぼ同じです）、公転周期が数日以下の木星サイズの惑星は、ケプラーのような高感度宇宙望遠鏡で検出可能です。長期的には、この方法は、反射光の変化が惑星の軌道傾斜角にほとんど依存せず、惑星が恒星の円盤の前を通過する必要もないため、通過法よりも多くの惑星を発見するのに役立つ可能性があります。さらに、巨大惑星の位相関数は、その熱特性や、もしあれば大気にも依存します。したがって、位相曲線は、大気粒子の粒径分布など、他の惑星特性を制約する可能性がある。[ 98 ]
ケプラーの測光精度は、ドップラービーム効果による恒星の明るさの変化や、伴星による恒星の形状変形を観測するのに十分な場合が多い。これらの効果は、恒星や褐色矮星による偽陽性としてホットジュピター候補を除外するために使用できる場合がある。[ 99 ]しかし、 TrES-2bのような惑星質量の伴星でもそのような効果が検出される場合がある。[ 100 ]
惑星が他の検出方法の少なくとも 1 つで検出できない場合、ケプラー候補が実際の惑星である可能性が、偽陽性シナリオの合計よりも有意に大きいかどうかを判断することで確認できる。最初の方法の 1 つは、他の望遠鏡でもトランジットが見られるかどうかを確認することだった。この方法で確認された最初の惑星はケプラー 22bで、他の偽陽性の可能性の分析に加えて、スピッツァー宇宙望遠鏡でも観測された。 [ 101 ]小さな惑星は一般的に宇宙望遠鏡でしか検出できないため、このような確認にはコストがかかる。
2014年に、「多重性による検証」と呼ばれる新しい確認方法が発表されました。さまざまな方法で以前に確認された惑星から、ほとんどの惑星系の惑星は、太陽系で見つかった惑星と同様に、比較的平坦な面を公転していることがわかりました。これは、恒星に複数の惑星候補がある場合、それが実際の惑星系である可能性が非常に高いことを意味します。[ 102 ]トランジット信号は、偽陽性シナリオを排除するいくつかの基準を満たす必要があります。たとえば、信号対雑音比がかなり高く、少なくとも3回のトランジットが観測され、これらのシステムの軌道安定性が安定しており、トランジット曲線が部分食連星がトランジット信号を模倣できない形状である必要があります。さらに、食連星によって引き起こされる一般的な偽陽性を排除するために、軌道周期は1.6日以上である必要があります。[ 103 ]多重性による検証方法は非常に効率的で、比較的短い時間で数百のケプラー候補を確認することができます。
PASTISと呼ばれるツールを用いた新しい検証方法が開発されました。これにより、主星のトランジット候補イベントが1つしか検出されていなくても惑星を確認することが可能になります。このツールの欠点は、ケプラーデータから比較的高い信号対雑音比を必要とするため、主に大きな惑星、または静かで比較的明るい恒星の周りの惑星しか確認できないことです。現在、この方法によるケプラー候補の分析が進行中です。[ 104 ] PASTISは、惑星ケプラー420bの検証に初めて成功しました。[ 105 ]
2012年4月、NASAの上級科学者からなる独立委員会は、ケプラー計画を2016年まで継続することを勧告した。上級審査によると、明示されたすべての科学目標を達成するには、ケプラーの観測を少なくとも2015年まで継続する必要があった。[ 106 ] 2012年11月14日、NASAはケプラー計画の主要ミッションの完了と、燃料切れで2018年に終了した延長ミッションの開始を発表した。[ 107 ]
2012 年 7 月、ケプラーの 4 つのリアクション ホイールのうちの 1 つ(ホイール 2) が故障しました。[ 25 ] 2013 年 5 月 11 日、2 番目のホイール (ホイール 4) が故障し、惑星探査には 3 つのホイールが必要であるため、ミッションの継続が危ぶまれました。[ 23 ] [ 24 ]ケプラーは、十分な精度で方向を定めることができなかったため、5 月以降科学データを収集していませんでした。[ 108 ] 7 月 18 日と 22 日に、それぞれリアクション ホイール 4 と 2 がテストされました。ホイール 4 は反時計回りにのみ回転しましたが、ホイール 2 は摩擦レベルが著しく高かったものの、両方向に回転しました。[ 109 ] 7 月 25 日に行われたホイール 4 のさらなるテストでは、双方向回転が実現しました。[ 110 ]しかし、両方のホイールとも摩擦が大きすぎて実用的ではありませんでした。[ 27 ] 8月2日、NASAはケプラーの残りの機能を他の科学ミッションに利用するための提案を募集した。8月8日から、システム全体の評価が実施された。ホイール2は科学ミッションに必要な精度を提供できないことが判明し、燃料を節約するために宇宙船は「休止」状態に戻された。[ 25 ]ホイール4は、以前のテストでホイール2よりも高い摩擦レベルを示したため、以前に除外されていた。[ 110 ]ケプラーは太陽を周回しており、地球から数百万キロメートル離れているため、宇宙飛行士を派遣して修理することは選択肢ではない。[ 27 ]
2013年8月15日、NASAは、4つのリアクションホイールのうち2つの問題を解決しようとした試みが失敗したため、ケプラーはトランジット法による惑星探査を継続しないと発表した。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]宇宙船の能力、2つの正常なリアクションホイール、およびスラスタを評価するための技術報告書が命じられた。[ 25 ]同時に、ケプラーの限られた範囲から、年間1800万ドルの費用に見合うだけの知識が得られるかどうかを判断するための科学的研究が行われた。
考えられるアイデアとしては、小惑星や彗星の探索、超新星の証拠の探索、重力マイクロレンズによる巨大な系外惑星の発見などがあった。[ 27 ]別の提案としては、ケプラーのソフトウェアを修正して、機能停止したリアクションホイールを補償するというものがあった。ケプラーの視野内で星が固定されて安定しているのではなく、星はドリフトする。提案されたソフトウェアは、このドリフトを追跡し、星を固定視野に保持できないにもかかわらず、ミッションの目標をほぼ完全に回復するものであった。[ 111 ]
以前に収集されたデータは引き続き分析された。[ 112 ]
2013年11月、K2「セカンドライト」と名付けられた新しいミッション計画が検討のために提示された。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 113 ] K2では、ケプラーの残りの能力、以前の約20ppmに比べて約300ppmの測光精度を使用して、「超新星爆発、星形成、小惑星や彗星などの太陽系天体、…」の研究のためのデータを収集し、より多くの系外惑星を発見して研究することになっていた。[ 30 ] [ 31 ] [ 113 ]この提案されたミッション計画では、ケプラーは太陽の周りの地球の軌道面のはるかに広い領域を探索することになっていた。[ 30 ] [ 31 ] [ 113 ] K2ミッションによって検出された系外惑星、恒星などの天体は、 Ecliptic Plane Input Catalogの略であるEPICという頭字語に関連付けられます 。
2014 年初頭、宇宙船は K2 ミッションのテストを成功裏に完了しました。[ 115 ] 2014 年 3 月から 5 月にかけて、テスト実行としてフィールド 0 と呼ばれる新しいフィールドからのデータが収集されました。[ 116 ] 2014 年 5 月 16 日、NASA はケプラー ミッションを K2 ミッションに拡張することを承認したと発表しました。[ 33 ] K2 ミッションにおけるケプラーの測光精度は、6.5 時間の積算で 12 等級の恒星に対して50 ppm と推定されました。 [ 117 ] 2014 年 2 月、2 つのホイール、精密なポイント操作を使用した K2 ミッションの測光精度は、 6.5 時間の積算で 12 等級の恒星に対して 44 ppm と測定されました。NASA によるこれらの測定値の分析は、K2 の測光精度が、3 つのホイール、精密なポイント操作のデータからなるケプラー アーカイブの測光精度に近づいていることを示唆しています。[ 118 ]
2014年5月29日、選挙運動フィールド0～13が報告され、詳細に記述された。[ 119 ]
K2ミッションのフィールド1は、空のしし座-おとめ座領域に向けられており、フィールド2はさそり座の「頭」領域に向けられており、2つの球状星団、メシエ4とメシエ80 [ 120 ]、およびさそり座-ケンタウルス座アソシエーションの一部が含まれています。このアソシエーションは約1100万年前[ 121 ]で、120-140パーセク（380-470光年）離れており[ 122 ]、おそらく1000個以上の星が含まれています[ 123 ] 。
2014年12月18日、NASAはK2ミッションが初めて確認された系外惑星、スーパーアースHIP 116454 bを検出したと発表した。その痕跡は、 K2ミッション全体に向けて宇宙船を準備するためのエンジニアリングデータの中に見つかった。惑星の通過は1回しか検出されなかったため、視線速度による追跡観測が必要だった。[ 124 ]
2016 年 4 月 7 日の予定された通信中に、ケプラーは緊急モードで動作していることが判明しました。これは、最も低い動作モードで、最も燃料を消費するモードです。ミッション運用チームは宇宙船の緊急事態を宣言し、NASA のディープ スペース ネットワークへの優先アクセスを得ました。[ 125 ] [ 126 ] 4 月 8 日の夕方までに宇宙船はセーフ モードにアップグレードされ、4 月 10 日にはポイント レスト状態に移行しました。[ 127 ]これは、通常の通信と最も低い燃料消費を提供する安定したモードです。[ 125 ]当時、緊急事態の原因は不明でしたが、ケプラーのリアクション ホイールやK2のキャンペーン 9を支援するための計画されたマニューバが原因ではないと考えられていました。オペレーターは宇宙船からエンジニアリング データをダウンロードして分析し、通常の科学運用に戻ることを優先しました。[ 125 ] [ 128 ]ケプラーは4月22日に科学モードに戻された。[ 129 ]この緊急事態により、キャンペーン9の前半が2週間短縮された。[ 130 ]
2016年6月、NASAはK2ミッションを2018年の燃料枯渇予想期間を超えてさらに3年間延長すると発表した。[ 131 ] 2018年8月、NASAは宇宙船をスリープモードから復帰させ、姿勢制御性能を低下させていたスラスタの問題に対処するために構成を変更し、第19回観測キャンペーンの科学データの収集を開始したところ、搭載燃料はまだ完全に枯渇していないことが判明した。[ 132 ]
2018年10月30日、NASAは宇宙船の燃料が尽き、ミッションが正式に終了したと発表した。[ 133 ]
ケプラー宇宙望遠鏡は2009年から2013年まで運用され、最初の主要な成果は2010年1月4日に発表されました。予想通り、最初の発見はすべて短周期惑星でした。ミッションが続くにつれて、さらに長周期の候補が発見されました。2018年11月現在 ケプラーは5,011個の系外惑星候補と2,662個の確定系外惑星を発見した。[ 134 ] [ 135 ] 2022年8月現在、2,056個の系外惑星候補が未確認であり、2,711個が確定系外惑星となっている。[ 136 ]
NASAは2009年8月6日にケプラーミッションの初期科学成果について話し合う記者会見を開催した。[ 137 ]この記者会見で、ケプラーは以前から知られていたトランジット系外惑星HAT-P-7bの存在を確認し、地球サイズの惑星を発見するのに十分なほど正常に機能していることが明らかになった。[ 138 ] [ 139 ]
ケプラーによる惑星の検出は明るさの非常に小さな変化を観測することに依存しているため、明るさがそれ自体で変化する恒星（変光星）はこの探索には役立ちません。[ 80 ]ケプラーの科学者たちは、最初の数か月のデータから、最初のターゲットリストにある約7,500個の恒星がそのような変光星であると判断しました。これらはターゲットリストから削除され、新しい候補に置き換えられました。2009年11月4日、ケプラー計画は削除された恒星の光度曲線を公開しました。[ 140 ]ケプラーによって観測された最初の新しい惑星候補は、親星の質量の不確実性のため、当初は偽陽性とマークされていました。しかし、10年後に確認され、現在はKepler-1658bと命名されています。[ 141 ] [ 142 ]
最初の 6 週間のデータにより、これまで知られていなかった 5 つの惑星が発見され、いずれも恒星に非常に近い位置にあることが明らかになりました。[ 143 ] [ 144 ]注目すべき結果の中には、これまでに発見された中で最も密度の低い惑星の 1 つ、[ 145 ]当初は新しいクラスの恒星天体のメンバーとして報告された2 つの低質量白色矮星[ 146 ] 、および 連星を周回する特性がよく分かっている惑星Kepler-16bがあります。
2010年6月15日、ケプラーミッションは、約15万6000個の惑星ターゲット恒星のうち400個を除くすべての恒星のデータを一般に公開しました。この最初のデータセットに含まれる706個のターゲットには、地球ほどの大きさから木星より大きいものまで、有望な系外惑星候補が含まれています。706個のターゲットのうち306個の正体と特性が明らかにされました。公開されたターゲットには、6個の追加の系外惑星候補を含む5つの多惑星系候補が含まれていました。[ 148 ]ほとんどの候補については、33.5日分のデータしか利用できませんでした。[ 148 ] NASAはまた、ケプラーチームのメンバーが追跡観測を行えるように、さらに400個の候補のデータを保留すると発表しました。 [ 149 ]これらの候補のデータは2011年2月2日に公開されました。[ 150 ]（2011年のケプラーの結果については下記を参照）。
2010 年に公開されたリストの候補に基づくケプラーの結果は、ほとんどの候補惑星の半径が木星の半径の半分以下であることを示唆している。この結果はまた、周期が 30 日未満の小型候補惑星が、周期が 30 日未満の大型候補惑星よりもはるかに多く存在し、地上からの発見はサイズ分布の大型側の裾野をサンプリングしていることを示唆している。[ 148 ]これは、小型および地球サイズの惑星は比較的まれであると示唆していた古い理論と矛盾している。[ 151 ] [ 152 ]ケプラーのデータからの外挿に基づくと、天の川銀河には約 1 億個の居住可能な惑星が存在するという推定は現実的かもしれない。[ 153 ] TED トークに関する一部のメディア報道は、ケプラーが実際にこれらの惑星を発見したという誤解を招いている。これは、2010年8月2日付のNASAエイムズ研究センター所長宛てのケプラー科学評議会の書簡で明確にされており、「現在のケプラーデータの分析では、ケプラーが地球型惑星を発見したという主張を裏付けることはできない」と述べられている。[ 7 ] [ 154 ] [ 155 ]
2010年、ケプラーは、親星よりも小さくて高温の天体を含む2つの系、KOI 74とKOI 81を特定した。[ 156 ]これらの天体は、おそらく、それぞれの系における過去の質量移動によって生成された低質量白色矮星である。[ 146 ]
2011年2月2日、ケプラーチームは2009年5月2日から9月16日までのデータの分析結果を発表した。 [ 150 ] 997個の主星を周回する1235個の惑星候補が見つかった。（以下の数字は、候補が実際に惑星であると仮定しているが、公式論文では候補とだけ呼ばれていた。独立した分析では、少なくとも90%が実際の惑星であり、偽陽性ではないことが示された）。[ 159 ] 68個の惑星は地球とほぼ同じ大きさ、288個はスーパーアースサイズ、662個は海王星サイズ、165個は木星サイズ、19個は木星の2倍の大きさだった。これまでの研究とは対照的に、惑星の約74%は海王星より小さい。これはおそらく、これまでの研究では小さい惑星よりも大きい惑星を見つけやすかったためだろう。
2011年2月2日に発表された1235個の系外惑星候補には、「居住可能領域」にある可能性のある54個が含まれており、そのうち5個は地球の2倍以下の大きさでした。[ 160 ] [ 161 ]これまで「居住可能領域」にあると考えられていた惑星は2個だけだったので、これらの新しい発見は「ゴルディロックス惑星」（液体の水を維持できる適切な温度の惑星）の潜在的な数を大幅に拡大するものです。[ 162 ]これまでに発見された居住可能領域候補はすべて、太陽よりもかなり小さく低温の恒星を公転しています（太陽のような恒星の周りの居住可能候補は、検出に必要な3回のトランジットを蓄積するのにさらに数年かかります）。[ 163 ]新しい惑星候補のうち、68個は地球の125%以下の大きさ、またはこれまでに発見されたすべての系外惑星よりも小さいです。[ 161 ]「地球サイズ」および「スーパーアースサイズ」は「地球半径 (Re) の 2 倍以下」と定義される [(または、Rp ≤ 2.0 Re) – 表 5]。[ 150 ]このような惑星候補 6 つ [すなわち、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=1.91)、KOI 70.03 (Rp=1.96) – 表 6] [ 150 ]は「ハビタブルゾーン」にある。[ 160 ]より最近の研究では、これらの候補の 1 つ (KOI 326.01) は、最初に報告されたものよりも実際にははるかに大きく、高温であることが判明しました。[ 164 ]
惑星観測の頻度は、地球の2～3倍の大きさの系外惑星で最も高く、その後、惑星の面積に反比例して減少しました。観測バイアスを考慮した後の最良の推定値（2011年3月時点）は、恒星の5.4%が地球サイズの候補、6.8%がスーパーアースサイズの候補、19.3%が海王星サイズの候補、2.55%が木星サイズ以上の候補を宿しているというものでした。多惑星系は一般的で、宿主恒星の17%が多惑星候補系を持ち、全惑星の33.9%が多惑星系に属しています。[ 165 ]
2011年12月5日までに、ケプラーチームは2,326個の惑星候補を発見したと発表した。そのうち207個は地球とほぼ同じ大きさ、680個はスーパーアースサイズ、1,181個は海王星サイズ、203個は木星サイズ、55個は木星より大きい。2011年2月の数値と比較すると、地球サイズとスーパーアースサイズの惑星の数はそれぞれ200%と140%増加した。さらに、調査対象の恒星のハビタブルゾーンで発見された惑星候補は48個で、2月の数値より減少した。これは、12月のデータで使用されたより厳格な基準によるものである。[ 166 ]
2011年12月20日、ケプラーチームは、太陽に似た恒星ケプラー20 [ 167 ]の周りを公転する、地球サイズの系外惑星ケプラー20e [157]とケプラー20f[ 158 ]の発見を発表した。
ケプラーの発見に基づき、天文学者のセス・ショスタックは2011年に「地球から1000光年以内」に「少なくとも3万個」の居住可能な惑星があると推定した。[ 168 ]また、ケプラーチームは、その発見に基づき、「天の川銀河には少なくとも500億個の惑星があり、そのうち少なくとも5億個が居住可能領域にある」と推定している。[ 169 ] 2011年3月、NASAのジェット推進研究所（JPL）の天文学者たちは、太陽に似た恒星の約「1.4 ～2.7パーセント」が「恒星の居住可能領域 内」に地球サイズの惑星を持つと予想されると報告した。これは、天の川銀河だけでも「20億個」のこうした「地球類似物」が存在することを意味する。 JPLの天文学者たちはまた、「500億個の他の銀河」が存在し、すべての銀河が天の川銀河と同様の数の惑星を持っているとすれば、潜在的に1垓個以上の「地球類似」惑星が存在する可能性があると指摘した。[ 170 ]
2012年1月、国際的な天文学者チームは、天の川銀河の各恒星が「平均して少なくとも1.6個の惑星」を宿している可能性があると報告し、天の川銀河には1600億個以上の恒星に向かう惑星が存在する可能性があることを示唆した。[ 171 ] [ 172 ]ケプラーはまた、遠方の恒星のスーパーフレアを記録しており、その中には1859年のキャリントンイベントの1万倍も強力なものもある。[ 173 ]スーパーフレアは、木星サイズの惑星が近くを公転することによって引き起こされる可能性がある。 [ 173 ]ケプラー9dの発見に使用されたトランジットタイミング変動（TTV）技術は、系外惑星の発見を確認するために人気を博した。[ 174 ] 4つの恒星からなる系に惑星があることも確認され、このような系が発見されたのはこれが初めてだった。[ 175 ]
2012年現在合計で 2,321 個の候補がありました。[ 166 ] [ 176 ] [ 177 ]これらのうち、207 個は地球とほぼ同じ大きさ、680 個はスーパーアースサイズ、1,181 個は海王星サイズ、203 個は木星サイズ、55 個は木星より大きいです。さらに、48 個の惑星候補が調査対象の恒星のハビタブル ゾーンで見つかりました。ケプラー チームは、すべての恒星の 5.4% が地球サイズの惑星候補を持ち、すべての恒星の 17% が複数の惑星を持っていると推定しました。
2013 年 1 月に発表されたカリフォルニア工科大学の天文学者による研究によると、天の川銀河には恒星の数と同数以上の惑星が存在し、その結果、1,000 億から 4,000 億個の系外惑星が存在することになる。[ 178 ] [ 179 ]恒星Kepler-32を周回する惑星に基づいたこの研究は、天の川銀河の恒星の周りには惑星系が一般的である可能性を示唆している。さらに 461 個の候補が発見されたことが 2013 年 1 月 7 日に発表された。[ 108 ]ケプラーの観測期間が長くなるほど、周期の長い惑星をより多く検出できる。[ 108 ]
2012年2月に最後のケプラーカタログが発表されて以来、ケプラーのデータから発見された候補天体の数は20%増加し、現在では2,036個の恒星を周回する2,740個の潜在的な惑星が発見されている。
2013年1月7日に新たに発表された候補は、ケプラー69c（旧名KOI-172.02 ）で、ハビタブルゾーンにある太陽に似た恒星を周回する地球サイズの系外惑星であり、居住可能である可能性がある。[ 180 ]
2013年4月、 KOI-256星系において、白色矮星が伴星である赤色矮星の光を曲げていることが発見された。 [ 181 ]
2013 年 4 月、NASA は、それぞれの主星であるケプラー 62 とケプラー 69 のハビタブル ゾーンに、地球サイズの新しい系外惑星3つ (ケプラー 62e、ケプラー 62f、ケプラー 69c)を発見したと発表した。これらの新しい系外惑星は、液体の水が存在し、したがって居住可能な環境である可能性が高いと考えられている。[ 182 ] [ 183 ] [ 184 ]より最近の分析では、ケプラー 69c は金星により類似している可能性が高く、したがって居住可能である可能性は低いことが示されている。[ 185 ]
2013年5月15日、NASAは、宇宙望遠鏡が正しい方向を向くためのリアクションホイールの故障により機能不全に陥ったと発表した。2つ目のホイールも以前に故障しており、望遠鏡が正常に機能するには、合計4つのうち3つのホイールが動作している必要があった。7月と8月に行われたさらなるテストで、ケプラーは損傷したリアクションホイールを使用してセーフモードへの移行を防ぎ、以前に収集した科学データをダウンリンクすることはできたものの、以前の構成で科学データを収集することはできなかったことが判明した。[ 186 ]ケプラー計画に携わる科学者たちは、まだ調査すべきデータが山積しており、この挫折にもかかわらず、今後数年間でさらに多くの発見があるだろうと述べた。[ 187 ]
ケプラーフィールドから新たな科学データは問題発生以来収集されていないが、以前に収集された観測に基づいて、2013年7月にさらに63個の候補が発表された。[ 188 ]
2013年11月、第2回ケプラー科学会議が開催された。発見事項には、惑星候補の平均サイズが2013年初頭に比べて小さくなっていること、連星系を周回する惑星やハビタブルゾーンにある惑星の発見に関する予備的な結果などが含まれる。[ 189 ]
2月13日、単独惑星系周辺に存在する530個以上の惑星候補が新たに発表された。そのうちのいくつかは地球とほぼ同じ大きさで、ハビタブルゾーンに位置していた。この数は2014年6月にさらに約400個増加した。[ 190 ]
2月26日、科学者たちはケプラー宇宙望遠鏡のデータにより715個の新たな系外惑星の存在が確認されたと発表した。確認には「多重性による検証」と呼ばれる新しい統計的手法が用いられた。これは、複数の恒星の周りを公転する惑星のうち、実際に惑星であることが判明した惑星の数に基づいている。これにより、多惑星系の一部である多数の候補惑星の確認がはるかに迅速に行えるようになった。発見された系外惑星の95%は海王星より小さく、ケプラー296fを含む4個は地球の2.5倍以下の大きさで、表面温度が液体の水が存在するのに適した居住可能領域に位置していた。[ 102 ] [ 191 ] [ 192 ] [ 193 ]
3月に行われた研究では、公転周期が1日未満の小さな惑星には、通常、公転周期が1～50日の惑星が少なくとも1つ伴っていることがわかった。この研究ではまた、超短周期の惑星は、位置ずれしたホットジュピターでない限り、ほぼ常に地球半径の2倍よりも小さいことも指摘した。[ 194 ]
4月17日、ケプラーチームは、ハビタブルゾーンに位置する地球とほぼ同じ大きさの惑星、ケプラー186fの発見を発表した。この惑星は赤色矮星の周りを公転している。 [ 195 ]
2014年5月、K2観測フィールド0～13が発表され、詳細に説明された。[ 119 ] K2観測は2014年6月に開始された。
2014年7月、K2フィールドデータからの最初の発見が食連星の形で報告された。これらの発見は、 K2の主要ミッションの準備としてキャンペーン0 [ 196 ]の前に収集されたケプラーエンジニアリングデータセットから得られたものである。[ 197 ]
2014年9月23日、NASAはK2ミッションがキャンペーン1 [ 198 ]（最初の公式科学観測セット）を完了し、キャンペーン2 [ 199 ]が進行中であることを報告した。[ 200 ]
キャンペーン3 [ 202 ]は2014年11月14日から2015年2月6日まで続き、「16,375の標準ロングケイデンスと55の標準ショートケイデンスのターゲット」が含まれていました。[ 119 ]
2016年5月10日までに、ケプラーミッションは1,284個の新しい惑星を確認した。[ 42 ]その大きさからすると、約550個が岩石惑星である可能性がある。これらのうち9個は、恒星のハビタブルゾーンを公転している。ケプラー560b、ケプラー705b、ケプラー1229b 、ケプラー1410b 、ケプラー1455b 、ケプラー1544b 、ケプラー1593b 、ケプラー1606b、ケプラー1638bである。[ 42 ]
ケプラーチームは当初、観測から1年以内にデータを公開すると約束していた。[ 215 ]しかし、この計画は打ち上げ後に変更され、データの公開は収集から最大3年後に予定された。[ 216 ]これによりかなりの批判が起こり、[ 217 ] [ 218 ] [ 219 ] [ 220 ] [ 221 ]ケプラー科学チームは、データの収集から1年9か月後に第3四半期のデータを公開することになった。[ 222 ] 2010年9月までのデータ（第4、5、6四半期）は2012年1月に公開された。[ 223 ]
ケプラーチームは定期的に候補天体（ケプラー関心対象天体、またはKOI）のリストを公開している。この情報を用いて、天文学者チームはSOPHIEエシェル分光器を用いて視線速度データを収集し、2010年に候補天体KOI-428bの存在を確認した。この天体は後にKepler-40bと命名された。[ 224 ] 2011年には、同じチームが候補天体KOI-423bを確認した。この天体は後にKepler-39bと命名された。[ 225 ]
2010年12月以降、ケプラーミッションのデータはプラネットハンターズプロジェクトに使用されており、ボランティアがケプラー画像の光度曲線からトランジット現象を探し、コンピューターアルゴリズムでは見逃してしまう可能性のある惑星を特定できるようになっている。[ 226 ] 2011年6月までに、ユーザーはケプラーミッションチームによってこれまで認識されていなかった69個の候補を発見した。[ 227 ]チームは、そのような惑星を発見したアマチュアに公に功績を称える計画を立てている。
2012年1月、BBCの番組「Stargazing Live」は、潜在的な新しい系外惑星を探すためにPlanethunters.orgのデータを分析するボランティアを募集する一般公募を行った。これにより、2人のアマチュア天文家（うち1人はイギリスのピーターバラ在住）が、海王星サイズの新しい系外惑星を発見し、Threapleton Holmes Bと名付けた。[ 228 ] 1月下旬までに他の10万人のボランティアも探索に参加し、2012年初頭までに100万枚以上のケプラー画像を分析した。[ 229 ]そのような系外惑星の1つであるPH1b（ケプラーの名称からKepler-64bとも呼ばれる）は2012年に発見された。2番目の系外惑星PH2b（Kepler-86b）は2013年に発見された。
2017 年 4 月、BBC Stargazing Liveの派生番組であるABC Stargazing Liveは、Zooniverse プロジェクト「Exoplanet Explorers」を開始しました。 Planethunters.org はアーカイブされたデータを使用していましたが、Exoplanet Explorers は K2 ミッションから最近ダウンリンクされたデータを使用しました。プロジェクト初日には、簡単なテストに合格した 184 個のトランジット候補が特定されました。2 日目には、研究チームは、太陽に似た恒星と、その近距離軌道にある 4 つのスーパーアースを持つ恒星系 (後にK2-138と命名) を特定しました。最終的に、ボランティアが 90 個の系外惑星候補の特定に協力しました。[ 230 ] [ 231 ]新しい恒星系の発見に協力した市民科学者は、発表される研究論文の共著者として追加されます。[ 232 ]
ケプラーのデータを使用して発見され、外部の研究者によって確認された系外惑星には、Kepler-39b、 [ 225 ] Kepler- 40b、[ 224 ] Kepler -41b、[ 233 ] Kepler-43b 、 [ 234 ] Kepler-44b 、[ 235 ] Kepler-45b、[ 236 ]のほか、Kepler-223 [ 237 ]とKepler-42 [ 238 ]を周回する惑星が含まれます。 「KOI」という頭字語は、その恒星がケプラーの関心対象であることを示しています。
ケプラー入力カタログは、ケプラー分光分類プログラムとケプラーミッションで使用される約1320万個のターゲットの公開検索可能なデータベースです。[ 239 ] [ 240 ]カタログだけではケプラーのターゲットを見つけることはできません。なぜなら、リストされている星のほんの一部（カタログの約3分の1）しか宇宙船で観測できないからです。[ 239 ]
ケプラーには、太陽系の小天体の天体位置測定観測結果を小惑星センターに報告するために、観測所コード（C55）が割り当てられています。2013年には、地球近傍天体、特に潜在的に危険な小惑星（PHA）の探索を目的とした代替ミッションであるNEOKeplerが提案されました。その独自の軌道と既存のサーベイ望遠鏡よりも広い視野により、地球軌道の内側の天体を探すことができます。12か月のサーベイは、PHAの探索に大きく貢献するとともに、NASAの小惑星リダイレクトミッションのターゲットを見つける可能性もあると予測されていました。[ 241 ]しかし、ケプラーが太陽系で最初に発見したのは、海王星の軌道の外側に位置する直径200キロメートルの低温の古典的なカイパーベルト天体（506121）2016 BP 81でした。[ 242 ]
2018 年 10 月 30 日、NASA は、燃料が尽きたケプラー宇宙望遠鏡が、9 年間の運用と 2,600 個以上の系外惑星の発見を経て、正式に運用を終了し、地球から離れた現在の安全な軌道を維持すると発表した。[ 10 ] [ 11 ]宇宙船は、2018 年 11 月 15 日に大気宇宙物理学研究所のミッション管制センターから送信された「おやすみ」コマンドによって停止された。[ 243 ]ケプラーの運用終了は、1630 年にヨハネス・ケプラーが亡くなってから 388 年目にあたる。[ 244 ]
その他の宇宙ベースの系外惑星探査プロジェクト
その他の地上からの系外惑星探査プロジェクト
{{cite press release}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite press release}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)2 月 13 日: ケプラー計画は、Q1–Q16 KOI 活動表にある 534 個の KOI の配置を更新しました。これにより、ケプラー候補および確認された惑星の総数は 3,841 個になりました。詳細については、「KOI 表の目的」文書およびインタラクティブな表を参照してください。
か月ごとの観測期間のデータは、観測期間終了後1年以内に公開されます。
は昨夜（11月15日）、太陽周回軌道上の観測所に「おやすみ」のコマンドを送信し、ケプラー宇宙望遠鏡の運用を終了した。[...] 最後のコマンドは、コロラド大学ボルダー校大気宇宙物理学研究所にあるケプラー運用センターから送信された。
偶然にも、ケプラー望遠鏡の「おやすみ」は、その名の由来となったドイツの天文学者ヨハネス・ケプラーの没後388年目にあたる日である…。
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