لمدة أكثر من تسع سنوات، لعب تلسكوب كيبلر الفضائي دورًا حاسمًا في البحث عن الكواكب خارج نظامنا الشمسي.، مما يوفر حجمًا غير مسبوق من البيانات التي غيرت فهمنا للكون. إن عملها الدؤوب والاكتشافات المذهلة التي حققتها جعلتها واحدة من أنجح مشاريع الفضاء في التاريخ الحديث.
منذ إطلاقه في مارس 2009، قام كيبلر بمسح السماء بهدف تحديد الكواكب التي تشبه الأرض.، وخاصة تلك التي قد توجد في ما يسمى "المنطقة الصالحة للحياة" لنجومها المضيفة. ورغم أنها كانت مصممة في البداية لمهمة مدتها ثلاث سنوات ونصف، فقد تمكنت من التمديد حتى عام 2018، متجاوزة بذلك التوقعات الأولية إلى حد كبير.
أصل وتركيب تلسكوب كيبلر
تم تطوير تلسكوب كيبلر الفضائي من قبل وكالة ناسا استجابة لعقود من التكهنات حول وجود الكواكب الخارجية.. أصبحت هذه المهمة ممكنة بفضل الجهود التي بذلها العالم بيل بوروكي، الذي ابتكر في ثمانينيات القرن العشرين استخدام القياس الضوئي للكشف عن الكواكب باستخدام طريقة العبور.
وكان ارتفاع السفينة 4,7 متر وقطرها 2,7 متر، ويزن أكثر من 1.000 كجم. وكان هذا المشروع يضم تلسكوب شميدت بفتحة عدسة تبلغ 0,95 متر ومستشعر CCD ضخم بدقة 95 مليون بكسل، وهو الأقوى على الإطلاق الذي تم إرساله إلى الفضاء.
تم وضع كيبلر في مدار مركز الشمس بفترة 372 يومًا، وهي مطابقة تقريبًا لفترة الأرض، مما سهل نقل البيانات إلى كوكبنا دون تدخل من الأجرام السماوية القريبة. يمكن ربط هذا الجانب من التصميم المداري بـ ما هو المدار.
منهجية مبتكرة وتقنية مراقبة
وكان مفتاح نجاح كيبلر يكمن في قدرته على تحليل سطوع أكثر من 150.000 ألف نجم بشكل مستمر. تقع بين كوكبة الدجاجة وكوكبة القيثارة. وقد أتاحت هذه العملية اكتشاف تقلبات ضوئية صغيرة ناجمة عن مرور الكواكب أمام نجومها، وهي الظاهرة المعروفة باسم العبور.
وقد تمكن من تحديد الاختلافات الدقيقة التي تصل إلى 20 جزءًا في المليون في سطوع النجوم.. كان هذا المستوى من الدقة كافياً لاكتشاف كواكب بحجم الأرض إذا حدث ما لا يقل عن ثلاثة عبورات منتظمة أثناء وقت مراقبة النجم. وكانت الأساليب المطبقة أساسية في سياق مراقبة الكواكب الخارجية.
استخدم فريق المهمة برامج تحليل قوية وأجرى حملات مراقبة مستمرة. وقد ساعدت التلسكوبات الأرضية والأقمار الصناعية مثل هابل وسبيتزر في تأكيد النتائج الأكثر حسماً.
الاكتشافات الرئيسية واستكشاف الكواكب الخارجية
تمكن تلسكوب كيبلر خلال فترة حياته من تحديد أكثر من 4.600 كوكب خارجي مرشح، وتم تأكيد وجود أكثر من 2.300 منها.. ومن بين هذه الكواكب، تبرز تلك التي تتمتع بخصائص مشابهة للأرض، سواء من حيث الحجم أو الموقع في المناطق الصالحة للسكن. وتعد هذه النتائج مهمة في السياق الحالي للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
وجاء أول نجاح كبير في عام 2010 مع اكتشاف خمسة كواكب جديدة، أربعة منها كانت من نوع "المشتري الساخن" وواحد بحجم نبتون. ومن هناك، نمت قائمة الاكتشافات بشكل كبير.
في عام 2011، تم الإعلان عن اكتشاف كوكب Kepler-22b، وهو أول كوكب يتم تأكيد وجوده في المنطقة الصالحة للحياة حول نجمه.. وبعد عامين، في عام 2014، انضم كوكب Kepler-186f كأول كوكب بحجم الأرض في تلك المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة. لقد فتح هذا الاكتشاف إمكانيات جديدة لفهم الأنظمة الكوكبية.
وكان أحد المعالم المهمة الأخرى هو اكتشاف كوكب كيبلر-452ب في عام 2015، وهو كوكب بحجم الأرض يدور حول نجم يشبه الشمس على بعد 1.400 سنة ضوئية. وقد دفعت هذه الأنواع من الاكتشافات إلى إجراء العديد من التحقيقات حول إمكانية وجود حياة خارج كوكب الأرض.
خلال مهمته الممتدة، غيّر كيبلر اتجاهه وبدأ في مراقبة مناطق من المستوى الكسوف للنظام الشمسي.. وكنتيجة جانبية، بدأ في اكتشاف أجسام أصغر مثل الكويكبات والطروادة الواقعة بين المريخ والمشتري، مما ساهم في دراسات الأجسام الصغيرة في النظام الشمسي.
فريق علمي مجري من مرصدي كونكولي وغوثارد وقد اغتنم هذه الفرصة لدراسة المنحنيات الضوئية لهذه الأجسام، وتحديد الأنماط التي تشير إلى الدوران البطيء والهياكل المسامية، والتي تشير إلى أصلها في المناطق الخارجية من النظام الشمسي.
سمح هذا التحول في التركيز بدراسة الكويكبات الطروادية باستخدام تقنيات لم تستخدم من قبل، مما فتح خط عمل جديد للتلسكوب وساهم في علم الكواكب.
كبلر-107 وأهمية التصادمات الكونية
ما وراء البحث عن الحياة، لقد لفت نظام كبلر-107 الانتباه بسبب ظاهرة مدهشة. وقد وجد أن أقرب كوكبين إليه، وهما كيبلر-107ب وكيبلر-107سي، يتشاركان في أحجام متشابهة ولكنهما يختلفان بشكل ملحوظ في الكثافة.
لقد تبين أن كوكب Kepler-107c أكثر كثافة بثلاث مرات من جاره.، مما أدى إلى فرضية مفادها أنها عانت من تصادم هائل أدى إلى تجريد الكوكب من طبقاته الخارجية، تاركًا النواة المعدنية كمكون مهيمن. إن هذه الفكرة رائعة وتعزز دراسة الاصطدامات الكونية في سياق تطور الكواكب.
مثل كل شركة تكنولوجيا، واجهت شركة كيبلر العديد من العقبات خلال رحلتها.. في عام 2013، فشلت اثنتان من عجلات رد الفعل الخاصة بها - وهي آليات أساسية للحفاظ على التوجيه الدقيق - في العمل، مما جعل من المستحيل مواصلة مهمتها الأساسية.
وبعد ذلك تم إطلاق حملة K2، والتي اقتصرت عمليات الرصد على حقول أصغر وتم تدويرها كل ثلاثة أشهر لتصحيح تأثيرات الضغط الشمسي. لقد ساعد هذا الاستخدام الإبداعي في إبقاء التلسكوب نشطًا وتوليد قدر كبير من البيانات القيمة.
في أكتوبر 2018، بعد نفاد الوقودأعلنت وكالة ناسا رسميًا عن انتهاء مهمة كيبلر. ومع ذلك، فإن البيانات التي تم جمعها على مدى ما يقرب من عقد من الزمان تظل مصدرًا للدراسة بالنسبة للمجتمع العلمي.
التأثير على العلم وتطور المعرفة الفلكية
إرث كيبلر يتجاوز الأرقام والرسوم البيانية. وقد قدمت دليلاً قوياً على أن الكواكب الشبيهة بالأرض شائعة في المجرة. قبل إطلاقه، كان عدد الكواكب الخارجية المؤكدة المعروفة أقل من 350؛ وبحلول نهاية مهمتهم، تجاوز عددهم 3.800. ويعد هذا التحول في فهمنا للفضاء أمرا حاسما في مجال علم الفلك.
لقد أدت اكتشافاته إلى تغيير الإحصاءات الفلكية بشكل كامل.:يُقدر أن حوالي 70% من النجوم الشبيهة بالشمس قد تستضيف كواكب صالحة للحياة. بالإضافة إلى ذلك، ساعد في بناء نماذج التوزيع والتردد التي تسمح بالتنبؤ بوجود مليارات الكواكب.
وتبرز مساهماته أيضًا في مجالات مثل المستعرات الأعظمية، وسلوك سطوع النجوم، وديناميكيات الغبار بين النجوم، والاختلافات في منحنيات الضوء. وقد جعل هذا التنوع من كيبلر مصدرًا لا يقدر بثمن للبيانات.
لقد وضع النجاح العلمي والتقني الذي حققه كيبلر الأساس لأجيال جديدة من التلسكوبات الفضائية.. وكانت معلوماتهم أساسية في تصميم مشاريع لاحقة مثل TESS (قمر صناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة) وتلسكوب جيمس ويب الفضائي.
علاوة على ذلك، فقد ألهمت دراسات متعددة التخصصات تستكشف كل شيء بدءًا من تشكيل الأنظمة الكوكبية وحتى تطور الكون. لقد اكتسب علم الفلك الحديث بعدًا جديدًا بفضل النتائج التي حصل عليها هذا المسبار الفضائي.
إن قصة تلسكوب كيبلر هي مثال جذاب لكيفية قدرة المثابرة والابتكار والرؤية الواضحة على تغيير علاقتنا بالكون.. من تصميمه إلى إرساله النهائي، لم يعثر كيبلر على الكواكب فحسب، بل وسع إمكانياتنا كحضارة.