開普勒望遠鏡

開普勒望遠鏡

一種折射式望遠鏡
開普勒望遠鏡,折射式望遠鏡的一種,物鏡組也為凸透鏡形式,但目鏡組是凸透鏡形式,最早由德國科學家約翰内斯·開普勒(Johannes Kepler)于1611年發明。為了成正立的像,采用這種設計的某些折射式望遠鏡,特别是多數雙筒望遠鏡在光路中增加了轉像稜鏡系統。
    中文名:開普勒望遠鏡 外文名:Kepler Mission 用途:觀測太空 英文名:The Kepler telescope 所屬:折射式望遠鏡 發明人:德國科學家開普勒 發明時間:1611年 構成:兩個凸透鏡

概述

開普勒望遠鏡,主體大緻呈圓筒狀,直徑2.7米,長4.7米。攜帶的光度計裝備有直徑為95厘米的透鏡,還裝備有95兆像素的CCD感光設備。它具有極其靈敏的觀測能力,在太空中可以發現地球上晚間一盞普通燈被關閉的光線變化。

命名

以生活在16世紀至17世紀的德國天文學家約翰内斯·開普勒(Johannes Kepler,1571-1630)的名字命名。他發現了著名的“開普勒行星運動三定律。開普勒主要著作有《宇宙的神秘》、《光學》、《宇宙和諧論》、《哥白尼天文學概要》、《彗星論》和《稀奇的1631年天象》等。其中,在《宇宙和諧論》中,開普勒找到了最簡單的世界體系,隻需7個橢圓就可以描述天體運動的體系了; 在《彗星論》中,他指出彗星的尾巴總是背着太陽,是因為太陽排斥彗頭的物質造成的,這是距今半個世紀以前對輻射壓力存在的正确預言;此外,開普勒還發現了大氣折射的近似定律。為了紀念開普勒的功績,國際天文學聯合會決定将1134号小行星命名為開普勒小行星,為天文學發展做出巨大貢獻。 

工作原理

原理由兩個凸透鏡構成。由于兩者之間有一個實像,可方便的安裝分劃闆,并且各種性能優良,所以目前軍用望遠鏡,小型天文望遠鏡等專業級的望遠鏡都采用此種結構。但這種結構成像是倒立的,所以要在中間增加正像系統。正像系統分為兩類:棱鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見的前寬後窄的典型雙筒望遠鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統。這種系統的優點是在正像的同時将光軸兩次折疊,從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統采用一組複雜的透鏡來将像倒轉,成本較高,但俄羅斯20×50三節伸縮古典型單筒望遠鏡既采用設計精良的透鏡正像系統。

結構特點

1、開普勒望遠鏡是世界是第一個真正能發現類地行星的太空任務,它将發現宜居住區圍繞像我們太陽似的恒星運轉的行星。水是生命之本,此宜居住區得是恒星周圍适合于水存在的一片溫度适宜的區域,在這種溫度下的行星表面可能會有水池存在。

2、開普勒望遠鏡通過發現恒星亮度周期性變暗來探測太陽系外行星。 當人類從地球上某個位置來觀察天空時,如果有行星經過其母恒星的前面,就能發現此行星會導緻其母恒星亮度稍微變暗。開普勒望遠鏡更能洞悉這一情況。

3、開普勒望遠具有太空最大的照相機,有一個95兆像素的電荷偶合器(CCD)陣列,這就像日常使用的數碼相機中的CCD一樣。

軌道

将繞太陽飛行,其運行軌道和地球軌道基本重合,要實現連續的觀測要求開普勒光度計的視場在黃道平面之外,這樣才能不被太陽或月球周期性遮擋。周期為372.5天的地球拖尾日心軌道德爾塔-2運載火箭的能力之内最大可能地避開太陽、地球以及月球的幹擾。在這條軌道上,飛船緩慢駛離地球,四年後距離(地球)0.5AU。這項任務的通信和導航是由美國宇航局的太空跟蹤網提供。這條軌道的另一優勢是它很少幹擾飛船的力矩,因而形成非常穩定的指向姿态。不同于在地球軌道上,此軌道上飛行不存在因重力梯度、磁矩或大氣阻力而産生的力矩。 最大的外力矩是由太陽壓力所緻。這條軌道還避免了與地球軌道相關的高輻射量,但偶爾也會遭受太陽耀斑的輻射。

研究成果

“開普勒”望遠鏡試圖通過行星穿越其恒星時星光亮度減退尋找系外行星。這台望遠鏡于2009年3月發射,設計壽命至少三年半,在投入使用的頭6周就發現了5顆新行星。每顆行星的存在後來都經由一種名為徑向速度(radial velocity)的方法得到了确認。這種方法主要是探測繞恒星飛行的行星引力對恒星軌道産生的晃動。博魯奇表示,徑向速度觀測法可“媲美”開普勒望遠鏡的數據,“完全證實行星的存在”。拉夫林則補充說,綜合兩方面的數據可以在尋找行星的努力中形成一種“真正有價值的條件”。這是因為,每種方法不僅有助于相互驗證對方的對錯,還提供了不同類型的信息,從而建立對外星球更全面的認識。例如,徑向速度可以提供行星質量和軌道的詳細信息,而穿越則能揭示行星相對于其恒星的大小。天文學家可借此了解到行星的密度。拉夫林指出,像“開普勒”這樣的尋找行星任務向我們全面展示了系外行星的密度。舉例說,一些質量最大的系外行星因迄今尚未得到解釋的熱源而出人意料地變得“腫脹”起來。“開普勒”任務科學家迪米塔-薩塞洛夫(Dimitar Sasselov)以“開普勒5b”為例來說明這一點,這顆行星質量超過木星,但密度遠比水小。拉夫林說:“這好像就是一支足球隊。你可能猜測它們全部是250至300磅(約合113至136公斤)重,所以,當你發現其中一些隻有25磅(約合11公斤)時,當然會大吃一驚。”

事實上,“開普勒”望遠鏡頭幾個月的數據包含了數百顆潛在行星,雖然迄今隻有5顆行星得到了确認。随着未來幾年天文學家具備可确認更多行星存在的能力,“開普勒”任務小組可能會宣布更多的新發現。拉夫林表示,“開普勒”任務科學家還需要幾年時間才能确定是否在恒星适居區發現地球大小的新世界。

觀測成果

發現迄今最緊密的奇特行星系統

美國東部時間2011年2月2日13點(北京時間2月3日淩晨2點),美國宇航局召開記者招待會宣布開普勒探測器觀測到的最新系外行星發現。

科學家通過開普勒探測器最新發現一個奇特的行星系統,6顆岩石和氣體混合的行星環繞一顆類太陽恒星運行,該恒星距離地球大約2000光年。美國宇航局艾姆斯研究中心開普勒科學研究小組成員、行星科學家傑克-利薩勒(Lissauer)說:“Kepler-11行星系統是一項令人驚異的天文發現,它出奇地緊密,并且包含着6顆較大的行星環繞主恒星運行。此前我們并不知道會有這樣類型的行星系統存在。”換句話講,Kepler-11行星系統是迄今在太陽系之外發現最緊密、行星數量最多的行星系統。

利薩勒稱,很少恒星存在1顆淩日行星(transiting planet),但開普勒-11行星系統擁有超過3顆以上的淩日行星。這種行星系統并不常見,或許該行星系統僅是宇宙百分之一的數量,但是否是千分之一,抑或是萬分之一,我們并不知道,目前我們僅觀測到一例這種奇特行星系統。開普勒-11恒星是一顆黃矮星,環繞它的6顆行星均體積大于地球,最大體積相當于天王星和海王星。距離恒星最近軌道的行星是“Kepler-11b”,是地球至太陽距離的十分之一。除此依次向外的行星分

别是:Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f和Kepler-11g,Kepler-11g行星與恒星之間的距離是地日距離的二分之一。利薩勒稱,其它5顆行星與恒星之間的距離小于太陽系任何行星的軌道距離,并且這6顆行星之間的距離非常近。利薩斯稱,Kepler-11行星系統非常奇特,其行星結構和力學體系為揭開該行星系統的形成提供了重要線索。Kepler-11d, Kepler-11e和Kepler-11f行星含有大量的輕質量氣體,這表明它們形成于該行星系統早期曆史時期,大約在數百萬年前。目前,開普勒探測器将繼續對該行星系統進行勘測,未來更多的勘測數據将進一步确定這些行星的體積和質量。

同時,美國宇航局科學家還宣布,迄今為止開普勒探測器發現的系外行星數量可能達到1235顆,其中68顆大約是地球體積,288顆是超級地球體積,662顆具有海王星的體積,165顆具有木星的體積,19顆大于木星。54顆候選行星位于恒星适宜生存區域,5顆接近地球的體積,其它49顆是超級地球體積,相當于地球體積的兩倍以上,大于木星。據悉,這項勘測結果是基于2009年5月12日和9月17日的觀測結果,當時開普勒探測器觀測了宇宙四百分之一區域,分析了156000多顆恒星。

開普勒望遠鏡發現至少5個類似太陽系星系

2010年7月26日,開普勒望遠鏡在近期發現了140顆類地行星的消息在天文界引起了巨大的轟動,緊跟而來的則是美國宇航局最新數據的公布,美國宇航局的官員表示,在龐雜的星系中,至少發現了5個類似于太陽系的星系。開普勒望遠鏡在近幾周通過對太空的掃描發現了大量的類地行星,這使得美國宇航局感到非常的興奮。對于它的傑出貢獻,美國宇航局的官員也是進行了贊揚,認為它優越的性能将會在未來發揮更重要的作用。 在多達140顆類地行星的所在星系中,至少有5個星系與太陽系類似。這意味着他們産生生命的條件将更為成熟,盡管距離人類移居還需要很長的路要走,但這絕不意味着是無法實現的。

開普勒望遠鏡新發現百顆隐藏類地行星

2009年9月21日消息,根據公布的消息顯示,在過去短短幾周内,人們新發現了100多顆大小和地球相仿的行星。這些發現要歸功于去年1月升空開始工作的歐空局開普勒空間望遠鏡,其主要科學使命便是尋找其他恒星周圍存在行星的證據。

這一突破性進展增加了這樣一種可能性,那就是我們在宇宙中或許并不是孤獨的。科學家們現在相信在我們的銀河系中大約存在着1億顆完全符合我們生存條件的行星世界。并且他們很自信能在接下來兩年内對這些類地行星中的60顆進行确認。 通常地球大小的行星造成其母恒星亮度的下降值大約為萬分之一,持續2~16小時。開普勒擁有高度靈敏的儀器,可以檢測到這樣極端細微的亮度變化,從而反推出行星的存在。之後,根據獲得的亮度降低幅度,掩星持續時間以及母恒星的質量數據,科學家可以計算出繞行行星的軌道以及大小。 “由于望遠鏡的工作,這相當于在未來的四年内,我們不吃不睡晝夜不停的尋找我們未來的家園。”薩塞羅夫說。

薩塞羅夫是在上周于牛津大學舉辦的TED(即‘科技、娛樂、設計’三個英文單詞的縮寫,一個每年在加州舉行的思想家演講交流會議)全球會議上披露這些發現的。根據TED的規定,演講人隻有18分鐘的時間來向聽衆陳述他們的“偉大想法”。 他說:“生命的本質是一個化學系統,它需要一顆小體積的行星、水和岩石,還有一系列複雜的化學環境以便獲取能量并生存下去,” 薩塞羅夫說。“我們還有很多工作要做,但目前的統計學結果已經非常明顯,那就是:和我們地球一樣的星球并非是獨特的,我們的銀河系中就有很多。” 在接下來的時間裡,研究人員将努力排查所有候選行星并找出那些最适宜生命生存的星球。在過去的15年内人們已經發現了差不多500顆太陽系外行星,但它們中很少可以被确認是類地行星(即自然性質和屬性和地球類似的行星)。“科學正在重新定義什麼是生命,” 薩塞羅夫說。

相關詞條

相關搜索

其它詞條