Odkrycie i charakterystyka lodowego, zdalnego pasa Kuipera

„Trzecia strefa” Układu Słonecznego zawiera skarbnicę jego starożytnej przeszłości

Pluton jest najsłynniejszym członkiem Pasa Kuipera, regionu poza orbitą Neptuna. dzięki uprzejmości NASA/SWRI/APL. NASA/Nowe Horyzonty/JHU-APL

Istnieje rozległy, niezbadany obszar Układu Słonecznego, który leży tak daleko od Słońca, że ​​statek kosmiczny potrzebował tam około dziewięciu lat. Nazywa się Pasem Kuipera i obejmuje przestrzeń rozciągającą się poza orbitę Neptuna na odległość 50 jednostek astronomicznych od Słońca. (Jednostka astronomiczna to odległość między Ziemią a Słońcem, czyli 150 milionów kilometrów).

Niektórzy planetolodzy nazywają ten zaludniony region „trzecią strefą” Układu Słonecznego. Im więcej dowiadują się o Pasie Kuipera, tym bardziej wydaje się, że jest to odrębny region o specyficznych cechach, które naukowcy wciąż badają. Pozostałe dwie strefy to królestwo planet skalistych (Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa) i zewnętrzne, lodowe olbrzymy gazowe (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun).

Jak powstał Pas Kuipera

Artystyczna koncepcja narodzin gwiazdy podobna do naszej. Po narodzinach Słońca lodowe materiały tworzące Pas Kuipera migrowały do ​​odległych zakątków regionu Pasa Kuipera lub zostały tam wyrzucone z procy po interakcjach z planetami, gdy się formowały i migrowały do ​​swoich obecnych pozycji. NASA/JPL-Caltech/R. Zraniony

W miarę powstawania planet ich orbity zmieniały się w czasie. Wielkie gazowe i lodowe olbrzymy Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna uformowały się znacznie bliżej Słońca, a następnie migrowały do ​​swoich obecnych miejsc. Gdy to zrobili, ich efekty grawitacyjne wyrzuciły mniejsze obiekty na zewnątrz Układu Słonecznego. Obiekty te zamieszkiwały Pas Kuipera iChmura Oorta, umieszczając dużą ilość pierwotnego materiału Układu Słonecznego w miejscu, w którym można go było zachować w niskich temperaturach.

Kiedy planetolodzy twierdzą, że komety (na przykład) to skrzynie skarbów przeszłości, mają całkowitą rację. Każde jądro komety i być może wiele obiektów Pasa Kuipera, takich jak Pluton i Eris, zawiera materię, która jest dosłownie tak stara jak Układ Słoneczny i nigdy nie została zmieniona.

Odkrycie Pasa Kuipera

Gerard Kuiper był jednym z kilku naukowców, którzy teoretyzowali o istnieniu Pasa Kuipera. Został nazwany na jego cześć i jest często nazywany także pasem Kuipera-Edgewortha, ku czci astronoma Kena Edgewortha. NASA

Pas Kuipera został nazwany na cześć planetologa Gerarda Kuipera, który tak naprawdę go nie odkrył ani nie przewidział. Zamiast tego mocno zasugerował, że komety i małe planety mogły powstać w chłodnym regionie, o którym wiadomo, że istnieje poza Neptunem. Pas jest również często nazywany Pasem Edgewortha-Kuipera, od nazwiska planetologa Kennetha Edgewortha. Teoretyzował również, że poza orbitą Neptuna mogą istnieć obiekty, które nigdy nie połączyły się w planety. Należą do nich zarówno małe światy, jak i komety. Gdy zbudowano lepsze teleskopy, planetolodzy byli w stanie odkryć więcej planet karłowatych i innych obiektów w Pasie Kuipera, więc ich odkrycie i eksploracja są w toku.

Badanie Pasa Kuipera z Ziemi

Obiekt Pasa Kuipera 2000 FV53 jest bardzo mały i odległy. Jednak Kosmiczny Teleskop Hubble'a był w stanie wykryć go z orbity Ziemi i użyć go jako obiektu prowadzącego podczas wyszukiwania innych KBO. NASA i STScI

Obiekty tworzące Pas Kuipera są tak odległe, że nie można ich zobaczyć gołym okiem. Jaśniejsze, większe, takie jakPlutona jego księżyc Charon można wykryć za pomocą teleskopów naziemnych i kosmicznych. Jednak nawet ich poglądy nie są zbyt szczegółowe. Szczegółowe badania wymagają, aby statek kosmiczny wyruszył tam, aby robić zbliżenia i rejestrować dane.

Statek kosmiczny Nowe Horyzonty

Pomysł artysty na to, jak wyglądały Nowe Horyzonty, gdy przeszły przez Plutona w 2015 roku. NASA

The Nowe Horyzonty statek kosmiczny , który przepłynął obok Plutona w 2015 roku, jest pierwszym statkiem kosmicznym, który aktywnie bada Pas Kuipera. Jego celem jest również Ultima Thule, która leży znacznie dalej od Plutona. Ta misja dała planetologom drugie spojrzenie na niektóre z najrzadszych nieruchomości w Układzie Słonecznym. Następnie statek kosmiczny będzie kontynuował trajektorię, która zabierze go z Układu Słonecznego jeszcze w tym stuleciu.

Królestwo planet karłowatych

Makemake i jego księżyc (u góry po prawej) widziane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Koncepcja tego artysty pokazuje, jaka może być powierzchnia. NASA, ESA, A. Parker i M. Buie (Southwest Research Institute), W. Grundy (Lowell Observatory) i K. Noll (NASA GSFC)

Oprócz Plutona i Eris, dwie inne planety karłowate krążą wokół Słońca z odległych zakątków Pasa Kuipera: Quaoar, Makemake ( który ma swój własny księżyc ), oraz Brudny .

Quaoar został odkryty w 2002 roku przez astronomów korzystających z Obserwatorium Palomar w Kalifornii. Ten odległy świat jest o połowę mniejszy od Plutona i leży w odległości około 43 jednostek astronomicznych od Słońca. (AU to odległość między Ziemią a Słońcem. Quaoar został zaobserwowany za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Wygląda na to, że ma księżyc, który nazywa się Weywod. Obydwu okrążenie Słońca zajmuje 284,5 roku.

KBO i TNO

Ten schemat Pasa Kuipera pokazuje względne położenie czterech planet karłowatych w regionie. Linia od wewnętrznego Układu Słonecznego to trajektoria obrana przez misję Nowe Horyzonty. NASA/APL/SWRI

Obiekty w Pasie Kuipera w kształcie dysku są znane jako Obiekty Pasa Kuipera lub KBO. Niektóre są również określane jako obiekty transneptunowe lub TNO. Planeta Pluton jest pierwszym prawdziwym KBO i jest czasami określana jako Król Pasa Kuipera. Uważa się, że Pas Kuipera zawiera setki tysięcy lodowych obiektów o średnicy większej niż sto kilometrów.

Komety i Pas Kuipera

Region ten jest również punktem początkowym wielu komet, które okresowo opuszczają Pas Kuipera na orbitach wokół Słońca. Może istnieć prawie bilion takich ciał kometarnych. Te, które opuszczają orbitę, nazywane są kometami krótkookresowymi, co oznacza, że ​​ich orbity trwają mniej niż 200 lat. Komety z dłuższymi okresami wydają się pochodzić z ​Chmura Oorta,który jest sferycznym zbiorem obiektów rozciągającym się na około jedną czwartą drogi do najbliższej gwiazdy.

Zasoby

Przegląd planet karłowatych

Biografia Gerarda P. Kuipera

Przegląd pasa Kuipera przez NASA

Eksploracja Plutona przez Nowe Horyzonty

Co wiemy o Pasie Kuipera, Johns Hopkins University