Det er stort og mystisk, koldt og mørkt. Det er et sted, vi kun har lige begyndt at udforske, men det har vigtige spor til oprindelsen af vores solsystem. Forud for NASAs New Horizons-møde med en beboer i denne store region i vores solsystem er her 10 ting at vide om Kuiper Belt.
Det er en KÆMPE region af rummet ud over Neptun.
Kuiperbæltet er en af de største strukturer i vores solsystem – andre er Oort Cloud, heliosfæren og magnetosfæren af Jupiter. Dens overordnede form er som en opblæst disk eller doughnut. Dens indvendige kant begynder ved Neptuns bane omkring 30 AU fra solen. (1 AU, eller astronomisk enhed, er afstanden fra jorden til solen.) Det indre hovedområde af Kuiper-bæltet ender til omkring 50 AU fra solen. Overlappende den ydre kant af Kuiper-bæltets hoveddel er en anden region kaldet den spredte disk, som fortsætter udad til næsten 1.000 AU med nogle kroppe på baner, der går endnu længere ud.
Det er langt ude. (Men Oort Cloud strækker sig endnu længere)
Kuiperbæltet bør ikke forveksles med Oort Cloud, som er et endnu mere fjernt, sfærisk område af iskolde, kometlignende kroppe, der omgiver solsystemet, inklusive Kuiper Belt. Men både Oort Cloud og Kuiper Belt menes at være kilder til kometer.
Den deler ligheder med hovedasteroidebæltet.
Astronomer synes de iskolde objekter af Kuiper-bæltet er rester fra dannelsen af solsystemet. I lighed med forholdet mellem hovedasteroidebæltet og Jupiter er det en region af objekter, der muligvis er kommet sammen for at danne en planet, hvis Neptun ikke havde været der. I stedet rystede Neptuns tyngdekraft op i denne region af rummet så meget, at de små, iskolde objekter der ikke kunne samle sig til en stor planet.
Vi har kun ridset overfladen af, hvad der er derude.
Indtil videre er mere end 2.000 Kuiper Belt-objekter eller KBOer blevet katalogiseret af observatører, men de repræsenterer kun en lille brøkdel af det samlede antal objekter, som forskere mener er derude. Astronomer anslår, at der er hundreder af tusinder af objekter i Kuiper Belt-regionen, der er mindst 100 miles- (100 kilometer) brede eller større.
Der var sandsynligvis mange flere ting der.
Beløbet af materiale i Kuiper Belt i dag er måske kun en lille brøkdel af det, der oprindeligt var der. Ifølge en velunderstøttet teori (kendt som Nice-modellen, som i Nice, Frankrig) kunne de skiftende baner på de fire kæmpe planeter (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) have forårsaget det meste af det originale materiale – sandsynligvis 7 til 10 gange Jordens masse – at gå tabt. I dag eroderer Kuiper-bæltet sig langsomt væk. Objekter der kolliderer lejlighedsvis, hvor kollisionsfragmenterne producerer mindre KBOer (hvoraf nogle kan blive kometer) samt støv, der blæses ud af solsystemet af solvinden. Den samlede masse af alt materialet i Kuiper Belt. i dag anslås det ikke at være mere end ca. 10 procent af jordens masse.
Masser af Kuiper Belt-objekter har måner.
Et ret stort antal KBOer har enten måner – det vil sige betydeligt mindre kroppe, der kredser om dem – eller er binære objekter. Binærfiler er par af objekter, der er relativt ens i størrelse eller masse, der kredser omkring et punkt (et delt massecenter), der ligger mellem dem. Nogle binære filer rører faktisk ved at skabe en slags jordnøddeform og skabe det, der kaldes en kontakt binær. Pluto, Eris, Haumea og Quaoar er alle Kuiper Belt objekter, der har måner.
Det er en af de steder, hvor kometer kommer fra.
Kuiperbæltet er en kilde til kometer, da det meget langsomt eroderer sig væk. Stykker produceret ved kolliderende KBOer kan skubbes af Neptuns tyngdekraft i kredsløb, der sender dem mod solen , hvor Jupiters tyngdekraft korrigerer dem yderligere til korte sløjfer, der varer 20 år eller derunder. Disse kaldes kortvarige Jupiter-familiekometer. På grund af deres hyppige ture i det indre solsystem har de fleste en tendens til at udtømme deres flygtige is temmelig hurtigt og bliver til sidst sovende eller døde kometer med ringe eller ingen påviselig aktivitet. Forskere har fundet ud af, at nogle nær-jord-asteroider faktisk er udbrændte kometer, og de fleste af dem ville være startet i Kuiper-bæltet. (Den anden kilde til kometer er Oort Cloud, hvor de fleste langvarige kometer på højt vippede baner stammer.)
Kuiper opdagede det faktisk ikke.
Kuiper Belt er opkaldt efter astronom Gerard Kuiper, der i 1951 udgav en videnskabelig artikel, der spekulerede i genstande ud over Pluto. Kuipers arbejde forudsagde faktisk ikke de populationer af objekter, vi observerer i regionen opkaldt efter ham eller afgørende, deres forhold til Neptun . (Neptuns bane, ikke Pluto, definerer bæltets indre kant, og det er stort set Neptuns tyngdekraft, der har formet bæltet.) Men Kuiper og hans ideer var velkendte blandt astronomer, således at generel idé om bæltet blev tilskrevet ham.
I lang tid realiserede astronomer ikke, at de “opdagede det.
Pluto var det første Kuiper Belt-objekt, der blev opdaget i 1930, på et tidspunkt før astronomer havde grund til at forvente en stor befolkning af iskolde verdener ud over Neptun. På det tidspunkt havde forskere endnu ikke udviklet ideer om det ydre solsystem, der foreslog, at Pluto måske havde meget selskab. Så på trods af sin underligt elliptiske og skrå bane var det fornuftigt på det tidspunkt at tænke på Pluto som en ensom planet. Det ville gå yderligere 62 år, indtil det andet KBO blev fundet, i 1992, hvilket endelig førte til erkendelsen af, at Pluto langt fra er alene derude.
Vi gik der først i 1983.
Det første rumfartøj, der kom ind i Kuiper Belt-regionen, var NASAs Pioneer 10-rumfartøj, da det krydsede ind i rummet ud over Neptuns bane i 1983. Men dette rumfartøj besøgte ikke nogen af de iskolde verdener i regionen – ingen ringere end Pluto var blevet opdaget endnu. (Voyager 2 besøgte Neptuns måne Triton i 1989, og Cassini besøgte Saturnus måne Phoebe i 2004 – begge kunne være verdener, der oprindeligt stammer fra Kuiperbæltet, der er undsluppet.)
Det første rumfartøj, der faktisk besøgte et objekt i Kuiper-bæltet var NASAs New Horizons, der fløj af Pluto og dets måner i juli 2015. New Horizons er planlagt til at flyve forbi en anden KBO — 2014 MU69 (kaldet “Ultima Thule” af missionen) nytår ” s Eve 2018.