10 Wissenswertes über den Kuipergürtel

Es ist riesig und mysteriös, kalt und dunkel. Es ist ein Ort, den wir nur haben Ich habe gerade erst angefangen zu erforschen, aber es enthält wichtige Hinweise auf die Ursprünge unseres Sonnensystems. Bevor die NASA New Horizons auf einen Bewohner dieser riesigen Region unseres Sonnensystems trifft, sind hier 10 Dinge, die Sie über den Kuipergürtel wissen sollten.

Der Hauptteil des Kuipergürtels beginnt auf der Umlaufbahn von Neptun. Bildnachweis: NASA

Es ist eine RIESIGE Region des Weltraums jenseits von Neptun.

Der Kuipergürtel ist eine der größten Strukturen in unserem Sonnensystem – andere sind die Oort-Wolke, die Heliosphäre und die Magnetosphäre des Jupiter. Seine Gesamtform ist wie eine aufgeblähte Scheibe oder ein Donut. Sein innerer Rand beginnt in der Umlaufbahn von Neptun, etwa 30 AE von der Sonne entfernt. (1 AE oder astronomische Einheit ist die Entfernung von der Erde zur Sonne.) Die innere Hauptregion des Kuipergürtels endet etwa 50 AE von der Sonne entfernt. Überlappt die Außenkante des Hauptteils des Kuipergürtels befindet sich eine zweite Region, die als Streuscheibe bezeichnet wird und sich bis fast 1.000 AE nach außen erstreckt, wobei sich einige Körper auf Umlaufbahnen befinden, die noch weiter hinausreichen.

Diese vier Felder zeigen die relative Skala von (im Uhrzeigersinn von oben links): Die innere Sonnensystem, äußeres Sonnensystem, Umlaufbahn von Sedna in der verstreuten Scheibe und die Oort-Wolke. Bildnachweis: NASA / Caltech

Es ist weit draußen. (Aber die Oort Cloud erstreckt sich noch weiter)

Der Kuipergürtel sollte nicht mit der Oort-Wolke verwechselt werden, einer noch weiter entfernten, kugelförmigen Region eisiger, kometenartiger Körper, die das Sonnensystem einschließlich des Kuipergürtels umgibt. Es wird jedoch angenommen, dass sowohl die Oort-Wolke als auch der Kuipergürtel Kometenquellen sind.

Künstlerische Darstellung der Ansicht eines KBO. Die vier Riesenplaneten erscheinen als helle Punkte, aber die inneren Planeten sind zu nah an der Sonne, um gesehen zu werden. Bildnachweis: NASA, ESA und G. Bacon (STScI)

Es hat Ähnlichkeiten mit dem Haupt-Asteroidengürtel.

Astronomen denken, die eisigen Objekte des Kuipergürtels sind Überreste der Entstehung des Sonnensystems. Ähnlich wie die Beziehung zwischen dem Haupt-Asteroidengürtel und Jupiter ist es eine Region von Objekten, die sich zu einem Planeten zusammengeschlossen hätten, wenn Neptun nicht dort gewesen wäre. Stattdessen hat die Schwerkraft von Neptun diese Region des Weltraums so sehr aufgewühlt, dass die kleinen, eisigen Objekte dort nicht zu einem großen Planeten verschmelzen konnten.

Die Darstellung des großen Kuipergürtelobjekts Eris und seines Mondes Dysnomia durch diesen Künstler stellt sich den Rest des Sonnensystems als entfernte, staubige Scheibe. Bildnachweis: NASA / ESA / STScI

Wir haben nur die Oberfläche dessen gekratzt, was da draußen ist.

Bisher wurden mehr als 2.000 Objekte des Kuipergürtels oder KBOs von Beobachtern katalogisiert, aber sie machen nur einen winzigen Bruchteil der Gesamtzahl der Objekte aus, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie dort draußen sind. Astronomen schätzen, dass es Hunderte von Objekten gibt Tausende von Objekten in der Region des Kuipergürtels, die mindestens 100 Kilometer breit oder größer sind.

Die Umlaufbahnen aller vier Riesenflugzeuge Teile unseres Sonnensystems haben sich möglicherweise schon früh verschoben, wodurch der Kuipergürtel entstanden ist und viele andere eisige Objekte ausgeworfen wurden. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Früher gab es dort wahrscheinlich viel MEHR Zeug.

Der Betrag Das Material im heutigen Kuipergürtel könnte nur ein kleiner Bruchteil dessen sein, was ursprünglich dort war. Nach einer gut unterstützten Theorie (bekannt als das Nizza-Modell, wie in Nizza, Frankreich) könnten die sich verschiebenden Umlaufbahnen der vier Riesenplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) den größten Teil des ursprünglichen Materials verursacht haben – wahrscheinlich 7 bis 10-fache Masse der Erde – verloren gehen. Heute erodiert sich der Kuipergürtel langsam. Dort kollidieren gelegentlich Objekte, wobei die Kollisionsfragmente kleinere KBOs (von denen einige zu Kometen werden können) sowie Staub produzieren, der vom Sonnenwind aus dem Sonnensystem geweht wird. Die Gesamtmasse des gesamten Materials im Kuipergürtel Der heutige Wert wird auf nicht mehr als 10 Prozent der Erdmasse geschätzt.

Ein Pfeil auf diesem Bild des Hubble-Weltraumteleskops zeigt auf den Mond, der das Kuiper Belt-Objekt (und den Zwergplaneten) MakeMake umkreist. Credits: NASA, ESA sowie A. Parker und M.Buie (SwRI)

Viele Objekte des Kuipergürtels haben Monde.

Eine ziemlich große Anzahl von KBOs hat entweder Monde – das heißt deutlich kleinere Körper, die sie umkreisen – oder binäre Objekte. Binärdateien sind Objektpaare mit relativ ähnlicher Größe oder Masse, die um einen Punkt (einen gemeinsamen Massenschwerpunkt) kreisen, der zwischen ihnen liegt. Einige Binärdateien berühren sich tatsächlich, erzeugen eine Art Erdnussform und erzeugen eine sogenannte Kontaktbinärdatei. Pluto, Eris, Haumea und Quaoar sind alle Objekte des Kuipergürtels mit Monden.

Dieser Videoclip wurde aus Bildern zusammengestellt, die das EPOXI-Missionsraumschiff der NASA während seines Vorbeiflugs von aufgenommen hat Komet Hartley 2 aus der Jupiter-Familie am 4. November 2010. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / UMD

Es ist eines von die Orte, von denen Kometen kommen.

Der Kuipergürtel ist eine Quelle von Kometen, da er sich sehr langsam abträgt. Teile, die durch kollidierende KBOs entstehen, können durch die Schwerkraft von Neptun in Bahnen geschoben werden, die sie in die Sonne schicken , wo Jupiters Schwerkraft sie weiter in kurze Schleifen von 20 Jahren oder weniger verwandelt. Diese werden als kurzperiodische Kometen der Jupiter-Familie bezeichnet. Aufgrund ihrer häufigen Reisen in das innere Sonnensystem neigen die meisten dazu, ihr flüchtiges Eis ziemlich schnell zu erschöpfen. a Und schließlich werden ruhende oder tote Kometen mit geringer oder keiner nachweisbaren Aktivität. Forscher haben herausgefunden, dass einige erdnahe Asteroiden tatsächlich ausgebrannte Kometen sind, und die meisten von ihnen hätten im Kuipergürtel begonnen. (Die andere Quelle für Kometen ist die Oort-Wolke, aus der die meisten langperiodischen Kometen auf stark geneigten Umlaufbahnen stammen.)

Astronom Gerard Kuiper, nach dem der Kuipergürtel benannt ist. Bildnachweis: Mond- und Planetenlabor der Universität von Arizona

Kuiper hat es nicht entdeckt.

Der Kuipergürtel ist nach dem Astronomen Gerard Kuiper benannt, der 1951 eine wissenschaftliche Arbeit veröffentlichte, die über Objekte jenseits von Pluto spekulierte. Kuipers Arbeit sagte nicht wirklich die Populationen von Objekten voraus, die wir in der nach ihm benannten Region beobachten, oder entscheidend ihre Beziehung zu Neptun (Die Umlaufbahn von Neptun, nicht die von Pluto, definiert die innere Kante des Gürtels; und es ist hauptsächlich die Schwerkraft von Neptun, die den Gürtel geformt hat.) Aber Kuiper und seine Ideen waren unter Astronomen so bekannt, dass die Die allgemeine Idee des Gürtels wurde ihm zugeschrieben.

Diese Bilder zeigen das erste bekannte Kuipergürtelobjekt, 1992 QB1 (oder Albion, eingekreist), das 1992 von den amerikanischen Astronomen David Jewitt und Janet Luu entdeckt wurde. Bildnachweis: Europäisches Südliches Observatorium

Lange Zeit haben die Astronomen nicht erkannt, dass sie es entdeckt haben.

Pluto war das erste Objekt des Kuipergürtels, das 1930 entdeckt wurde, zu einer Zeit, bevor Astronomen Grund hatten, eine große Population eisiger Welten jenseits von Neptun zu erwarten. Zu dieser Zeit hatten Wissenschaftler noch keine Ideen über das äußere Sonnensystem entwickelt, die darauf hindeuteten, dass Pluto viel Gesellschaft haben könnte. Trotz seiner seltsam elliptischen und geneigten Umlaufbahn war es damals sinnvoll, sich Pluto als einen einsamen Planeten vorzustellen. Es würde weitere 62 Jahre dauern, bis 1992 das zweite KBO gefunden wurde, was schließlich zu der Erkenntnis führte, dass Pluto weit davon entfernt ist, allein da draußen zu sein.

Der Eindruck eines Künstlers von Pioneer 10 vor dem Hintergrund der Milchstraße. Bildnachweis: NASA Ames

Wir waren 1983 zum ersten Mal dort.

Das erste Raumschiff, das in die Region des Kuipergürtels einfuhr, war das Raumschiff Pioneer 10 der NASA, als es überquerte 1983 in den Weltraum jenseits der Umlaufbahn von Neptun. Aber dieses Raumschiff besuchte keine der eisigen Welten in der Region – kein anderer als Pluto war bisher entdeckt worden. (Voyager 2 besuchte 1989 Neptuns Mond Triton, und Cassini besuchte 2004 Saturns Mond Phoebe – beides könnten Welten sein, die ursprünglich aus dem Kuipergürtel stammen und entkommen sind.)

Das erste Raumschiff, das tatsächlich besucht wurde Ein Objekt im Kuipergürtel waren die New Horizons der NASA, die im Juli 2015 von Pluto und seinen Monden geflogen wurden. New Horizons soll am Neujahrstag an einem anderen KBO vorbeifliegen – 2014 MU69 (von der Mission „Ultima Thule“ genannt). s Eve 2018.

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