10 tietoa Kuiperin vyöstä

Se on laaja ja salaperäinen, kylmä ja pimeä. Se on paikka, jossa olemme vain juuri alkanut tutkia, mutta sillä on tärkeitä vihjeitä aurinkokuntamme alkuperään. Ennen NASA: n New Horizonsin kohtaamista tämän aurinkokuntamme tämän suuren alueen asukkaan kanssa tässä on 10 tietoa Kuiperin vyöhykkeestä.

Kuiperin vyön pääosa alkaa Neptunuksen kiertoradalta. Luotto: NASA

Se on valtava avaruusalue Neptunuksen ulkopuolella.

Kuiperin vyö on yksi aurinkokuntamme suurimmista rakenteista – toiset ovat Oortin pilvi, heliosfääri ja Jupiterin magnetosfääri. Sen yleinen muoto on kuin paisutettu levy tai munkki. Sen sisäreuna alkaa Neptunuksen kiertoradalta, noin 30 AU: n päässä auringosta. (1 AU eli tähtitieteellinen yksikkö on etäisyys maasta aurinkoon.) Kuiperin vyön sisempi pääalue päättyy noin 50 AU: n aurinkoon. Kuiperin vyön pääosan ulkoreunan päällekkäisyys on toinen alue, jota kutsutaan sirotetuksi levyksi ja joka jatkuu ulospäin lähes 1000 AU: iin, ja jotkut kiertoradoilla olevat kappaleet menevät vielä pidemmälle.

Nämä neljä paneelia esittävät (myötäpäivään ylhäältä vasemmalta): aurinkokunta, ulompi aurinkokunta, Sednan kiertorata hajallaan olevalla levyllä ja Oortin pilvi. Luotto: NASA / Caltech

Se on kaukana. (Mutta Oort-pilvi ulottuu vielä pidemmälle)

Kuiperin vyötä ei pidä sekoittaa Oortin pilveen, joka on vielä kaukaisempi pallomainen alue jäisiä, komeettamaisia kappaleita, joka ympäröi aurinkokuntaa, mukaan lukien Kuiperin vyö. Mutta sekä Oortin pilven että Kuiperin vyön uskotaan olevan komeettien lähteitä.

Taiteilijan vaikutelma KBO: n näkymästä. Neljä jättiläisplaneettaa näkyvät kirkkaina pisteinä, mutta sisäiset planeetat ovat liian lähellä Auringoa, jotta niitä ei voida nähdä. Luotto: NASA, ESA ja G. Bacon (STScI)

Se jakaa samankaltaisuuden päästeroidivyön kanssa.

Tähtitieteilijät ajattelevat jäisiä esineitä Kuiperin vyöhyke on jäänteitä aurinkokunnan muodostumisesta. Samanlainen kuin päästeroidivyön ja Jupiterin välinen suhde, se ”on esineiden alue, joka olisi voinut kokoontua muodostamaan planeetan, ellei Neptunus olisi ollut siellä. Sen sijaan Neptunuksen painovoima sekoitti tätä avaruusaluetta niin paljon, että siellä olevat pienet, jäiset esineet eivät kykene sulautumaan suureksi planeetaksi.

Tämän taiteilijan renderointi suuresta Kuiperin vyön esineestä Eris ja sen kuu Dysnomia kuvittelee muun aurinkokunnan kaukainen, pölyinen levy. Luotto: NASA / ESA / STScI

Me vain naarmuimme sen pinnan, joka siellä on. / h2>

Tähän mennessä tarkkailijat ovat luetteloineet yli 2 000 Kuiperin vyön esinettä eli KBO: ta, mutta ne edustavat vain pientä murto-osaa tutkijoiden mielestä siellä olevista esineistä. Tähtitieteilijät arvioivat, että siellä on satoja tuhansia Kuiperin vyöhykkeen alueella olevia esineitä, jotka ovat vähintään 100 mailia (100 kilometriä) leveitä tai suurempia.

Kaikkien neljän jättiläistason kiertoradat aurinkokuntamme ts ovat saattaneet muuttua aikaisin, luoden Kuiperin vyön samalla kun heittävät paljon muita jäisiä esineitä. Luotto: NASA / JPL-Caltech

Siellä oli todennäköisesti paljon enemmän tavaraa.

Määrä Kuiperin vyöhykkeellä oleva materiaali saattaa olla vain pieni osa siitä, mitä siellä alun perin oli. Erään hyvin tuetun teorian (tunnetaan nimellä Nizzan malli, kuten Nizzassa, Ranskassa) mukaan neljän jättiläisplaneetan (Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptune) kiertoradat ovat saattaneet aiheuttaa suurimman osan alkuperäisestä materiaalista – todennäköisesti 7 10 kertaa maan massa – menetetään. Tänään Kuiperin vyö kuluttaa itsensä hitaasti. Siinä olevat kohteet törmäävät toisinaan törmäysfragmenttien kanssa, jotka tuottavat pienempiä KBO: ita (joista osasta voi tulla komeettoja), samoin kuin pölyä, jonka aurinkotuuli puhaltaa aurinkokunnasta. Kuiperin vyöhykkeellä olevan materiaalin kokonaispaino tämän päivän arvioidaan olevan enintään noin 10 prosenttia Maan massasta.

Tämän Hubble-avaruusteleskooppikuvan nuoli osoittaa kuuhun, joka kiertää Kuiperin vyöobjektin (ja kääpiö planeetan) MakeMake-kiertorataa. Laajuus: NASA, ESA sekä A. Parker ja M.Buie (SwRI)

Monilla Kuiper Belt -objekteilla on kuita.

Melko suurella määrällä KBO: ta on joko kuut – eli huomattavasti pienemmät kappaleet, jotka kiertävät niitä – tai ovat binäärikohteita. Binaarit ovat parikokonaisuuksia, jotka ovat kooltaan tai massaltaan suhteellisen samanlaisia ja kiertävät niiden välissä olevan pisteen (jaetun massakeskipisteen) ympärillä. Jotkut binaaritiedostot todella koskettavat, luoden eräänlaisen maapähkinän muodon, luoden niin kutsutut kontaktibinaarit. Pluto, Eris, Haumea ja Quaoar ovat kaikki Kuiperin vyön esineitä, joilla on kuita.

Tämä videoleike on koottu NASAn EPOXI-avaruusaluksen ottamista kuvista lennon aikana Jupiter-perheen komeetta Hartley 2 4. marraskuuta 2010. Luotto: NASA / JPL-Caltech / UMD

Se on yksi komeettojen lähtöpaikat.

Kuiperin vyö on komeettien lähde, koska se kuluttaa itsensä hyvin hitaasti. Neptunuksen painovoima voi työntää törmäävien KBO: iden tuottamat kappaleet kiertoradoille, jotka lähettävät heille aurinkoa , jossa Jupiterin painovoima korjaa ne edelleen lyhyiksi silmukoiksi, jotka kestävät 20 vuotta tai vähemmän. Näitä kutsutaan lyhytaikaisiksi Jupiter-perheen komeeteiksi. Ottaen huomioon heidän usein tekemänsä matkat sisäiseen aurinkokuntaan, useimmat pyrkivät kuluttamaan haihtuvat jäänsä melko nopeasti a Lopulta komeetat ovat lepotilassa tai kuolleita, ja niillä on vain vähän tai ei ollenkaan havaittavaa aktiivisuutta. Tutkijat ovat havainneet, että jotkut maapallon lähellä olevat asteroidit ovat todella palaneita komeetteja, ja suurin osa niistä olisi alkanut Kuiperin vyöhykkeellä. (Toinen komeettien lähde on Oort-pilvi, josta suurin osa pitkäkestoisista komeeteista on kallistuneilla kiertoradoilla.)

Tähtitieteilijä Gerard Kuiper, jolle Kuiperin vyö on nimetty. Luotto: Arizonan yliopiston kuun ja planeettalaboratorion

Kuiper ei tosiasiassa löytänyt sitä.

Kuiperin vyö on nimetty tähtitieteilijä Gerard Kuiperille, joka julkaisi vuonna 1951 tieteellisen artikkelin, joka spekuloi Pluton ulkopuolella olevista esineistä. Kuiperin työ ei oikeastaan ennustanut havaittujen kohteiden populaatioita hänelle nimetyllä alueella tai ratkaisevasti heidän suhdettaan Neptunukseen . (Neptunuksen kiertorata, ei Pluto, määrittelee vyön sisäreunan; ja se on suurimmaksi osaksi Neptunuksen painovoima, joka on muokannut vyötä.) Mutta Kuiper ja hänen ajatuksensa olivat tunnettuja tähtitieteilijöiden keskuudessa, niin että yleinen ajatus vyöstä tuli hänelle.

Näissä kuvissa on ensimmäinen tunnettu Kuiper Belt Object, 1992 QB1 (tai Albion, ympyröity), jonka amerikkalaiset tähtitieteilijät David Jewitt ja Janet Luu löysivät vuonna 1992. Luotto: Euroopan eteläinen observatorio

Pitkään tähtitieteilijät eivät todellakaan todenneet löytäneensä sitä.

Pluto oli ensimmäinen Kuiper Belt -objekti, joka löydettiin vuonna 1930, aikana, jolloin tähtitieteilijöillä oli syytä odottaa Neptunuksen takana olevan suuren jäisten maailmojen populaatiota. Tuolloin tiedemiehet eivät olleet vielä kehittäneet ajatuksia ulkoisesta aurinkokunnasta, mikä viittaa siihen, että Plutolla voi olla paljon yritystä. Joten kummallisesta elliptisestä ja kallistetusta kiertoradastaan huolimatta oli järkevää ajatella Plutoa yksinäisenä planeettana. Vielä 62 vuotta, kunnes toinen KBO löydettiin, vuonna 1992, mikä johti lopulta siihen, että Pluto ei ole kaukana yksin.

Taiteilijan käsitys Pioneer 10: stä Linnunradan taustalla. Luotto: NASA Ames

Menimme sinne ensimmäisen kerran vuonna 1983.

Ensimmäinen Kuiperin vyöhykkeen alueelle saapunut avaruusalus oli NASA: n Pioneer 10 -avaruusalus, kun se ylitti avaruuteen Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella vuonna 1983. Mutta tuo avaruusalus ei käynyt missään alueen jäisissä maailmoissa – ketään muuta kuin Plutoa ei ollut vielä löydetty. (Voyager 2 vieraili Neptunuksen kuussa Tritonissa vuonna 1989 ja Cassini vieraili Saturnuksen kuu Phoebessa vuonna 2004 – molemmat voivat olla paenneita Kuiperin vyöhykkeeltä peräisin olevia maailmoja.)

Ensimmäinen tosiasiallisesti käynyt avaruusalus esine Kuiperin vyöhykkeellä oli NASA: n uusi horisontti, joka lensi Pluton ja sen kuiden ohitse heinäkuussa 2015. New Horizonsin on tarkoitus lentää uuden KBO — 2014 MU69: n (lempinimeltään ”Ultima Thule”) ohitse uutena vuonna ”. s Eeva 2018.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *