カイパーベルトについて知っておくべき10のこと

それは広大で神秘的で、寒くて暗い。それは私たちだけの場所です探検を始めたばかりですが、それは私たちの太陽系の起源への重要な手がかりを持っています。NASAのニューホライズンズが私たちの太陽系のこの広大な地域の住人と遭遇する前に、ここにカイパーベルトについて知っておくべき10の事柄があります。

カイパーベルトの主要部分ネプチューンの軌道から始まります。クレジット:NASA

ネプチューンを超えた巨大な宇宙領域です。

カイパーベルトは、私たちの太陽系で最大の構造の1つです。他の構造は、Oort Cloud、太陽圏、木星の磁気圏です。その全体的な形状は、膨らんだディスク、またはドーナツのようなものです。その内縁は、太陽から約30AUの海王星の軌道から始まります。 (1 AU、または天文単位は、地球から太陽までの距離です。)カイパーベルトの内側の主要な領域は、太陽から約50AUで終わります。カイパーベルトの主要部分の外縁と重なっているのは、散乱円盤天体と呼ばれる2番目の領域で、外側に向かって1,000 AU近くまで続き、軌道上にいくつかの物体がさらに遠くまで進んでいます。

これらの4つのパネルは、(左上から時計回りに)の相対的なスケールを示しています。太陽系、外側の太陽系、散乱円盤天体のセドナの軌道、そしてオールトの雲。クレジット:NASA / Caltech

それははるかに遠いです(しかし、オールトの雲はさらに遠くまで広がっています)

カイパーベルトは、カイパーベルトを含む太陽系を取り巻く氷のような彗星のような物体のさらに遠い球形の領域であるオールトの雲と混同しないでください。しかし、オールトの雲とカイパーベルトの両方が彗星の源であると考えられています。

KBOからの眺めのアーティストの印象。4つの巨大な惑星は明るい点として表示されますが、内側の惑星は太陽に近すぎて見えません。クレジット:NASA、ESA、およびG.ベーコン(STScI)

メインの小惑星帯と類似点があります。

天文学者は氷の物体を考えていますカイパーベルトの一部は太陽系の形成の残骸です。メインの小惑星ベルトと木星の関係と同様に、ネプチューンが存在しなかった場合、惑星を形成するために集まった可能性のあるオブジェクトの領域です。代わりに、海王星の重力がこの空間の領域を非常にかき混ぜたため、そこにある小さな氷のような物体は、大きな惑星に合体することができませんでした。

このアーティストによる大きなカイパーベルトオブジェクトのエリスとその月のディスノミアのレンダリングは、太陽系の残りの部分を遠くのほこりっぽいディスク。クレジット:NASA / ESA / STScI

私たちはそこにあるものの表面を引っかいただけです。

これまでに、2,000を超えるカイパーベルトオブジェクト(KBO)が観測者によってカタログ化されていますが、それらは科学者がそこにあると考えるオブジェクトの総数のごく一部にすぎません。天文学者は、数百のオブジェクトがあると推定しています。少なくとも60マイル(100キロメートル)以上の幅のカイパーベルト地域にある何千ものオブジェクト。

4つの巨大な惑星すべての軌道私たちの太陽系のtsは早い段階でシフトし、他の多くの氷の物体を排出しながらカイパーベルトを作成した可能性があります。クレジット:NASA / JPL-Caltech

以前はもっとたくさんのものがあったと思われます。

金額今日のカイパーベルトの材料のほんの一部は、元々そこにあったもののほんの一部かもしれません。よく支持されている1つの理論(フランスのニースのようにニースモデルとして知られている)によると、4つの巨大惑星(木星、土星、天王星、海王星)の軌道の変化により、元の物質のほとんどが発生した可能性があります。地球の10倍の質量—失われる。今日、カイパーベルトはゆっくりと侵食されています。そこにある物体は時折衝突し、衝突した破片が小さなKBO(彗星になる可能性がある)を生成し、太陽風によって太陽系から吹き飛ばされた塵を生成します。カイパーベルト内のすべての物質の総質量今日、地球の質量の約10パーセントに過ぎないと推定されています。

このハッブル宇宙望遠鏡の画像の矢印は、カイパーベルトオブジェクト(および矮星惑星)のMakeMakeを周回する月を指しています。クレジット:NASA、ESA、A。パーカーとM。Buie(SwRI)

多くのカイパーベルトオブジェクトには衛星があります。

かなりの数のKBOに衛星があります。衛星(つまり、衛星を周回する非常に小さな物体)、またはバイナリオブジェクトです。バイナリは、サイズまたは質量が比較的類似しているオブジェクトのペアであり、それらの間にあるポイント(共有重心)の周りを周回します。一部のバイナリは実際に接触し、一種のピーナッツシェイプを作成し、「接触連星」と呼ばれるものを作成します。冥王星、エリス、ハウメア、クワオアーはすべて、月のあるカイパーベルトオブジェクトです。

このビデオクリップは、NASAのEPOXIミッション宇宙船がフライバイ中に撮影した画像から編集されました。 2010年11月4日、木星ファミリー彗星ハートレー第2彗星。クレジット:NASA / JPL-Caltech / UMD

これは彗星の出所。

カイパーベルトは非常にゆっくりと侵食されるため、彗星の源です。KBOの衝突によって生成された破片は、ネプチューンの重力によって軌道に押し込まれ、太陽に向かって送られます。 、ジュピターの重力がさらに20年以下続く短いループにそれらを囲い込みます。これらは短周期ジュピターファミリー彗星と呼ばれます。内部太陽系への頻繁な旅行を考えると、ほとんどは揮発性の氷をかなり早く使い果たす傾向があります。研究者たちは、地球近傍小惑星の中には実際には燃え尽きた彗星であり、それらのほとんどはカイパーベルトで始まったであろうことを発見しました。 (彗星の他のソースはオールトの雲であり、高度に傾斜した軌道上のほとんどの長周期彗星が発生します。)

カイパーベルトの名前が付けられた天文学者ジェラルドカイパー。クレジット:アリゾナ大学月惑星研究所

カイパーは実際には発見しませんでした。

カイパーベルトは、1951年に冥王星以外の天体について推測した科学論文を発表した天文学者ジェラルドカイパーにちなんで名付けられました。カイパーの作品は、彼にちなんで名付けられた地域で観察される天体の個体数、または決定的にはネプチューンとの関係を実際には予測していませんでした。 (冥王星ではなくネプチューンの軌道がベルトの内縁を定義します。ベルトを形作ったのは主にネプチューンの重力です。)しかし、カイパーと彼のアイデアは天文学者の間でよく知られており、ベルトの一般的な考えは彼に起因するようになりました。

これらの画像は、1992年にアメリカの天文学者DavidJewittとJanetLuuによって発見された最初の既知のカイパーベルトオブジェクト、1992 QB1(またはアルビオン、丸で囲んだ部分)を示しています。クレジット:ヨーロッパ南天天文台

長い間、天文学者はそれを発見したことを「実感しませんでした」。

冥王星は、天文学者がネプチューンを超えて氷の世界の大規模な人口を期待する理由があった前の1930年に発見された最初のカイパーベルトオブジェクトでした。当時、科学者たちは冥王星が多くの仲間を持っているかもしれないことを示唆する外側の太陽系についてのアイデアをまだ開発していませんでした。そのため、その奇妙な楕円軌道と傾斜した軌道にもかかわらず、冥王星を孤独な惑星と考えることは当時は理にかなっています。 1992年に2番目のKBOが発見されるまで、さらに62年かかり、ついに冥王星が一人ではないという認識に至りました。

天の川を背景にしたパイオニア10号のアーティストの印象。クレジット:NASA Ames

私たちは1983年に最初にそこに行きました。

カイパーベルト地域に入った最初の宇宙船は、NASAのパイオニア10号宇宙船が交差したときでした。 1983年にネプチューンの軌道を越えた空間に。しかし、その宇宙船はこの地域の氷の世界を訪れませんでした。冥王星以外はまだ発見されていませんでした。 (ボイジャー2号は、1989年にネプチューンの月トリトンを訪れ、カッシーニは2004年にサターンの月フィーベを訪れました。どちらも、カイパーベルトから脱出した世界である可能性があります。)

実際に訪れた最初の宇宙船カイパーベルトの物体は、2015年7月に冥王星とその月によって飛行したNASAのニューホライズンズでした。ニューホライズンズは、別のKBOを通過する予定です— 2014 MU69(ミッションでは「UltimaThule」と呼ばれます) ■2018年イブ。

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