Det er enormt og mystisk, kaldt og mørkt. Det er et sted vi bare har nettopp begynt å utforske, men det har viktige ledetråder til opprinnelsen til vårt solsystem. I forkant av NASAs New Horizons-møte med en beboer i denne enorme regionen i vårt solsystem, er det ti ting å vite om Kuiperbeltet.
Det er en ENORM region av rommet utenfor Neptun.
Kuiperbeltet er en av de største strukturene i vårt solsystem – andre er Oort Cloud, heliosfæren og magnetosfæren til Jupiter. Den generelle formen er som en oppblåst disk, eller en doughnut. Dens indre kant begynner ved banen til Neptun, omtrent 30 AU fra solen. (1 AU, eller astronomisk enhet, er avstanden fra jorden til solen.) Det indre hovedområdet til Kuiper-beltet ender til rundt 50 AU fra solen. Overlappende den ytre kanten av hoveddelen av Kuiperbeltet er en andre region kalt den spredte disken, som fortsetter utover til nesten 1000 AU, med noen kropper på baner som går enda lenger utenfor.
Det er langt ute. (Men Oort Cloud strekker seg enda lenger)
Kuiperbeltet skal ikke forveksles med Oort Cloud, som er en enda fjernere, sfærisk region med isete, kometlignende kropper som omgir solsystemet, inkludert Kuiperbeltet. Men både Oort Cloud og Kuiper Belt antas å være kilder til kometer.
Den deler likheter med hovedasteroidbeltet.
Astronomer synes de isete objektene av Kuiperbeltet er rester fra dannelsen av solsystemet. I likhet med forholdet mellom hovedasteroidbeltet og Jupiter, er det en region av objekter som kan ha kommet sammen for å danne en planet hadde Neptun ikke vært der. I stedet rørte Neptuns tyngdekraft opp denne regionen av rommet så mye at de små, isete gjenstandene der ikke kunne samle seg til en stor planet.
Vi har bare skrapet overflaten av det som er der ute.
Så langt er mer enn 2000 Kuiper Belt-objekter, eller KBO-er, katalogisert av observatører, men de representerer bare en liten brøkdel av det totale antallet objekter forskere tror er der ute. Astronomer anslår at det er hundrevis av tusenvis av gjenstander i Kuiper Belt-regionen som er minst 100 miles- (100 kilometer) brede eller større.
Det var antagelig mange flere ting der.
Beløpet av materiale i Kuiperbeltet i dag kan bare være en liten brøkdel av det som opprinnelig var der. I følge en velstøttet teori (kjent som Nice-modellen, som i Nice, Frankrike), kunne de skiftende banene til de fire gigantiske planetene (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) ha forårsaket det meste av det opprinnelige materialet – sannsynligvis 7 til 10 ganger jordens masse – å gå tapt. I dag eroderer Kuiperbeltet seg sakte. Objekter der kolliderer av og til, med kollisjonsfragmentene som produserer mindre KBO-er (hvorav noen kan bli kometer), samt støv som blåses ut av solsystemet av solvinden. Den totale massen av alt materialet i Kuiperbeltet i dag anslås å ikke være mer enn omtrent 10 prosent av jordens masse.
Mange Kuiper Belt-objekter har måner.
Et ganske stort antall KBO-er har enten måner – det vil si vesentlig mindre kropper som kretser rundt dem – eller er binære objekter. Binærfiler er par av objekter som er relativt like i størrelse eller masse som kretser rundt et punkt (et delt massesenter) som ligger mellom dem. Noen binærfiler berører faktisk, skaper en slags peanøttform, og skaper det som er kjent som en kontakt binær. Pluto, Eris, Haumea og Quaoar er alle Kuiper Belt-objekter som har måner.
Det er en av stedene der kometer kommer fra.
Kuiperbeltet er en kilde til kometer, da det sakte eroderer seg selv bort. Biter produsert ved kolliderende KBO-er kan presses av Neptuns tyngdekraft inn i baner som sender dem solrikt , hvor Jupiters tyngdekraft korrelerer dem ytterligere til korte sløyfer som varer 20 år eller mindre. Disse kalles kortperiode Jupiter-familiekometer. Gitt de hyppige turene inn i det indre solsystemet, har de fleste en tendens til å tømme sine flyktige iser ganske raskt og blir til slutt sovende eller døde kometer med liten eller ingen påviselig aktivitet. Forskere har funnet ut at noen nær-jord-asteroider faktisk er utbrente kometer, og de fleste av dem ville ha startet i Kuiperbeltet. (Den andre kilden til kometer er Oort-skyen, der de fleste langvarige kometer på sterkt vippede baner har sitt utspring.)
Kuiper oppdaget det ikke.
Kuiperbeltet er oppkalt etter astronomen Gerard Kuiper, som i 1951 publiserte en vitenskapelig artikkel som spekulerte i gjenstander utenfor Pluto. Kuipers arbeid forutsa faktisk ikke populasjonen av objekter vi observerer i regionen oppkalt etter ham, eller avgjørende, deres forhold til Neptun. . (Neptuns bane, ikke Pluto, definerer beltets indre kant, og det er i stor grad Neptuns tyngdekraft som har formet beltet.) Men Kuiper og hans ideer var velkjente blant astronomer slik at generell ide om beltet ble tilskrevet ham.
I lang tid realiserte ikke astronomene at de oppdaget det.
Pluto var det første Kuiper Belt-objektet som ble oppdaget, i 1930, på et tidspunkt før astronomer hadde grunn til å forvente en stor befolkning med isete verdener utenfor Neptun. På den tiden hadde forskere ennå ikke utviklet ideer om det ytre solsystemet som antydet at Pluto kanskje hadde mye selskap. Så, til tross for sin merkelig elliptiske og skrå bane, var det fornuftig den gangen å tenke på Pluto som en ensom planet. Det ville gå ytterligere 62 år til det andre KBO ble funnet, i 1992, og endelig førte til erkjennelsen av at Pluto langt fra er alene der ute.
Vi dro først dit i 1983.
Det første romfartøyet som kom inn i Kuiper Belt-regionen var NASAs Pioneer 10-romskip, da det krysset inn i rommet utenfor Neptuns bane i 1983. Men det romfartøyet besøkte ikke noen av de isete verdenene i regionen – ingen ringere enn Pluto hadde blitt oppdaget ennå. (Voyager 2 besøkte Neptunus måne Triton i 1989, og Cassini besøkte Saturnus måne Phoebe i 2004 – begge kunne være verdener opprinnelig fra Kuiperbeltet som har rømt.)
Det første romfartøyet som faktisk besøkte et objekt i Kuiperbeltet var NASAs New Horizons, som fløy av Pluto og dets måner i juli 2015. New Horizons er bestemt til å fly forbi nok en KBO — 2014 MU69 (kalt «Ultima Thule» av oppdraget) på nyttår. s Eve 2018.