În zona exterioară a Sistemului Solar, dincolo de orbita Neptunului, se află o regiune pătrunsă de obiecte cerești și planete minore. Această regiune este cunoscută sub numele de „Centura Kuiper” și este numită în onoarea astronomului din secolul XX care a speculat despre existența unui astfel de disc cu zeci de ani înainte de a fi observată. Acesta a discutat, a argumentat el, a fost sursa sistemelor solare de numeroase comete, iar motivul pentru care nu există planete mari dincolo de Neptun.
De asemenea, Gerard Kuiper este considerat „părintele științei planetare”. În anii ’60 -’70, el a jucat un rol crucial în dezvoltarea astronomiei aeriene în infraroșu, o tehnologie care a dus la multe descoperiri pivotante care ar fi fost imposibilă folosind observatoarele la sol. În același timp, el a ajutat la catalogarea asteroizilor, a cercetat Luna, Marte și Sistemul Solar exterior și a descoperit noi luni.
Tinerețe:
Gerard Kuiper, nee Gerrit Kuiper, s-a născut pe 7 decembrie 1905, în satul Harenkarspel din nordul Olandei. În copilărie, a avut o vedere extraordinar de ascuțită și a putut vedea cu ochiul liber stele de magnitudine 7,5 (care sunt de aproximativ patru ori mai slabe decât majoritatea stelelor vizibile cu ochiul liber). Privirea lui ageră a stârnit interesul pentru astronomie, lucru evident de la o vârstă fragedă.
Educaţie:
În 1924, Kuiper a început studiile la Universitatea Leiden, unde a studiat și renumitul astronom olandez Christiaan Huygens din secolul al XVII-lea. La vremea respectivă, un număr foarte mare de astronomi s-au reunit la universitate, iar Kuiper a continuat să se împrietenească cu mulți dintre ei. Printre profesorii săi au fost colegul astronomului olandez Jan Oort (pentru care este numit Oort Cloud) și Paul Ehrenfest, fizicianul austro-olandez care a dezvoltat teoria tranziției de fază a mecanicii cuantice.
În 1927, a primit B.Sc. în astronomie și a intrat direct în studiile universitare. În 1933, și-a încheiat teza de doctorat pe stele binare și apoi a călătorit în California pentru a deveni coleg la Observatorul Lick. În 1935, a plecat la muncă la Observatorul Harvard College, unde a cunoscut-o pe viitoarea sa soție, Sarah Parker Fuller. Cei doi s-au căsătorit pe 20 iunie 1936.
Realizări în astronomie:
În 1937, Kuiper a luat o poziție la Observatorul Yerkes de la Universitatea din Chicago și a devenit cetățean american. Pe parcursul următoarelor decenii, el a participat la multe sondaje astronomice și a făcut multe descoperiri care au avansat domeniul științei planetare. Prima a avut loc între 1944 și 1947, în timp ce făcea observații despre Marte și sistemul solar exterior.
Folosind telescoape la sol, Kuiper a confirmat existența unei atmosfere bogate în metan deasupra Titanului (cea mai mare lună a lui Saturn). În 1947, a folosit metode similare pentru a descoperi că dioxidul de carbon era o componentă majoră a atmosferei lui Marte. În același an, el a prezis că inelele lui Saturn erau compuse în primul rând din particule de gheață și a descoperit Miranda, a cincea lună a lui Uranus.
În 1949, Kuiper a inițiat sondajul asteroizilor Yerkes-McDonald, un studiu fotometric asupra asteroizilor realizat de Universitatea din Chicago și Universitatea Texas din Austin, care s-a desfășurat între 1950 și 1952. La vremea respectivă, sondajul era limitat la magnitudinea de 16 asteroizi. , dar a deschis calea anchetei Palomar-Leiden, pe care Kuiper a inițiat-o, în 1961.
Acest efort de colaborare a implicat Laboratorul Lunar și Planetar (LPL) din Arizona, Observatorul Palomar din San Diego și Observatorul Leiden din Olanda (Alma Mater de la Kuiper). Acest sondaj a folosit plăci fotografice realizate de LPL cu camera Schmidt de 48 inci la Observatorul Palomar.
Odată descoperite planetele minore (și asteroizi cu mărimi mai mari de 20), elementele lor orbitale au fost calculate la Observatorul Cincinnati, cu toate celelalte aspecte ale programului - inclusiv analiza fotografiilor - efectuate la Leiden. Acest sondaj a dus la descoperirea unui număr mare de asteroizi, fiind descoperite aproximativ 200-400 de asteroizi pe fiecare placă și au fost utilizate un total de 130 de plăci.
În 1956, Kuiper a dovedit că ghețurile polare ale lui Marte nu erau compuse din dioxid de carbon, așa cum se crezuse anterior, și în schimb erau compuse din gheață cu apă. În anii '60, Kuiper a ajutat, de asemenea, la identificarea locurilor de aterizare pe Lună pentru programul Apollo, și chiar a prezis care ar fi suprafața Lunii pe care ar merge. Susținerea sa că suprafața lunară ar fi „ca zăpada crunchy” a fost confirmată în 1969 de astronautul Neil Armstrong.
Tot în anii 1960 Kuiper și-a adus contribuțiile sale la dezvoltarea astronomiei aeriene în infraroșu. În 1967, cele patru avioane ale motorului Convair 990 ale NASA au devenit disponibile cu un telescop de bord, care a fost utilizat pentru a efectua studii în infraroșu la o altitudine de 12.192 de metri (40.000 de metri). Kuiper a folosit-o pe larg pentru a face studii spectroscopice asupra Soarelui, stelelor și planetelor solare.
Kuiper și-a petrecut cea mai mare parte a carierei sale la Universitatea din Chicago, dar s-a mutat la Tucson, Arizona, în 1960 pentru a fonda Laboratorul Lunar și Planetar la Universitatea din Arizona. Pentru colegii săi, Gerard era cunoscut pentru a fi un șef exigent, a cărui rutină a inclus muncă grea și ore lungi. Dale Cruikshank, un om de știință care a lucrat la LPL sub Kuiper, a afirmat că:
„A muncit extrem de mult el însuși și a cerut aceeași dăruire, devotament și seriozitate tuturor celor din jurul său. Dacă nu au dat asta sau dacă nu s-au descurcat, au fugit de el. Asta se aplică studenților. S-a aplicat și colegilor de facultate, asociaților tehnici și inginerilor - oricine din jurul său. Dar, în același timp, avea o latură plină de umor, o latură caldă, o latură personală care, într-un fel, era atrăgătoare. ”
În timp ce era dificil să lucrezi, Kuiper era cunoscut și pentru faptul că avea o parte caldă și un simț al umorului. De asemenea, s-a mândrit să fie cunoscător și să se înconjoare de oameni care știau lucruri pe care nu le făcea. Kuiper a fost directorul laboratorului până la moartea sa în 1973.
Centura Kuiper:
Posibilă existență a unei populații trans-Neptuniene de obiecte a fost speculată încă de la scurt timp după descoperirea lui Pluto în 1930. Unul dintre primii a fost astronomul Armin O. Leuschner, care în 1930 a sugerat că Pluton „poate fi unul dintre mulți de mult timp. obiecte planetare perioade încă de descoperit. "
În 1943, în Jurnalul Asociatiei astronomice britanice, Kenneth Edgeworth a expus în continuare subiectul, susținând că materialul din nebuloasa solară primordială de dincolo de Neptun era prea amplu distanțat pentru a se condensa în planete și deci mai degrabă condensat într-o multitudine de corpuri mai mici.
În 1951, într-un articol pentru jurnal Astrofizică, Gerard Kuiper a speculat cum s-ar fi putut forma un disc similar în evoluția sistemului solar. Ocazional, unul dintre obiectele de pe acest disc s-ar rătăci în Sistemul solar interior și ar deveni o cometă, a spus el, explicând astfel originile cometelor, oferind totodată o explicație de ce nu există planete mari dincolo de Neptun.
Cu toate acestea, ar fi trecut cu multe decenii până când existența acestui disc a fost dovedită și i s-a dat un nume. Primul pas a venit în 1980, când astronomul uruguayan Julio Fernández a trimis o lucrare la Notificările lunare ale Royal Astronomical Society, în care a speculat că o centură de cometă cuprinsă între 35 și 50 de UA va fi obligată să țină cont de numărul observat de comete. . Această lucrare pe care astăzi astronomii aveau să o atragă când va veni timpul să numească centura.
În 1987, astronomul David Jewitt din MIT și studenta absolventă Jane Luu au început să folosească telescoapele la Kitt Peak National Observatory din Arizona și la Cerro Tololo Inter-American Observatory în Chile pentru a căuta în sistemul solar exterior. După cinci ani de căutări, la 30 august 1992, Jewitt și Luu au anunțat „Descoperirea obiectului candidat al centurii Kuiper” (15760) 1992 QB1. Șase luni mai târziu, au descoperit un al doilea obiect în regiune, (181708) 1993 FW, și multe altele au urmat.
În mod similar, în 1988, o echipă canadiană de astronomi (echipa lui Martin Duncan, Tom Quinn și Scott Tremaine) a început să ruleze simulări pe computer care au stabilit că norul Oort nu poate contabiliza toate cometele de scurtă durată. Cu o „centură”, după cum a descris-o Fernández, adăugată la formulări, simulările s-au potrivit cu observațiile.
În lucrarea lor din 1988, Tremaine și colegii săi s-au referit la regiunea ipotetică de dincolo de Neptun drept „Centura Kuiper”, se pare că se folosesc cuvintele „Kuiper” și „centura cometă” în propoziția de deschidere a lucrării sale. Deși acesta a rămas numele oficial, astronomii folosesc uneori numele alternativ „Edgeworth-Kuiper Belt” pentru a-l credita pe Edgeworth pentru lucrările sale teoretice anterioare.
Moartea și moștenirea:
Gerard Kuiper a murit în 1973 în timp ce se afla într-o vacanță cu soția sa în Mexic, unde a suferit un atac de cord fatal. Datorită numeroaselor sale realizări și istoriei îndelungate a activității sale în domeniul astronomiei, el a primit multe premii de-a lungul anilor. Acestea includ numirea centurii Kuiper în onoarea sa, precum și denumirea obiectului centurii de asteroizi 2520 P – L după el (numit Kuiper 1776).
În onoarea sa au fost numiți și trei cratere - craterul Kuiper de pe Lună, craterul Kuiper de pe Marte și craterul Kuiper de pe Mercur. Datorită activității sale în astronomia aeriană, acum Kuiper Airborne Observatory (KAO) de la NASA - un Starlifter Lockheed C-141A extrem de modificat, care purta un telescop de 91,5 cm (36 inci) - a fost numit astfel după el.
Premiul Kuiper este numit și după el și este cel mai distins premiu acordat de Divizia pentru Științe Planetare a Societății Americane de astronomie. Premiul se acordă anual oamenilor de știință ale căror realizări de viață ne-au avansat înțelegerea științelor planetare.
Câștigătorii acestui premiu includ Carl Sagan, James Van Allen (descoperirea centurii de radiații Van Allen din jurul Pământului) și Eugene Shoemaker (care a descoperit Comet Shoemaker – Levy 9 împreună cu soția sa Carolyn S. Shoemaker și David H. Levy).
Datorită conducerii sale dedicate la Laboratorul Lunar și Planetar, una dintre cele trei clădiri care alcătuiesc instalația (Clădirea Științelor Spațiale Kuiper, prezentată mai sus) a fost numită în onoarea sa. Și la o sută de ani de la nașterea lui Gerard, NASA este Noi orizonturi misiunea s-a îndreptat spre regiunea centurii Kuiper a sistemului nostru solar, ca parte a misiunii sale de a studia Pluton și Charon-ul lunii.
Dr. Richard Binzel, co-investigatorul New Horizons și profesor la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), a recunoscut că echipa sa a făcut omul de știință plecat. "Kuiper a fost unul dintre primii oameni de știință care s-au concentrat aproape exclusiv pe explorarea proprietăților planetelor", a spus el. „Lucrările sale au pus bazele misiunilor navelor spațiale de la sfârșitul secolului XX și începutul secolului XXI.”
În timpul vieții sale, Kuiper a primit, de asemenea, multe recompense în recunoașterea pentru munca sa. În 1947, a primit premiul Jules Janssen de către Societatea Astronomică Franceză, care este cea mai mare onoare a acestora. În 1959, American Astronomical Society i-a acordat prelegerea lui Henry Norris Russell, în recunoașterea mulților săi ani de cercetare astronomică. Iar în 1971, Kuiper a primit Medalia de Aur Kepler de la Asociația Americană pentru Avansarea Științei și Institutul Franklin.
Pe măsură ce avansăm în explorarea Sistemului Solar, nu putem nega datoriile mari pe care le datorăm lui Gerard Kuiper. Ceea ce știm despre Marte și Titan și capacitatea lor de locuire potențială se bazează pe activitatea lui Kuiper cu astronomie infraroșu și spectroscopică. Fără el, misiunile Apollo nu s-ar fi întâmplat, iar cunoștințele noastre despre asteroizi și sistemul solar exterior ar fi mult diminuate.
Ne putem imagina că atunci când începem să studiem Centrul Kuiper mai detaliat și să începem să catalogăm numeroasele, multe obiecte din interior, că mulți vor purta în minte nume care îl numesc pe marele regretat Kuiper.
Am scris multe articole despre Gerard Kuiper pentru Space Magazine. Iată un articol despre Centura Kuiper și iată un articol despre Ipoteza Protoplanetului.
Dacă doriți mai multe informații despre Gerard Kuiper, consultați articolul NASA despre Gerard Kuiper și Laboratorul Lunar și Planetar ”pe el.
Am înregistrat, de asemenea, un întreg episod al distribuției astronomice despre planetele pitice. Ascultă aici, episodul 194: Planete pitice.
