Dr. L-am rugat să ne ajute să ne explice această regiune neobișnuită a sistemului nostru solar.
La scurt timp după ce Pluton a fost descoperit de Clyde Tombaugh pe 18 februarie 1930, astronomii au început să teorezeze că Pluton nu era singur în Sistemul Solar exterior. Cu timpul, au început să postuleze existența altor obiecte din regiune, pe care le-ar descoperi până în 1992. Pe scurt, existența Centurii Kuiper - un câmp mare de resturi la marginea Sistemului Solar - a fost teoretizată înainte de a fi descoperit vreodată.
Definiție:
Centura Kuiper (cunoscută și sub denumirea de centura Edgeworth – Kuiper) este o regiune a Sistemului Solar care există dincolo de cele opt planete majore, extinzându-se de pe orbita Neptunului (la 30 UA) până la aproximativ 50 UA de Soare. Este similar cu centura de asteroizi, prin faptul că conține multe corpuri mici, toate rămășițele din formațiunea Sistemului Solar.
Dar spre deosebire de centura Asteroid, este mult mai mare - de 20 de ori mai lată și de 20 până la 200 de ori mai masivă. După cum explică Mike Brown:
Centura Kuiper este o colecție de corpuri din afara orbitei Neptunului care, dacă nu s-ar fi întâmplat nimic altceva, dacă Neptun nu s-ar fi format sau dacă lucrurile s-ar fi îndreptat puțin mai bine, poate că s-ar fi putut uni singuri și ar fi format următoarea planetă. dincolo de Neptun. În schimb, în istoria sistemului solar, când Neptun s-a format, a condus la faptul că aceste obiecte nu au putut să se unească, așa că este doar această centură de materiale dincolo de Neptun.
Descoperire și numire:
La scurt timp după descoperirea lui Pluton de Tombaugh, astronomii au început să ia în considerare existența unei populații trans-Neptuniene de obiecte în sistemul solar exterior. Primul care a sugerat acest lucru a fost Freckrick C. Leonard, care a început să sugereze existența unor „corpuri ultra-Neptuniene” dincolo de Pluto care pur și simplu nu au fost încă descoperite încă.
În același an, astronomul Armin O. Leuschner a sugerat că Pluton „poate fi unul dintre multe obiecte planetare de lungă durată, încă de descoperit”. În 1943, în Jurnalul Asociatiei astronomice britanice, Kenneth Edgeworth a expus în continuare subiectul. Potrivit lui Edgeworth, materialul din nebuloasa solară primordială de dincolo de Neptun a fost distanțat prea mult pentru a se condensa în planete și, astfel, a fost condensat într-o multitudine de corpuri mai mici.
În 1951, într-un articol pentru jurnal Astrofizică, acel astronom olandez Gerard Kuiper a speculat pe un disc similar care s-a format devreme în evoluția Sistemului Solar. Ocazional, unul dintre aceste obiecte se rătăcea în Sistemul solar interior și ar deveni o cometă. Ideea acestei „centuri Kuiper” a dat sens astronomilor. Nu numai că a ajutat să explice de ce nu există planete mari mai departe în Sistemul Solar, dar a învăluit în mod convenabil și misterul de unde provin cometele.
În 1980, în avizele lunare ale Royal Astronomical Society, astronomul uruguayan Julio Fernández a speculat că o centură de comete care se află între 35 și 50 de UA va fi necesară pentru a ține cont de numărul observat de comete.
În urma activității lui Fernández, în 1988, o echipă canadiană de astronomi (echipa lui Martin Duncan, Tom Quinn și Scott Tremaine) a derulat o serie de simulări computerizate și a stabilit că norul Oort nu poate da socoteală pentru toate cometele de scurtă durată. Cu o „centură”, după cum a descris-o Fernández, adăugată la formulări, simulările s-au potrivit cu observațiile.
În 1987, astronomul David Jewitt (pe atunci la MIT) și studenta absolventă Jane Luu au început să folosească telescoapele de la Observatorul Național Kitt Peak din Arizona și Observatorul Interamerican Cerro Tololo din Chile pentru a căuta în sistemul solar exterior. În 1988, Jewitt s-a mutat la Institutul de Astronomie de la Universitatea din Hawaii, iar ulterior Luu i s-a alăturat pentru a lucra la observatorul Mauna Kea al Universității.
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. Multe, multe altele ar urma ...
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 fraza de deschidere a lucrării sale. În timp ce acesta a rămas denumirea oficială, astronomii folosesc uneori denumirea alternativă centura Edgeworth-Kuiper pentru a-l credita pe Edgeworth pentru lucrările sale teoretice anterioare.
Cu toate acestea, unii astronomi au ajuns atât de departe încât susțin că niciunul dintre aceste nume nu este corect. De exemplu, Brian G. Marsden - un astronom britanic și directorul îndelungat al Minor Planet Center (MPC) de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - a susținut că „Nici Edgeworth, nici Kuiper nu au scris despre nimic de la distanță precum ceea ce vedem acum, dar Fred Whipple (astronomul american care a venit cu ipoteza cometei „bulgări de zăpadă murdară”) a făcut ”.
Mai mult, David Jewitt a comentat că, „Dacă este ceva ... Fernández merită cel mai mult creditul pentru prezicerea centurii Kuiper”. Din cauza controverselor asociate cu numele său, termenul obiect trans-Neptunian (TNO) este recomandat pentru obiecte din centură de mai multe grupuri științifice. Cu toate acestea, acest lucru este considerat insuficient de către alții, deoarece acest lucru poate însemna orice obiect dincolo de orbita Neptunului, și nu doar obiectele din Centura Kuiper.
Compoziţie:
Au fost descoperite mai mult de o mie de obiecte în Centura Kuiper și s-a teoretizat că există până la 100.000 de obiecte mai mari de 100 km în diametru. Având în vedere dimensiunile lor mici și distanța extremă față de Pământ, machiajul chimic al KBO este foarte dificil de determinat.
Cu toate acestea, studiile spectrografice efectuate pe regiune de la descoperirea sa au indicat, în general, că membrii acesteia sunt alcătuiți în principal din iconi: un amestec de hidrocarburi ușoare (precum metan), amoniac și gheață de apă - o compoziție pe care o împărtășesc cu cometele. Studiile inițiale au confirmat, de asemenea, o gamă largă de culori printre KBO, de la gri neutru până la roșu profund.
Acest lucru sugerează că suprafețele lor sunt compuse dintr-o gamă largă de compuși, de la icre murdare până la hidrocarburi. În 1996, Robert H. Brown și colab. a obținut date spectroscopice pe KBO 1993 SC, relevând compoziția sa de suprafață fiind semnificativ similară cu cea a lui Pluto, precum și a lunii Neptun Triton, care deține cantități mari de gheață metan.
Gheața de apă a fost detectată în mai multe KBO, inclusiv în TO 199666, 38628 Huya și 20000 Varuna. În 2004, Mike Brown și colab. a determinat existența gheții cu apă cristalină și a hidratului de amoniac pe unul dintre cele mai mari KBO-uri cunoscute, 50000 Quaoar. Ambele substanțe ar fi fost distruse de-a lungul vârstei Sistemului Solar, ceea ce sugerează că Quaoar a fost recent revăzut, fie prin activitate tectonică internă, fie prin impactul meteoritelor.
Menținerea companiei Pluto în centura Kuiper sunt multe alte obiecte demne de menționat. Quaoar, Makemake, Haumea, Orcus și Eris sunt corpuri mari de gheață din Centură. Câțiva dintre ei chiar au lunile proprii. Toate sunt extrem de îndepărtate și, totuși, foarte la îndemână.
Explorare:
La 19 ianuarie 2006, NASA a lansat Noi orizonturi sondă spațială de dragul de a studia Pluton, lunile sale și unul sau două alte obiecte ale centurii Kuiper. Începând cu 15 ianuarie 2015, nava spațială și-a început apropierea de planeta pitică și este de așteptat să facă un flyby până pe 14 iulie 2015. Când ajunge în zonă, astronomi așteaptă și câteva fotografii interesante ale centurii Kuiper.
Și mai interesant este faptul că sondajele altor sisteme solare indică faptul că sistemul nostru solar nu este unic. Din 2006, au existat alte „curele Kuiper” (adică curele de moloz) descoperite în jurul altor nouă sisteme stelare. Acestea par să se încadreze în două categorii: centuri largi, cu raze de peste 50 UA și centuri înguste (precum propria noastră centură Kuiper) cu raze cuprinse între 20 și 30 AU și limite relativ ascuțite.
Conform sondajelor cu infraroșu, se estimează că 15-20% din stelele de tip solar au structuri masive de tip Kuiper-Belt. Cele mai multe dintre acestea sunt destul de tinere, dar se estimează că sistemele cu două stele - HD 139664 și HD 53143, observate de Telescopul Spațial Hubble în 2006 - sunt vechi de 300 de milioane de ani.
Vastă și neexplorată, Centura Kuiper este sursa multor comete și se crede că este punctul de origine pentru toate cometele periodice sau de scurtă durată (adică cele cu o orbită care durează 200 de ani sau mai puțin). Cea mai faimoasă dintre ele este Cometa lui Halley, care a fost activă în ultimii 16.000-200.000 de ani.
Viitorul centurii Kuiper:
Când a speculat inițial despre existența unei centuri de obiecte dincolo de Neptun, Kuiper a indicat că probabil o astfel de centură nu mai exista. Desigur, descoperirile ulterioare au dovedit că acestea sunt greșite. Dar un lucru despre care Kuiper avea cu siguranță dreptate a fost ideea că aceste Obiecte trans-Neptuniene nu vor dura pentru totdeauna. După cum explică Mike Brown:
O numim centură, dar este o centură foarte largă. Este ceva de genul de 45 de grade pe toată suprafața cerului - această mare marcă de material care tocmai a fost măcinată și măcinată de Neptun. Și în aceste zile, în loc să facă un corp din ce în ce mai mare, tocmai se ciocnesc și se macină încet în praf. Dacă ne vom întoarce în alte sute de milioane de ani, nu va mai rămâne nicio centură Kuiper.
Având în vedere potențialul descoperirii și ce examinare apropiată ne-ar putea învăța despre istoria timpurie a sistemului nostru solar, mulți oameni de știință și astronomi așteaptă cu nerăbdare ziua în care putem examina Centrul Kuiper mai detaliat. Aici sperăm că Noi orizonturi misiunea este doar începutul deceniilor viitoare de cercetare în această regiune misterioasă!
Avem multe articole interesante aici la Space Magazine pe această temă despre Sistemul Solar Exterior și Obiectele Trans-Neptuniere (TNO).
Și nu uitați să consultați acest articol de pe planeta Eris, cea mai recentă planetă pitică și cel mai mare TNO care va fi descoperit.
Iar astronomii se așteaptă să descopere alte două planete mari în Sistemul nostru solar.
Space Magazine are, de asemenea, un interviu de lungă durată cu Mike Brown de la Caltech.
Podcast (audio): descărcare (durata: 4:28 - 4,1 MB)
Abonare: Podcast-uri Apple | Android | RSS
Podcast (video): descărcare (82.7MB)
Abonare: Podcast-uri Apple | Android | RSS
