Hinter dem Gasriesen Neptun liegt eine mit Eiskörpern gefüllte Raumregion. Diese kühle Weite, die als Kuipergürtel bekannt ist, enthält Billionen von Objekten — Überreste des frühen Sonnensystems.
1943 schlug der Astronom Kenneth Edgeworth Kometen und größere Körper jenseits von Neptun vor. Und 1951 sagte der Astronom Gerard Kuiper die Existenz eines Gürtels eisiger Objekte am äußersten Rand des Sonnensystems voraus., Heute sind die vom Paar vorhergesagten Ringe als Kuiper-Gürtel oder Edgeworth-Kuiper-Gürtel bekannt.
Trotz seiner massiven Größe wurde der Kuipergürtel erst 1992 von den Astronomen Dave Jewitt und Jane Luu entdeckt. Laut NASA hatte das Paar seit 1987 „hartnäckig den Himmel auf der Suche nach dunklen Objekten jenseits von Neptun“ gescannt. Sie nannten das erste Objekt, das sie entdeckten, „Smiley“, aber es wurde später als „1992 QB1″ katalogisiert.“
Seitdem haben Astronomen mehrere faszinierende Kuipergürtelobjekte und potenzielle Planeten in der Region entdeckt., Die New Horizons-Mission der NASA deckt weiterhin zuvor versteckte Planeten und Objekte auf und hilft Wissenschaftlern, mehr über dieses einzigartige Relikt des Sonnensystems zu erfahren.
Kuipergürtelbildung
Als sich das Sonnensystem bildete, zog ein Großteil des Gases, Staub und Gesteine zusammen, um die Sonne und Planeten zu bilden. Die Planeten fegten dann den größten Teil der verbleibenden Trümmer in die Sonne oder aus dem Sonnensystem., Aber Objekte am Rand des Sonnensystems waren weit genug entfernt, um die Gravitationsschlepper der viel größeren Planeten wie Jupiter zu vermeiden, und so gelang es ihnen, an ihrem Platz zu bleiben, während sie langsam die Sonne umkreisten. Der Kuipergürtel und sein Landsmann, die weiter entfernte und sphärische Oort-Wolke, enthalten die Reste vom Beginn des Sonnensystems und können wertvolle Einblicke in seine Geburt geben.
Nach dem Nice — Modell— eines der vorgeschlagenen Modelle der Sonnensystembildung-könnte sich der Kuipergürtel näher an der Sonne gebildet haben, in der Nähe, wo Neptun jetzt umkreist., In diesem Modell führten die Planeten einen aufwendigen Tanz durch, wobei Neptun und Uranus die Orte wechselten und sich von der Sonne weg nach außen bewegten. Als sich die Planeten weiter von der Sonne entfernt bewegten, könnte ihre Schwerkraft viele der Objekte des Kuipergürtels mit sich getragen haben und die winzigen Objekte vor sich her hüten, als die Eisriesen wanderten. Infolgedessen wurden viele der Kuipergürtelobjekte aus der Region, in der sie geschaffen wurden, in den kälteren Teil des Sonnensystems bewegt.
Der überfüllteste Abschnitt des Kuipergürtels ist zwischen 42 und 48 mal Erde Abstand von der Sonne., Die Umlaufbahn von Objekten in dieser Region bleibt größtenteils stabil, obwohl sich bei einigen Objekten gelegentlich ihr Kurs leicht ändert, wenn sie zu nahe an Neptun driften.
Wissenschaftler schätzen, dass innerhalb dieses Gürtels Tausende von Körpern mit einem Durchmesser von mehr als 100 km um die Sonne reisen, zusammen mit Billionen kleinerer Objekte, von denen viele Kurzzeitkometen sind. Die Region enthält auch mehrere Zwergplaneten-runde Welten, die zu groß sind, um als Asteroiden zu gelten, aber zu klein, um sich als Planet zu qualifizieren.,
Kuiper Belt objects
Pluto war das erste echte Kuiper Belt object (KBO) zu sehen, obwohl Wissenschaftler zu der Zeit nicht als solche erkennen, bis andere KBOs entdeckt wurden., Sobald Jewitt und Luu den Kuipergürtel entdeckt hatten, sahen Astronomen bald, dass die Region hinter Neptun voller eisiger Felsen und winziger Welten war.
Sedna, ein KBO, die etwa drei Viertel der Größe von Pluto ist, wurde 2004 entdeckt. Es ist so weit von der Sonne entfernt, dass es etwa 10.500 Jahre dauert, bis eine einzige Umlaufbahn erreicht ist. Sedna ist etwa 1,100 Meilen (1,770 km) breit und umkreist die Sonne in einer exzentrischen Umlaufbahn, die zwischen 8 Milliarden Meilen (12,9 Milliarden km) und 84 Milliarden Meilen (135 Milliarden km) reicht.,
„Die Sonne erscheint aus dieser Entfernung so klein, dass man sie mit dem Kopf eines Stiftes vollständig blockieren könnte“, sagte Mike Brown, ein Astronom am California Institute of Technology, der dieses und mehrere andere Objekte des Kuiper-Gürtels entdeckte in einer Erklärung.
Im Juli 2005 entdeckten Astronomen Eris, einen KBO, der etwas kleiner als Pluto ist. Eris umkreist die Sonne ungefähr alle 580 Jahre und ist fast 100 Mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde., Seine Entdeckung enthüllte einigen Astronomen das Problem, Pluto als vollwertigen Planeten zu kategorisieren. Nach der Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) von 2006 muss ein Planet groß genug sein, um seine Nachbarschaft von Trümmern zu befreien. Pluto und Eris, umgeben vom Kuipergürtel, hatten dies eindeutig nicht geschafft. Infolgedessen wurden 2006 Pluto, Eris und der größte Asteroid, Ceres, von der IAU als Zwergplaneten neu klassifiziert. Zwei weitere Zwergplaneten, Haumea und Makemake, wurden 2008 im Kuipergürtel entdeckt.
Astronomen überdenken nun Haumeas Status als Zwergplanet., Im Jahr 2017, als das Objekt zwischen der Erde und einem hellen Stern passierte, erkannten die Wissenschaftler, dass es länglicher als rund ist. Rundheit ist eines der Kriterien eines Zwergplaneten nach der Definition der IAU. Haumea längliche Form könnte ein Ergebnis seiner schnellen Spin sein; ein Tag auf dem Objekt dauert nur etwa vier Stunden.
„Ich weiß nicht, ob dies die Definition ändern wird“, sagte Santos Sanz, Astronom am Instituto de Astrofísica de Andalucía in Granada, Spanien Space.com. “ Ich denke wahrscheinlich ja, aber wahrscheinlich wird es Zeit brauchen.,“
Planet Nine
Planet Nine ist eine hypothetische Welt gedacht, um die Sonne in einer Entfernung zu umkreisen, die etwa 600 Mal weiter von der Sonne als Erdumlaufbahn ist, und etwa 20 mal weiter als die Umlaufbahn von Neptun. (Die Umlaufbahn von Neptun ist 2,7 Milliarden Meilen von der Sonne an ihrem nächsten Punkt entfernt.)
Wissenschaftler haben Planet Neun nicht wirklich gesehen. Seine Existenz wurde durch Gravitationseffekte auf andere Objekte im Kuipergürtel abgeleitet., Die Wissenschaftler Mike Brown und Konstantin Batygin vom California Institute of Technology in Pasadena beschrieben die Beweise für Planet Nine in einer Studie, die 2016 im Astronomical Journal veröffentlicht wurde.
Wenn es eine andere Welt gibt, die Astronomen Scott Sheppard von der Carnegie Institution for Science in Washington, DC, und Chadwick Trujillo von der Northern Arizona University, wahrscheinlich finden Sie es bald., Das Paar hat die letzten sechs Jahre damit verbracht, an der tiefsten Untersuchung schwacher Objekte am Rande des Sonnensystems zu arbeiten, nachdem es 2014 die Existenz von Planet X, einem kleinen Zwergplaneten jenseits von Pluto, vorgeschlagen hatte.
Bisher haben Sheppard und Trujillo 62 entfernte Objekte gefunden, die etwa 80 Prozent aller Objekte am Rande des Systems ausmachen. Letztes Jahr entdeckten die beiden Zwergplaneten 2015 TG387 mit dem Spitznamen “ the Goblin „und der am weitesten entfernte KBO, 2018 VG18 mit dem Spitznamen „FarOut“.,“Im Februar 2019 kündigte Sheppard inoffiziell die Entdeckung eines noch weiter entfernten Objekts an, das informell als „FarFarOut“ bekannt ist.“
„Diese entfernten Objekte sind wie Semmelbrösel, die uns zu Planet X führen“, sagte Sheppard in einer Erklärung. „Je mehr von ihnen wir finden können, desto besser können wir das äußere Sonnensystem und den möglichen Planeten verstehen, von dem wir glauben, dass er ihre Umlaufbahnen formt — eine Entdeckung, die unser Wissen über die Evolution des Sonnensystems neu definieren würde.,“
Ein Besuch von New Horizons
Aufgrund ihrer geringen Größe und entfernten Lage sind Kuipergürtelobjekte eine Herausforderung von der Erde aus zu erkennen. Infrarot-Messungen von NASA weltraumgestützten Spitzer-Teleskop haben dazu beigetragen, Größen für die größten Objekte zu nageln.
Um einen besseren Einblick in diese abgelegenen Reste von der Geburt des Sonnensystems zu erhalten, startete die NASA die New Horizons Mission. Das Raumschiff erreichte Pluto im Jahr 2015 und fuhr fort, mit dem Ziel, mehrere KBOs zu untersuchen. On Jan., 1, 2019 New Horizons flog mit dem Kuiper Belt Objekt namens 2014 MU69.
Die ersten Bilder von MU69 schlugen eine schneemannähnliche Konfiguration vor, bei der zwei runde Kugeln zusammenklebten. Diese Bilder schienen die Idee der Kieselakkretion zu bestätigen — eine Theorie der Planetenbildung, die darauf hindeutet, dass kleine felsige und eisige Körper im Sonnensystem langsam von der Schwerkraft zusammengezogen werden.
Bilder, die einen Monat nach dem Vorbeiflug veröffentlicht wurden, deuteten jedoch darauf hin, dass das Paar flacher war als ursprünglich angenommen, eher wie zwei Hamburger Pasteten als Schneebälle. Ihre Bildung bleibt ein Rätsel.,
„Die neuen Bilder schaffen wissenschaftliche Rätsel darüber, wie ein solches Objekt überhaupt gebildet werden könnte“, sagte Alan Stern, der New Horizons Principal Investigator, in einer Erklärung. „Wir haben so etwas noch nie gesehen, als wir die Sonne umkreisten.“
MU69 ist möglicherweise nicht das letzte Objekt, das New Horizons besucht. Das Team hat bereits gesagt, dass das Raumschiff genug Treibstoff hat, um mit einem anderen KBO zu fliegen. Die NASA müsste eine erweiterte Mission genehmigen, aber der Besuch eines anderen Objekts würde Wissenschaftlern helfen, ein breiteres Verständnis des Kuipergürtels zu erlangen.