Hinter dem Gasriesen Neptun liegt eine Raumregion, die mit eisigen Körpern gefüllt ist. Bekannt als der Kuipergürtel, enthält diese kühle Fläche Billionen von Objekten – Überreste des frühen Sonnensystems.

1943 schlug der Astronom Kenneth Edgeworth vor, dass Kometen und größere Körper jenseits von Neptun existieren könnten. 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 Kuipergürtel oder Edgeworth-Kuipergürtel 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 nach dunklen Objekten jenseits von Neptun abgesucht“. Sie nannten das erste Objekt, das sie entdeckten, „Smiley“, aber es wurde später als „1992 QB1“ katalogisiert.

Seitdem haben Astronomen mehrere faszinierende Objekte des Kuipergürtels und potenzielle Planeten in der Region entdeckt. Die Mission New Horizons der NASA deckt weiterhin zuvor verborgene Planeten und Objekte auf und hilft Wissenschaftlern, mehr über dieses einzigartige Relikt des Sonnensystems zu erfahren.

Kuipergürtelbildung

Als sich das Sonnensystem bildete, zogen sich ein Großteil des Gases, Staubes und der Steine zusammen, um 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 den Gravitationsschleppern der viel größeren Planeten wie Jupiter auszuweichen, und konnten so an ihrem Platz bleiben, während sie langsam die Sonne umkreisten. Der Kuipergürtel und sein Landsmann, die weiter entfernte und kugelförmige Oort-Wolke, enthalten die Reste vom Beginn des Sonnensystems und können wertvolle Einblicke in seine Geburt geben.

Laut Nach dem Nizza-Modell – einem der vorgeschlagenen Modelle zur Bildung des Sonnensystems – hat sich der Kuipergürtel möglicherweise näher an der Sonne in der Nähe der Umlaufbahn von Neptun gebildet. In diesem Modell tanzten die Planeten aufwendig, wobei Neptun und Uranus die Plätze wechselten und sich von der Sonne weg nach außen bewegten. Als sich die Planeten weiter von der Sonne entfernten, hatte ihre Schwerkraft möglicherweise viele Objekte des Kuipergürtels mit sich geführt und die winzigen Objekte vor sich geführt, während die Eisriesen wanderten. Infolgedessen wurden viele der Objekte des Kuipergürtels aus der Region, in der sie erzeugt wurden, in den kälteren Teil des Sonnensystems verschoben.

Der am stärksten frequentierte Abschnitt des Kuipergürtels liegt zwischen dem 42- und 48-fachen der Erde. “ s Entfernung von der Sonne. Die Umlaufbahn der Objekte in dieser Region bleibt größtenteils stabil, obwohl sich der Verlauf einiger Objekte gelegentlich geringfügig ändert, wenn sie zu nahe an Neptun driften.

Wissenschaftler schätzen, dass Tausende von Körpern vorhanden sind In diesem Gürtel bewegen sich mehr als 100 km im Durchmesser um die Sonne, zusammen mit Billionen kleinerer Objekte, von denen viele kurzperiodische Kometen sind. Die Region enthält auch mehrere Zwergplaneten – runde Welten, die zu groß sind, um als Asteroiden betrachtet zu werden aber zu klein, um als Planet zu gelten.

Objekte des Kuipergürtels

Pluto war das erste echte Objekt des Kuipergürtels (KBO), das gesehen wurde, obwohl Wissenschaftler es zu diesem Zeitpunkt erst als solches erkannten andere KBOs wurden entdeckt. Als Jewitt und Luu den Kuipergürtel entdeckten, sahen die Astronomen bald, dass die Region hinter Neptun voller eisiger Felsen und winziger Welten war.

Sedna, ein KBO, das etwa drei Viertel der Größe von Pluto hat, war Es wurde so weit von der Sonne entfernt, dass es ungefähr 10.500 Jahre dauert, um eine einzelne Umlaufbahn zu schaffen. Sedna ist ungefähr 1.770 km breit und umkreist die Sonne in einer exzentrischen Umlaufbahn, die zwischen 12,9 Milliarden (8 Milliarden Meilen) liegt km) und 135 Milliarden km (84 Milliarden Meilen).

„Die Sonne erscheint aus dieser Entfernung so klein, dass man sie mit einem Stecknadelkopf vollständig ausblenden könnte“, sagte Mike Brown, ein Astronom am Das California Institute of Technology, das dieses und mehrere andere Objekte des Kuipergürtels entdeckt hat, sagte in einer Erklärung:

Im Juli 2005 entdeckten Astronomen Eris, ein KBO, das etwas kleiner als Pluto ist. Eris umkreist die Sonne ungefähr alle 580 Jahre auf Reisen Fast 100 Mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Die Entdeckung enthüllte einigen Astronomen das Problem, Pluto als vollständigen Planeten zu klassifizieren. Nach der Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) von 2006 muss ein Planet groß genug sein, um Pluto und Eris, umgeben vom Kuipergürtel, hatten dies eindeutig versäumt. Infolgedessen wurden Pluto, Eris und der größte Asteroid, Ceres, 2006 von der IAU als Zwergplaneten eingestuft. Zwei weitere Zwergplaneten, Haumea und Makemake, wurden 2008 im Kuipergürtel entdeckt.

Astronomen überdenken nun Haumeas Status als Zwergplanet. Als das Objekt 2017 zwischen der Erde und einem hellen Stern passierte, stellten Wissenschaftler fest, dass es eher länglich als rund ist. Rundheit ist nach der Definition der IAU eines der Kriterien eines Zwergplaneten. Die längliche Form von Haumea könnte auf den schnellen Spin zurückzuführen 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 einige Zeit dauern.“

Planet Nine

Planet Nine ist eine hypothetische Welt, die die Sonne in einer Entfernung umkreisen soll, die etwa 600 Mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erdumlaufbahn und etwa 20 Mal weiter entfernt als die Umlaufbahn von Neptun. (Die Umlaufbahn von Neptun ist am nächsten Punkt 2,7 Milliarden Meilen von der Sonne entfernt.)

Wissenschaftler haben Planet Neun nicht wirklich gesehen. Seine Existenz wurde durch Gravitationseffekte abgeleitet, die an anderen Objekten im Kuipergürtel beobachtet wurden. Die Wissenschaftler Mike Brown und Konstantin Batygin vom California Institute of Technology in Pasadena haben die Beweise für Planet Nine in einer 2016 im Astronomical Journal veröffentlichten Studie beschrieben.

Wenn es da draußen eine andere Welt gibt, haben die Astronomen Scott Sheppard, der Carnegie Institution for Science in Washington, DC, und Chadwick Trujillo von der Northern Arizona University werden es wahrscheinlich bald finden. Das Paar hat in den letzten sechs Jahren an der tiefsten Untersuchung schwacher Objekte am Rande des Sonnensystems gearbeitet, nachdem es 2014 die Existenz von Planet X, einem kleinen Zwergplaneten jenseits von Pluto, vorgeschlagen hatte.

Also 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 den Zwergplaneten 2015 TG387 mit dem Spitznamen „Goblin“ und das am weitesten entfernte KBO, das jemals gemeldet wurde, 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 Brotkrumen, die uns zum Planeten 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 Entwicklung des Sonnensystems neu definieren würde.“

Ein Besuch aus New Horizons

Aufgrund ihrer geringen Größe und entfernten Entfernung sind Objekte des Kuipergürtels eine Herausforderung, um sie von der Erde aus zu erkennen. Infrarot Messungen mit dem weltraumgestützten Spitzer-Teleskop der NASA haben dazu beigetragen, die Größe der größten Objekte zu bestimmen.

Um einen besseren Einblick in diese entfernten Reste aus der Geburt des Sonnensystems zu erhalten, startete die NASA das New Horizons Mission. Das Raumschiff erreichte Pluto im Jahr 2015 und fuhr mit dem Ziel fort, mehrere KBOs zu untersuchen. Am 1. Januar 2019 flogen New Horizons am Kuiper Belt-Objekt namens 2014 MU69 vorbei.

Die ersten Bilder von MU69 deuteten auf eine schneemannähnliche Konfiguration mit zwei zusammengeklebten runden Kugeln hin. Diese Bilder schienen die Idee der Kieselakkretion zu bestätigen – eine Theorie der Planetenbildung, die besagt, dass kleine felsige und eisige Körper im Sonnensystem langsam durch die Schwerkraft zusammengezogen werden.

Bilder wurden jedoch einen Monat nach dem Vorbeiflug veröffentlicht schlugen vor, dass das Paar flacher war als ursprünglich gedacht, eher wie zwei Hamburger-Pastetchen als wie Schneebälle. Ihre Entstehung bleibt ein Rätsel.

„Die neuen Bilder werfen wissenschaftliche Rätsel auf, wie ein solches Objekt überhaupt geformt werden könnte“, sagte Alan Stern, der Hauptermittler von New Horizons, in einer Erklärung. „Wir haben noch nie so etwas gesehen, das die Sonne umkreist.“

MU69 ist möglicherweise nicht das letzte Objekt, das New Horizons besucht. Das Team hat bereits gesagt, dass das Raumschiff genug Treibstoff hat, um von einem anderen KBO zu fliegen. NASA müsste eine erweiterte Mission genehmigen, aber der Besuch eines anderen Objekts würde Wissenschaftlern helfen, ein umfassenderes Verständnis des Kuipergürtels zu erlangen.