A Neptunusz gázóriáson túl egy jégtestekkel teli térrész található. A Kuiper-öv néven ismert hűvös kiterjedés ezernyi tárgyat tartalmaz – a korai naprendszer maradványait.

1943-ban Kenneth Edgeworth csillagász javasolta, hogy üstökösök és nagyobb testek létezhessenek a Neptunuszon túl is. Gerard Kuiper csillagász 1951-ben megjósolta egy jeges tárgyakból álló öv létét a naprendszer túlsó szélén. Ma a pár által jósolt gyűrűket Kuiper övnek vagy Edgeworth-Kuiper övnek hívják.

A Kuiper öv hatalmas mérete ellenére 1992-ig nem fedezték fel Dave Jewitt és Jane Luu csillagászokat. A NASA információi szerint a pár 1987 óta “szorgalmasan pásztázta az eget, hogy a Neptunuszon túli homályos tárgyakat keresse”. Az első észrevett tárgyat “Smiley” -nek nevezték el, de később “1992 QB1” néven katalogizálták.

Azóta a csillagászok számos érdekes Kuiper-öv tárgyat és potenciális bolygót fedeztek fel a régióban. A NASA New Horizons küldetése továbbra is feltárja a korábban elrejtett bolygókat és tárgyakat, segítve a tudósokat, hogy többet megtudjanak erről az egyedülálló Naprendszer-ereklyéről.

Kuiper övképződés

Amikor a Naprendszer kialakult, a gáz, a por és a kőzetek nagy része összegyűlt, hogy a Napot és a bolygókat alkossák. Ezután a bolygók a maradék törmelék nagy részét a napba vagy a naprendszerből söpörték be. De a Naprendszer peremén lévő tárgyak elég messze voltak ahhoz, hogy elkerüljék a sokkal nagyobb bolygók, például a Jupiter gravitációs húzásait, és így sikerült a helyükön maradniuk, miközben lassan keringtek a Nap körül. A Kuiper-öv és honfitársa, a távolabbi és gömbölyű Oort-felhő a Naprendszer kezdetének maradványait tartalmazza, és értékes betekintést nyújthat születésébe.

Szerintük a nizzai modellhez – a naprendszer kialakulásának egyik javasolt modelljéhez – a Kuiper-öv a naphoz közelebb formálódhatott, ahol a Neptunusz most kering. Ebben a modellben a bolygók bonyolult táncot folytattak, a Neptunusz és az Uránus helyet cserélve kifelé, a naptól távolabb mozgott. Amint a bolygók távolabb kerültek a naptól, gravitációjuk sok Kuiper-öv tárgyat hordozhatott magukkal, és a jégóriások vándorlásakor az előttünk álló apró tárgyakat pásztorolták. Ennek eredményeként számos Kuiper-öv tárgyat áthelyeztek az általuk létrehozott régióból a Naprendszer hidegebb részébe.

A Kuiper-öv legnépesebb része a Föld 42 és 48-szorosa ” A tárgyak pályája ebben a régióban nagyrészt stabil marad, bár egyes objektumok pályája néha kissé megváltozik, amikor túl közel sodródnak a Neptunuszhoz.

A tudósok becslése szerint több ezer test több mint 100 km átmérőjű (62 mérföld) átmegy a Nap körül ezen az övön, és több ezer kisebb tárgy található, amelyek közül sok rövid időtartamú üstökös. A régióban számos törpe bolygó is található – a kerek világ túl nagy ahhoz, hogy aszteroidának lehessen tekinteni. de túl kicsi ahhoz, hogy bolygónak minősüljön.

Kuiper Belt tárgyak

A Plútó volt az első igazi Kuiper Belt objektum (KBO), bár az akkori tudósok addig nem ismerték fel ilyennek más KBO-kat fedeztek fel. Miután Jewitt és Luu felfedezték a Kuiper-övet, a csillagászok hamarosan látták, hogy a Neptunuszon túli régió tele van jeges sziklákkal és apró világokkal.

Sedna, a KBO, amely a Plútó méretének körülbelül háromnegyedét teszi ki, 2004-ben fedezték fel. Olyan távol van a naptól, hogy körülbelül 10 500 év telik el egyetlen pálya megtétele. Sedna körülbelül 1100 mérföld (1770 km) széles, és egy excentrikus pályán kering a Nap körül, amely 8 milliárd mérföld (12,9 milliárd mérföld) között mozog. km) és 84 milliárd mérföld (135 milliárd km).

“A nap olyan kicsinek tűnik ebből a távolságból, hogy egy csap fejével teljesen el tudná zárni” – Mike Brown, a Kaliforniai Műszaki Intézet, aki felfedezte ezt és számos más Kuiper Belt objektumot, nyilatkozta.

2005 júliusában a csillagászok felfedezték az Erist, egy KBO-t, amely valamivel kisebb, mint a Plútó. Eris körülbelül 580 évente kering a nap körül, utazva majdnem százszor távolabb a naptól, mint a Föld. Felfedezése néhány csillagász számára feltárta a Plútó teljes körű bolygóként történő besorolásának problémáját. A Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) 2006-os meghatározása szerint egy bolygónak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy tisztítsa meg a szomszédságát a törmeléktől. A Plutont és Erist a Kuiper-övvel körülvéve nyilvánvalóan nem sikerült megtenniük. Ennek eredményeként 2006-ban az IAU a Plútót, az Erist és a legnagyobb aszteroidát, a Ceres-t törpebolygókká minősítette. További két törpe bolygót, a Haumea-t és a Makemake-et fedezték fel a Kuiper-övben 2008-ban.

A csillagászok most újra mérlegelik Haumea törpebolygó státusát. 2017-ben, amikor az objektum elhaladt a Föld és egy fényes csillag között, a tudósok rájöttek, hogy inkább hosszúkás, mint kerek. A kerekség az IAU meghatározása szerint egy törpe bolygó egyik kritériuma. Haumea hosszúkás alakja annak gyors forgásának lehet az eredménye; a tárgyon töltött nap csak körülbelül négy órán át tart.

“Nem tudom, hogy ez megváltoztatja-e a definíciót” – mondta Santos Sanz, a spanyolországi Granadában található Instituto de Astrofísica de Andalucía csillagásza. Space.com. “Azt hiszem, valószínűleg igen, de valószínűleg időbe telik.”

Kilenc bolygó

Kilenc bolygó egy hipotetikus világ, amelyről úgy gondolják, hogy a Nap körüli olyan pályán kering, amely körülbelül 600-szor távolabb van a naptól, mint a Föld pályája, és körülbelül 20-szor messzebb van a Neptunusz pályájánál. (A Neptunusz pályája a legközelebbi pontnál 2,7 milliárd mérföldre van a Naptól.)

A tudósok valójában nem látták a Kilenc bolygót. Létére a Kuiper-öv más objektumain megfigyelt gravitációs hatások következtettek. A pasadenai Kaliforniai Műszaki Intézet tudósai, Mike Brown és Konstantin Batygin egy 2016-os Astronomical Journal című tanulmányban ismertették a Kilenc bolygó bizonyítékait.

Ha van még egy világ, Scott Sheppard csillagászok, a washingtoni Carnegie Tudományos Intézet és az észak-arizonai egyetem Chadwick Trujillo valószínűleg hamarosan megtalálja. A pár az elmúlt hat évben a Naprendszer peremén található halvány tárgyak legmélyebb felmérésén dolgozott, miután 2014-ben felvetették az X-bolygó, a Plútón túl található kis törpebolygó létezését.

Tehát Sheppard és Trujillo eddig 62 távoli tárgyat találtak, amelyek a rendszer szélén lévő összes elem mintegy 80 százalékát teszik ki. Tavaly a két felfedezett törpe bolygó, a 2015-ös TG387, becenevén “a kobold”, és a valaha közölt legtávolabbi KBO, a 2018-as VG18, becenevén “FarOut”. 2019 februárjában Sheppard nem hivatalosan bejelentette egy még távolabbi objektum felfedezését, amely informálisan “FarFarOut” néven ismert.

“Ezek a távoli objektumok olyanok, mint a morzsák, amelyek az X bolygóra vezetnek minket” – áll Sheppard közleményében. “Minél többet találunk közülük, annál jobban megérthetjük a külső naprendszert és a lehetséges bolygót, amelyről azt gondoljuk, hogy alakítja pályájukat – ez a felfedezés újrafogalmazná a Naprendszer evolúciójával kapcsolatos ismereteinket.

Látogatás az új horizontokból

Kis méretük és távoli elhelyezkedésük miatt a Kuiper Belt objektumok kihívást jelentenek a Föld felől. A NASA űrhajós Spitzer-teleszkópjának mérései hozzájárultak a legnagyobb tárgyak méretének leszögezéséhez.

Annak érdekében, hogy jobban megismerhesse ezeket a távoli maradványokat a Naprendszer születése óta, a NASA elindította New Horizons küldetés. Az űrhajó 2015-ben érte el a Plútót, és folytatta azzal a céllal, hogy megvizsgálja több KBO-t. 2019. január 1-jén a New Horizons elrepült a 2014-es MU69 nevű Kuiper Belt objektum mellett.

Az első képek, amelyek MU69-ről készültek, hóemberszerű konfigurációt sugalltak, két kerek golyóval együtt. Ezek a képek látszólag megerősítették a kavicsfelhalmozódás gondolatát – a bolygóképződés elmélete, amely azt sugallja, hogy a Naprendszer kicsi sziklás és jeges testei lassan összefognak a gravitációtól.

Azonban a repülés után egy hónappal megjelent képek azt sugallta, hogy a pár laposabb, mint azt eredetileg gondolták, inkább két hamburger pogácsára, mint hógolyóra. Kialakulásuk továbbra is rejtély.

“Az új képek tudományos fejtöréseket hoznak létre arról, hogyan is lehet ilyen tárgyat kialakítani” – nyilatkozta Alan Stern, a New Horizons vezető kutatója. “Még soha nem láttunk ilyet, amely a Nap körül keringene.”

Lehet, hogy a MU69 nem az utolsó objektum, amelyet a New Horizons felkeres. A csapat már elmondta, hogy az űrhajónak elegendő üzemanyaga van ahhoz, hogy egy másik KBO repüljön. NASA jóváhagynia kellene egy kiterjesztett missziót, de egy másik objektum meglátogatása elősegítené a tudósok szélesebb körű megértését a Kuiper-övben.