Utover gassgiganten Neptune ligger et område av rom fylt med isete kropper. Denne kjølige utvidelsen er kjent som Kuiperbelte, og har billioner av gjenstander – rester etter det tidlige solsystemet.

I 1943 foreslo astronom Kenneth Edgeworth kometer og større kropper kunne eksistere utenfor Neptun. Og i 1951 spådde astronom Gerard Kuiper eksistensen av et belte med isete gjenstander ytterst i solsystemet. I dag er ringene som er forutsagt av paret kjent som Kuiperbeltet eller Edgeworth-Kuiperbeltet.

Til tross for sin enorme størrelse ble Kuiperbeltet ikke oppdaget før 1992 av astronomene Dave Jewitt og Jane Luu. I følge NASA hadde paret «hardt skannet himmelen på jakt etter svake gjenstander utenfor Neptun» siden 1987. De kalte det første objektet de oppdaget «Smiley», men ble senere katalogisert som «1992 QB1.»

Siden har astronomer oppdaget flere spennende Kuiper Belt-objekter og potensielle planeter i regionen. NASAs New Horizons-oppdrag fortsetter å avdekke tidligere skjulte planeter og objekter, og hjelper forskere å lære mer om dette unike solsystemets relikvie.

Kuiper Belt formation

Da solsystemet dannet seg, trakk mye av gass, støv og bergarter seg sammen for å danne solen og planetene. Planetene feide så det meste av gjenværende søppel i solen eller ut av solsystemet. Men gjenstander på kanten av solsystemet var langt nok unna til å unngå gravitasjonsslepebåndene til de mye større planetene som Jupiter, og klarte så å holde seg på plass mens de sakte kretset rundt solen. Kuiperbeltet og landsmannen, den mer fjerne og sfæriske Oort Cloud, inneholder restene fra restene av solsystemet og kan gi verdifull innsikt i dets fødsel.

Ifølge til Nice-modellen – en av de foreslåtte modellene for dannelse av solsystemet – kan Kuiperbeltet ha dannet seg nærmere solen, i nærheten av der Neptun nå kretser. I denne modellen engasjerte planetene seg en forseggjort dans, med Neptun og Uranus som byttet plass og beveget seg utover, bort fra solen. Når planetene beveget seg lenger bort fra solen, kan tyngdekraften ha båret mange av Kuiper Belt-gjenstandene med seg, og gjeter de små gjenstandene foran seg da iskjempene vandret. Som et resultat ble mange av Kuiper Belt-objektene flyttet fra regionen de ble opprettet til i den kaldere delen av solsystemet.

Den mest overfylte delen av Kuiper Belt er mellom 42 og 48 ganger jorden » s avstand fra solen. Banen til objekter i denne regionen holder seg for det meste stabil, selv om noen objekter noen ganger har endret kursen litt når de driver for nær Neptun.

Forskere anslår at tusenvis av kropper mer enn 100 km (62 miles) i diameter beveger seg rundt solen i dette beltet, sammen med billioner av mindre gjenstander, hvorav mange er kortvarige kometer. Regionen inneholder også flere dvergplaneter – runde verdener for store til å bli ansett som asteroider. men for lite til å kvalifisere som en planet.

Kuiper Belt objects

Pluto var det første sanne Kuiper Belt-objektet (KBO) som ble sett, selv om forskere på den tiden ikke anerkjente det som det før andre KBO-er ble oppdaget. Når Jewitt og Luu oppdaget Kuiperbeltet, så astronomer snart at regionen utenfor Neptun var full av isete steiner og små verdener.

Sedna, en KBO som er omtrent tre fjerdedeler av Pluto, var oppdaget i 2004. Det er så langt ut fra solen det tar omtrent 10 500 år å lage en enkelt bane. Sedna er omtrent 1770 km bred og sirkler solen i en eksentrisk bane som varierer mellom 8 milliarder miles (12,9 milliarder miles) km) og 84 milliarder miles (135 milliarder km).

«Solen virker så liten fra den avstanden at du helt kunne blokkere den med hodet på en tapp,» Mike Brown, en astronom ved California Institute of Technology som oppdaget dette og flere andre Kuiper Belt-objekter, sa i en uttalelse.

I juli 2005 oppdaget astronomer Eris, en KBO som er litt mindre enn Pluto. Eris kretser rundt solen omtrent en gang hvert 580 år og reiser nesten 100 ganger lenger fra solen enn Jorden gjør. Oppdagelsen avslørte for noen astronomer problemet med å kategorisere Pluto som en fullskala planet. Ifølge International Astronomical Union (IAU) sin definisjon fra 2006, må en planet være stor nok til å rydde nabolaget for rusk. Pluto og Eris, omgitt av Kuiperbeltet, hadde tydeligvis ikke klart å gjøre det. Som et resultat ble Pluto, Eris og den største asteroiden, Ceres, i 2006 omklassifisert av IAU som dvergplaneter. Ytterligere to dvergplaneter, Haumea og Makemake, ble oppdaget i Kuiperbeltet i 2008.

Astronomer vurderer nå Haumeas status som en dvergplanet på nytt. I 2017, da objektet passerte mellom jorden og en lys stjerne, innså forskere at den er mer langstrakt enn rund. Rundhet er et av kriteriene til en dvergplanet, ifølge IAUs definisjon. Haumeas langstrakte form kan være et resultat av dens raske spinn; en dag på gjenstanden varer bare omtrent fire timer.

«Jeg vet ikke om dette vil endre definisjonen,» sa Santos Sanz, astronom ved Instituto de Astrofísica de Andalucía i Granada, Spania. Space.com. «Jeg tror sannsynligvis ja, men sannsynligvis vil det ta tid.»

Planet Nine

Planet Nine er en hypotetisk verden som antas å gå i bane rundt solen i en avstand som er omtrent 600 ganger lenger fra solen enn jordens bane, og omtrent 20 ganger lenger ut enn banen til Neptun. (Banen til Neptun er 2,7 milliarder miles fra solen på sitt nærmeste punkt.)

Forskere har faktisk ikke sett Planet Nine. Dens eksistens ble utledet av gravitasjonseffekter observert på andre gjenstander i Kuiperbeltet. Forskerne Mike Brown og Konstantin Batygin ved California Institute of Technology i Pasadena beskrev bevisene for Planet Nine i en studie publisert i Astronomical Journal i 2016.

Hvis det er en annen verden der ute, har astronomene Scott Sheppard, fra Carnegie Institution for Science i Washington, DC, og Chadwick Trujillo, ved Northern Arizona University, vil sannsynligvis finne det snart. Paret har brukt de siste seks årene på å jobbe med den dypeste kartleggingen av svake gjenstander ved kanten av solsystemet, etter å ha foreslått eksistensen av Planet X, en liten dvergplanet utenfor Pluto, i 2014.

Så langt har Sheppard og Trujillo funnet 62 fjerne objekter, som utgjør omtrent 80 prosent av alle de som er i utkanten av systemet. I fjor oppdaget de to dvergplaneten 2015 TG387, med kallenavnet «Goblin», og den fjerneste KBO som noensinne er rapportert, 2018 VG18, med kallenavnet «FarOut.» I februar 2019 kunngjorde Sheppard uoffisielt oppdagelsen av et enda fjernere objekt, uformelt kjent som «FarFarOut.»

«Disse fjerne objektene er som brødsmuler som fører oss til Planet X,» sa Sheppard i en uttalelse. «Jo flere av dem vi kan finne, jo bedre kan vi forstå det ytre solsystemet og den mulige planeten som vi tror former deres baner – en oppdagelse som vil omdefinere vår kunnskap om solsystemets evolusjon.»

Et besøk fra New Horizons

På grunn av deres lille størrelse og fjerne beliggenhet er Kuiper Belt-objekter en utfordring å få øye på fra jorden. målinger fra NASAs rombaserte Spitzer-teleskop har bidratt til å spikre størrelser for de største gjenstandene.

For å få et bedre innblikk i disse fjerne restene fra solsystemets fødsel, lanserte NASA New Horizons-oppdrag. Romfartøyet nådde Pluto i 2015 og fortsatte med sikte på å undersøke flere KBO-er. 1. januar 2019 fløy New Horizons av Kuiper Belt-objektet kalt 2014 MU69.

De første bildene som ble tatt av MU69 foreslo en snømannlignende konfigurasjon, med to runde kuler som satt sammen. Disse bildene så ut til å bekrefte ideen om småsteinutvinning – en teori om planetformasjon som antyder små steinete og isete kropper i solsystemet trekkes sakte sammen av tyngdekraften.

Imidlertid ble bilder utgitt en måned etter flyby antydet at paret var flatere enn opprinnelig antatt, mer som to hamburgerkaker enn snøballer. Dannelsen deres er fortsatt et mysterium.

«De nye bildene skaper vitenskapelige oppgaver om hvordan et slikt objekt til og med kan dannes,» sa Alan Stern, New Horizons hovedetterforsker. «Vi har aldri sett noe slikt som kretser rundt solen.»

MU69 er kanskje ikke det siste objektet som New Horizons besøker. Teamet har allerede sagt at romfartøyet har nok drivstoff til å fly av en annen KBO. NASA ville trenge å godkjenne et utvidet oppdrag, men å besøke et annet objekt vil hjelpe forskere å få en bredere forståelse av Kuiperbeltet.