Voorbij de gasreus Neptunus ligt een gebied in de ruimte gevuld met ijskoude lichamen. Deze kille uitgestrektheid staat bekend als de Kuipergordel en herbergt biljoenen objecten – overblijfselen van het vroege zonnestelsel.

In 1943 suggereerde astronoom Kenneth Edgeworth dat er buiten Neptunus kometen en grotere lichamen zouden bestaan. En in 1951 voorspelde astronoom Gerard Kuiper het bestaan van een gordel van ijzige objecten aan de uiterste rand van het zonnestelsel. Tegenwoordig staan de ringen die het paar voorspelt bekend als de Kuipergordel of de Edgeworth-Kuipergordel.

Ondanks zijn enorme omvang werd de Kuipergordel pas in 1992 ontdekt door astronomen Dave Jewitt en Jane Luu. Volgens NASA was het paar sinds 1987 “koppig de hemel aan het scannen op zoek naar duistere objecten buiten Neptunus”. Ze noemden het eerste object dat ze zagen “Smiley”, maar het werd later gecatalogiseerd als “1992 QB1”.

Sindsdien hebben astronomen verschillende intrigerende objecten in de Kuipergordel en potentiële planeten in de regio ontdekt. De New Horizons-missie van NASA gaat door met het ontdekken van voorheen verborgen planeten en objecten, waardoor wetenschappers meer te weten kunnen komen over dit unieke overblijfsel van het zonnestelsel.

Kuipergordel formatie

Toen het zonnestelsel gevormd werd, trokken veel van het gas, stof en rotsen samen om de zon en planeten te vormen. De planeten hebben vervolgens het grootste deel van het resterende puin in de zon of uit het zonnestelsel geveegd. Maar objecten aan de rand van het zonnestelsel waren ver genoeg weg om de aantrekkingskracht van de veel grotere planeten zoals Jupiter te ontwijken, en slaagden er zo in om op hun plaats te blijven terwijl ze langzaam om de zon cirkelden. De Kuipergordel en zijn landgenoot, de verder weg gelegen en bolvormige Oortwolk, bevatten de overblijfselen van het begin van het zonnestelsel en kunnen waardevolle inzichten verschaffen in het ontstaan ervan.

Volgens naar het model van Nice – een van de voorgestelde modellen van zonnestelselvorming – kan de Kuipergordel dichter bij de zon zijn gevormd, vlakbij waar Neptunus nu in een baan om de aarde draait. In dit model waren de planeten bezig met een uitgebreide dans, waarbij Neptunus en Uranus van plaats wisselden en naar buiten toe bewogen, weg van de zon. Terwijl de planeten verder van de zon af bewogen, kan hun zwaartekracht veel van de Kuipergordel-objecten met zich meedragen en de kleine objecten die voor ons lagen, terwijl de ijsreuzen migreerden. Als gevolg hiervan werden veel van de Kuipergordel-objecten verplaatst van de regio waar ze waren gemaakt naar het koudere deel van het zonnestelsel.

Het meest dichtbevolkte deel van de Kuipergordel is tussen de 42 en 48 keer de aarde ” s afstand tot de zon. De baan van objecten in dit gebied blijft grotendeels stabiel, hoewel van sommige objecten af en toe hun koers iets verandert wanneer ze te dicht bij Neptunus komen.

Wetenschappers schatten dat duizenden lichamen meer dan 100 km (62 mijl) in diameter reizen rond de zon binnen deze gordel, samen met biljoenen kleinere objecten, waarvan vele kortperiodieke kometen zijn. Het gebied bevat ook verschillende dwergplaneten – ronde werelden die te groot zijn om als asteroïden te worden beschouwd maar te klein om als planeet te kwalificeren.

Kuipergordelobjecten

Pluto was het eerste echte Kuipergordelobject (KBO) dat werd gezien, hoewel wetenschappers het destijds niet als zodanig herkenden totdat andere KBO’s werden ontdekt. Toen Jewitt en Luu de Kuipergordel eenmaal hadden ontdekt, zagen astronomen al snel dat het gebied voorbij Neptunus vol ijzige rotsen en kleine werelden was.

Sedna, een KBO die ongeveer driekwart zo groot is als Pluto, was ontdekt in 2004. Het is zo ver van de zon verwijderd dat het ongeveer 10.500 jaar duurt om een enkele baan te maken. Sedna is ongeveer 1.100 mijl (1.770 km) breed en cirkelt rond de zon in een excentrische baan die varieert tussen 8 miljard mijl (12,9 miljard km) en 84 miljard mijl (135 miljard km).

“De zon lijkt zo klein vanaf die afstand dat je hem volledig kunt blokkeren met de punt van een speld”, Mike Brown, een astronoom aan de California Institute of Technology die dit en verschillende andere Kuipergordel-objecten ontdekte, zei in een verklaring.

In juli 2005 ontdekten astronomen Eris, een KBO die iets kleiner is dan Pluto. Eris draait ongeveer eens in de 580 jaar om de zon en reist bijna 100 keer verder van de zon dan de aarde. De ontdekking ervan onthulde voor sommige astronomen het probleem van het categoriseren van Pluto als een planeet op ware schaal. Volgens de definitie uit 2006 van de International Astronomical Union (IAU) moet een planeet groot genoeg zijn om de buurt van puin ontdoen. Pluto en Eris, omringd door de Kuipergordel, hadden dat duidelijk niet gedaan. Als gevolg hiervan werden in 2006 Pluto, Eris en de grootste asteroïde, Ceres, door de IAU opnieuw geclassificeerd als dwergplaneten. In de Kuipergordel werden in 2008 nog twee dwergplaneten ontdekt, Haumea en Makemake.

Astronomen heroverwegen nu Haumea’s status als dwergplaneet. In 2017, toen het object tussen de aarde en een heldere ster passeerde, realiseerden wetenschappers zich dat het meer langwerpig dan rond is. Rondheid is een van de criteria van een dwergplaneet, volgens de definitie van de IAU. De langwerpige vorm van Haumea zou het resultaat kunnen zijn van zijn snelle draaiing; een dag op het object duurt slechts ongeveer vier uur.

“Ik weet niet of dit de definitie zal veranderen”, vertelde Santos Sanz, een astronoom aan het Instituto de Astrofísica de Andalucía in Granada, Spanje. Space.com. “Ik denk waarschijnlijk van wel, maar waarschijnlijk zal het even duren.”

Planet Nine

Planet Nine is een hypothetische wereld waarvan wordt aangenomen dat deze in een baan om de zon draait op een afstand die ongeveer 600 keer verder van de zon is verwijderd dan de baan van de aarde, en ongeveer 20 keer verder weg dan de baan van Neptunus. (De baan van Neptunus is 2,7 miljard mijl van de zon op het dichtstbijzijnde punt.)

Wetenschappers hebben planeet Negen niet echt gezien. Het bestaan ervan werd afgeleid uit zwaartekrachtseffecten die werden waargenomen op andere objecten in de Kuipergordel. Wetenschappers Mike Brown en Konstantin Batygin van het California Institute of Technology in Pasadena beschreven het bewijs voor Planet Nine in een studie die in 2016 in het Astronomical Journal werd gepubliceerd.

Als er een andere wereld is, astronomen Scott Sheppard, van het Carnegie Institution for Science in Washington, DC, en Chadwick Trujillo, van de Northern Arizona University, zullen het waarschijnlijk binnenkort vinden. Het paar heeft de afgelopen zes jaar gewerkt aan het diepste onderzoek van zwakke objecten aan de rand van het zonnestelsel, nadat ze in 2014 het bestaan van Planeet X, een kleine dwergplaneet voorbij Pluto, hadden voorgesteld.

Dus ver, Sheppard en Trujillo hebben 62 verre objecten gevonden, die ongeveer 80 procent uitmaken van alle objecten aan de rand van het systeem. Vorig jaar ontdekten de twee ontdekte dwergplaneet 2015 TG387, bijgenaamd “de Goblin”, en de meest verre KBO ooit gerapporteerd, 2018 VG18, bijgenaamd “FarOut.” In februari 2019 kondigde Sheppard onofficieel de ontdekking aan van een nog verder weg gelegen object, informeel bekend als “FarFarOut”.

“Deze verre objecten zijn als broodkruimels die ons naar Planet X leiden”, zei Sheppard in een verklaring. “Hoe meer we er kunnen vinden, hoe beter we het buitenste zonnestelsel kunnen begrijpen en de mogelijke planeet waarvan we denken dat ze hun banen vormgeven – een ontdekking die onze kennis van de evolutie van het zonnestelsel opnieuw zou definiëren.”

Een bezoek vanuit New Horizons

Vanwege hun kleine formaat en verre locatie zijn objecten in de Kuipergordel een uitdaging om vanaf de aarde te spotten. metingen van NASA’s ruimtegebaseerde Spitzer-telescoop hebben geholpen om de afmetingen van de grootste objecten vast te stellen.

Om een betere glimp op te vangen van deze verre overblijfselen vanaf de geboorte van het zonnestelsel, lanceerde NASA de New Horizons-missie. Het ruimtevaartuig bereikte Pluto in 2015 en ging verder met het doel om meerdere KBO’s te onderzoeken. Op 1 januari 2019 vloog New Horizons langs het Kuipergordel-object met de naam 2014 MU69.

De eerste foto’s gemaakt van MU69 suggereerden een sneeuwpopachtige configuratie, met twee ronde ballen aan elkaar geplakt. Deze beelden leken het idee van aangroei van kiezelstenen te bevestigen – een theorie van planetaire vorming die suggereert dat kleine rotsachtige en ijzige lichamen in het zonnestelsel langzaam samen worden getrokken door de zwaartekracht.

Echter, beelden die een maand na de vlucht worden vrijgegeven suggereerde dat het paar platter was dan aanvankelijk werd gedacht, meer als twee hamburgers dan als sneeuwballen. Hun vorming blijft een mysterie.

“De nieuwe afbeeldingen creëren wetenschappelijke puzzels over hoe zo’n object zelfs zou kunnen worden gevormd”, zei Alan Stern, de hoofdonderzoeker van New Horizons, in een verklaring. “We” hebben nog nooit zoiets in een baan om de zon zien draaien. “

MU69 is misschien niet het laatste object dat New Horizons bezoekt. Het team heeft al gezegd dat het ruimtevaartuig genoeg brandstof heeft om langs een andere KBO te vliegen. NASA zou een uitgebreide missie moeten goedkeuren, maar een bezoek aan een ander object zou wetenschappers helpen een breder begrip van de Kuipergordel te krijgen.