Główny nauka

Astronomia pasa Kuipera

Spisu treści:

Astronomia pasa Kuipera
Astronomia pasa Kuipera

Wideo: Układ Słoneczny Odcinek 22 Transneptuny pasa Kuipera 2024, Czerwiec

Wideo: Układ Słoneczny Odcinek 22 Transneptuny pasa Kuipera 2024, Czerwiec
Anonim

Pas Kuipera, zwany także pasem Edgewortha-Kuipera, płaski pierścień lodowych małych ciał, które krążą wokół Słońca poza orbitą planety Neptuna. Został nazwany na cześć astronoma holendersko-amerykańskiego Gerarda P. Kuipera i składa się z setek milionów obiektów - rzekomo pozostawionych po formowaniu się planet zewnętrznych - których orbity leżą blisko płaszczyzny Układu Słonecznego. Uważa się, że pas Kuipera jest źródłem większości obserwowanych komet krótkoterminowych, szczególnie tych, które krążą wokół Słońca w czasie krótszym niż 20 lat, oraz lodowych obiektów Centaur, które krążą wokół rejonu wielkich planet. (Niektóre centaury mogą reprezentować przejście od obiektów z pasa Kuipera [KBO] do komet krótkotrwałych.) Chociaż istniało ono od dziesięcioleci, pas Kuipera pozostał niewykryty do lat 90. XX wieku, kiedy to niezbędne duże teleskopy i czułe detektory światła stał się dostępny.

KBO okrążają w średniej odległości od Słońca większej niż średnia odległość orbitalna Neptuna (około 30 jednostek astronomicznych [AU]; 4,5 miliarda km [2,8 miliarda mil]). Zewnętrzna krawędź pasa Kuipera jest słabiej zdefiniowana, ale nominalnie wyklucza obiekty, które nigdy nie zbliżają się do Słońca niż 47,2 AU (7,1 miliarda km [4,4 miliarda mil]), czyli położenie rezonansu Neptuna 2: 1, w którym obiekt wytwarza jedna orbita na każde dwie Neptuna. Pas Kuipera zawiera duże obiekty Eris, Pluto, Makemake, Haumea, Quaoar i wiele, prawdopodobnie miliony, innych mniejszych ciał.

Odkrycie pasa Kuipera

Irlandzki astronom Kenneth E. Edgeworth spekulował w 1943 r., Że rozkład małych ciał Układu Słonecznego nie był ograniczony obecną odległością Plutona. Kuiper opracował silniejszy przypadek w 1951 r. Pracując na podstawie analizy rozkładu masy ciał potrzebnych do akrecji na planety podczas formowania się Układu Słonecznego, Kuiper wykazał, że duża resztkowa ilość małych lodowych ciał - nieaktywnych jąder komet - musi znajdować się poza Neptun. Rok wcześniej holenderski astronom Jan Oort zaproponował istnienie znacznie bardziej odległego sferycznego zbiornika lodowych ciał, zwanego teraz chmurą Oort, z którego stale uzupełniane są komety. To odległe źródło odpowiednio wyjaśniało pochodzenie długich okresów komet - tych o okresach dłuższych niż 200 lat. Kuiper zauważył jednak, że komety o bardzo krótkich okresach (20 lat lub mniej), które wszystkie krążą w tym samym kierunku co wszystkie planety wokół Słońca i blisko płaszczyzny Układu Słonecznego, wymagają bliższego, bardziej spłaszczonego źródła. Wyjaśnienie to, jasno przedstawione w 1988 r. Przez amerykańskiego astronoma Martina Duncana i współpracowników, stało się najlepszym argumentem za istnieniem pasa Kuipera aż do jego bezpośredniego wykrycia.

W 1992 roku amerykański astronom David Jewitt i doktorant Jane Luu odkryli (15760) 1992 QB 1, który został uznany za pierwszy KBO. Ciało ma średnicę około 200–250 km (125–155 mil), szacowaną na podstawie jego jasności. Porusza się na prawie okrągłej orbicie w płaszczyźnie układu planetarnego w odległości od Słońca około 44 AU (6,6 miliarda km [4,1 miliarda mil]). Znajduje się poza orbitą Plutona, który ma średni promień 39,5 AU (5,9 miliarda km [3,7 miliarda mil]). Odkrycie QB 1 w 1992 r. Zaalarmowało astronomów o możliwości wykrycia innych KBO, aw ciągu 20 lat odkryto około 1500.

Na podstawie szacunków jasności rozmiary większych znanych KBO zbliżają się lub przekraczają rozmiar największego księżyca Plutona, Charona, który ma średnicę 1108 km (751 mil). Jedna KBO, pod nazwą Eris, wydaje się mieć dwukrotnie większą średnicę - tj. Tylko nieco mniejszą niż sam Pluton. Ze względu na swoje położenie poza orbitą Neptuna (średni promień 30,1 AU; 4,5 miliarda km [2,8 miliarda mil]), nazywane są również obiektami trans-Neptuna (TNO).

Ponieważ kilka KBO, takich jak Eris, jest prawie tak dużych jak Pluton, począwszy od lat 90. astronomowie zastanawiali się, czy Plutona naprawdę należy uważać za planetę czy jedno z największych ciał w pasie Kuipera. Zebrano dowody na to, że Pluton był KBO, który właśnie odkryto 62 lata przed 1992 rokiem QB 1, aw 2006 r. Międzynarodowa Unia Astronomiczna zagłosowała za zaklasyfikowaniem Plutona i Eris jako planet karłowatych.