Bereits 1930, nach der Entdeckung von Pluto, schrieb der Astronom Frederick Leonard, dass es sich um den am weitesten entfernten Planeten der Sonne handelt
Dieses Konzept vereint alle gefundenen Objektejenseits von Neptun (ab 35 AE) innerhalb von 50 AE von der Sonne. Denken Sie daran, dass eine astronomische Einheit die Entfernung von der Erde zu unserem Stern ist. Bemerkenswert ist, dass diese Region nach dem holländischen und amerikanischen Astronomen Gerard Kuiper benannt wurde, obwohl er es war, der in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts darauf bestand, dass die Region von der Umlaufbahn des Neptun bis zur Oortschen Wolke absolut leer sein sollte. Der Wissenschaftler glaubte, dass Pluto in seiner Größe mit der Erde vergleichbar sei und daher sein Gravitationseinfluss den Raum entlang der Umlaufbahn von allen Asteroiden hätte räumen müssen.
Der Kuipergürtel ähnelt dem Asteroidengürtelbefindet sich zwischen den Umlaufbahnen der Erde und des Mars, aber es ist viel größer, breiter und massereichere Objekte werden darin beobachtet. Darunter mindestens vier Zwergplaneten - Pluto, Haumea, Makemake und Eris. Außerdem bestehen Kuipergürtel-Asteroiden im Gegensatz zu den felsigen Gürtelobjekten in der Nähe der Erde hauptsächlich aus verfestigtem Gas.
Asteroidengürtel, Kuipergürtel und Oortsche Wolke. Bild: Mark Garlick, Science Source
Wie haben Sie es geschafft, das erste Objekt zu öffnen?
Obwohl verschiedene Annahmen über die ExistenzTransneptunische Objekte, d. h. kosmische Körper, die sich außerhalb der Neptunbahn befinden, wurden im gesamten 20. Jahrhundert vorgeschlagen, insbesondere nach der Entdeckung von Pluto (dem ersten Objekt dieser Art). Die erste Bestätigung der Existenz entfernter Objekte wurde erst vor 30 Jahren erhalten.
Planetenforscher David Jewitt und Astronomin Jane Luu ausDas Massachusetts Institute of Technology beschäftigt sich seit den späten 80er Jahren mit ungewöhnlichen Suchen. Sie benutzten Teleskope in Arizona, um willkürlich Himmelsausschnitte zu fotografieren. Eine Reihe von Aufnahmen, die mit kurzen Pausen aufgenommen wurden, könnten ein sich bewegendes Objekt zeigen.
Die Versuche waren nach drei Jahren erfolgreichnach Studienbeginn. In der Nacht des 30. August 1992 benutzten Wissenschaftler das Teleskop der Universität von Hawaii auf Big Island. Sie verwendeten ihre übliche Technik, um entfernte Objekte zu finden. Einmal pro Stunde wurden separate Bilder aufgenommen, danach verglichen die Wissenschaftler, ob sich etwas im Bild verändert hatte.
Um 21:14 Wissenschaftler nahmen die ersten beiden Bilder auf. Als sie sie auf dem Bildschirm verglichen, sahen sie einen kleinen Lichtfleck, der sich im zweiten Bild leicht nach Westen verschoben hat. Um sicherzustellen, dass dies kein Fehler und kein zufälliges Bild entfernter kosmischer Strahlung ist, warteten die Wissenschaftler bis 23:00 Uhr und machten ein weiteres Foto. Im dritten Bild bleibt das neue Objekt erhalten und weiter nach Westen verschoben. Ähnliche Daten zeigte das vierte Bild, das kurz nach Mitternacht aufgenommen wurde.
Ein sich bewegendes Objekt zu verschiedenen Beobachtungszeitpunkten. Bild: David Jewitt, UCLA
Das haben weitere Untersuchungen ergebenDas Objekt, das Wissenschaftler QB1 nannten, brauchte fast einen Monat, um einen Himmelsausschnitt von der Breite des Vollmonds zu durchqueren. Basierend auf der Helligkeit und der geringen Geschwindigkeit des Objekts kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es sich bei QB1 um ein Objekt aus Eis und Gestein mit einem Durchmesser von etwa 250 km handelt, das sich jenseits der Umlaufbahn von Neptun bewegt.
Es war der erste Transneptun nach Pluto.ein Objekt. Dem ersten Erfolg folgten neue: Nach einigen Monaten gelang es den Wissenschaftlern, ein weiteres Objekt zu öffnen. Und als sich die Empfindlichkeit digitaler Sensoren verbesserte, gingen die Entdeckungen eine nach der anderen. Bis heute sind mehrere tausend Objekte bekannt, die den Kuipergürtel umkreisen.
„Neue Horizonte“ und die Geheimnisse von Arrokoth
Ein neuer Durchbruch in der Erforschung des Kuipergürtels und der SonneDas System ist mit der Forschungsmission New Horizons verbunden. Die interplanetare Raumstation wurde 2006 von der NASA gestartet und schickte bereits 2015 die ersten Bilder des Pluto- und Charon-Systems (des Planetenmondes) und viele erstaunlich detaillierte Bilder der Kuipergürtel-Objekte zurück.
Aber die erstaunlichste Entdeckung wurde gemacht„Neue Horizonte“ im Jahr 2019. Das Schiff, das sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 1,5 Milliarden Kilometern von der Umlaufbahn Plutos befand, entdeckte einen Asteroiden ungewöhnlicher Form – Arrokoth. Dabei handelt es sich um ein Kontakt-Doppelobjekt, das aus zwei Teilen besteht. Der größere Teil – Ultima – ähnelt einem flachen Pfannkuchen, dessen Rand an einem kleineren Objekt – dem kugelförmigen Thule – befestigt ist.
Arrokoth. Bild: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Planetare Akkretion ist eine der HypothesenObjektbildung im Sonnensystem - deutet darauf hin, dass die Bildung von Planeten das Ergebnis einer Reihe von Kollisionen ist, bei denen Objekte kollidieren und zusammenkleben und immer größer werden. Diese Hypothese hat nur einen Nachteil: Solche Objekte bekommen mit zunehmender Masse eine eigene Schwerkraft. Dadurch beschleunigen die beiden Teile vor der Kollision zu stark und können sich nicht einfach verbinden, sondern werden in Einzelteile zerlegt.
Insbesondere die Modellierung der Kollision zweier PersonenTeile von Arrokoth zeigt, dass ihre Kollision kein solch ungewöhnliches Objekt hervorbringen konnte. Wissenschaftler vermuten, dass eine andere Hypothese die ungewöhnliche Struktur des Asteroiden besser erklärt.
Es ist wahrscheinlicher, dass Arrokoth dadurch geboren wurdeein Prozess, der als Gravitationsinstabilität bekannt ist, sagen die Forscher. In diesem Szenario kollabiert die Gaswolke, die teilweise dichter ist, unter bestimmten Bedingungen unter dem Einfluss der Gravitationskräfte schnell.
Die Forscher stellen fest, dass dies durchgängig der Fall istAnscheinend wurden einige Objekte des Kuipergürtels gebildet, vielleicht fanden ähnliche Prozesse in der frühen protoplanetaren Scheibe statt, aus der alle Objekte des Sonnensystems entstanden. Es ist bemerkenswert, dass die Bildung von Planeten in dieser Theorie Tausende, nicht Millionen von Jahren dauert, und daher der gesamte Prozess der Systembildung viel schneller ablaufen könnte.
New Horizons sind immer noch in BewegungDurch den Kuipergürtel können Wissenschaftler vielleicht ein anderes Objekt identifizieren, mit dem sich das Gerät annähern kann. Diese Entdeckung wird vielleicht noch einmal die Vorstellungen über die Struktur und Entwicklung des Sonnensystems umkehren.
Künstlerische Darstellung der Erkundung des Kuipergürtels durch New Horizons. Bild: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Gasriesen bewegen
New Horizons bot einen Einblick ineinzelne Kuipergürtel-Objekte aus nächster Nähe und die Entwicklung von bodengestützten Observatoriumsinstrumenten, um sie massenhaft zu betrachten. Beispielsweise haben Planetenwissenschaftler kürzlich eine Studie über den Ursprung des Sonnensystems mit dem Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop auf dem Mauna Kea abgeschlossen. Dies ist derselbe Gipfel, von dem aus das erste Objekt des Kuipergürtels entdeckt wurde. Während der Überprüfung identifizierten Planetenwissenschaftler 800 zuvor unbekannte Objekte, wodurch ihre Gesamtzahl 3.000 überstieg.
Großangelegte Beobachtungen haben das gezeigtKuipergürtel-Objekte sind nicht gleichmäßig verteilt, sondern in kleinen Gruppen konzentriert. Ein solcher Effekt ist durch eine starke Gravitationswirkung möglich.
Forscher glauben, dass die Verantwortung fürEine solche Verzerrung liegt auf zwei Gasriesen - Neptun und Saturn. Die Simulationen zeigten, dass, wenn sich diese Planeten in der Vergangenheit unregelmäßig bewegten und sich von Zeit zu Zeit der Sonne näherten und von ihr entfernten, starke Gravitationswellen, die mit einer Änderung der Position massiver Objekte verbunden waren, die Position von Objekten im Kuipergürtel beeinflussen konnten.
Zahlreiche Studien des Kuipergürtels haben bereits stattgefundenermöglichte es uns, mehr über die Vergangenheit unseres Sonnensystems zu erfahren. Planetologen konnten eine der Hypothesen zur Entstehung von Planeten bestätigen und entdeckten die Instabilität der Umlaufbahn von Gasriesen in den frühen Stadien der Existenz des Sonnensystems.
Trotzdem können noch viele weitere hinzukommen.erstaunliche Entdeckungen. Beispielsweise könnte New Horizons auf einen anderen ungewöhnlichen Asteroiden treffen. Außerdem soll im nächsten Jahr mit Hilfe des im Bau befindlichen Vera-Rubina-Observatoriums in Chile eine großangelegte Studie beginnen. 10 Jahre lang werden die Teleskope des Observatoriums kontinuierlich die südliche Hemisphäre absuchen, um die kleinsten Details zu finden. Diese Forschung soll die Zahl der bekannten Kuipergürtel-Objekte auf 40.000 erhöhen und sicher viele neue Entdeckungen bringen.
Umschlag: Kuipergürtel. Bild: NASA
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