En 1930, tras el descubrimiento de Plutón, el astrónomo Frederick Leonard escribió que el planeta más distante del sistema solar
Este concepto une todos los objetos ubicadosmás allá de Neptuno (desde 35 AU) dentro de 50 AU del sol. Recuerda que una unidad astronómica es la distancia de la Tierra a nuestra estrella. Es de destacar que esta región recibió su nombre del astrónomo holandés y estadounidense Gerard Kuiper, aunque fue él quien insistió en los años 50 del siglo pasado en que la región desde la órbita de Neptuno hasta la Nube de Oort debía estar absolutamente vacía. El científico creía que Plutón era comparable en tamaño a la Tierra y, por lo tanto, su influencia gravitatoria debería haber despejado el espacio a lo largo de la órbita de todos los asteroides.
El cinturón de Kuiper se parece al cinturón de asteroidesSe encuentra entre las órbitas de la Tierra y Marte, pero es mucho más grande, ancha y en ella se observan objetos más masivos. Incluyendo al menos cuatro planetas enanos: Plutón, Haumea, Makemake y Eris. Además, a diferencia de los objetos del cinturón rocoso cerca de la Tierra, los asteroides del cinturón de Kuiper son en su mayoría gas solidificado.
Cinturón de asteroides, cinturón de Kuiper y nube de Oort. Imagen: Mark Garlick, fuente científica
¿Cómo lograste abrir el primer objeto?
Aunque varias suposiciones sobre la existenciaLos objetos transneptunianos, es decir, los cuerpos cósmicos ubicados fuera de la órbita de Neptuno, se propusieron a lo largo del siglo XX, especialmente después del descubrimiento de Plutón (el primer objeto de este tipo). La primera confirmación de la existencia de objetos distantes se obtuvo hace solo 30 años.
El científico planetario David Jewitt y la astrónoma Jane Luu deEl Instituto Tecnológico de Massachusetts desde finales de los 80 se dedica a búsquedas inusuales. Usaron telescopios en Arizona para tomar fotografías aleatorias de partes del cielo. Una serie de tomas tomadas con breves pausas podría mostrar algún tipo de objeto en movimiento.
Los experimentos tuvieron éxito después de tres años.después del inicio del estudio. En la noche del 30 de agosto de 1992, los científicos utilizaron el telescopio de la Universidad de Hawái en la Isla Grande. Utilizaron su técnica habitual para encontrar objetos distantes. Se tomaron fotografías separadas una vez por hora, después de lo cual los científicos compararon si algo en la imagen había cambiado.
Alrededor de las 21:14 científicos tomaron las dos primeras imágenes. Al compararlos en la pantalla, vieron que un pequeño punto de luz, que en la segunda imagen se ha desplazado ligeramente hacia el oeste. Para asegurarse de que esto no sea un error y no una imagen aleatoria de rayos cósmicos distantes, los científicos esperaron hasta las 23:00 y tomaron otra foto. En la tercera imagen, el nuevo objeto se conserva y se desplaza más hacia el oeste. Datos similares fueron mostrados por la cuarta fotografía tomada justo después de la medianoche.
Un objeto en movimiento en diferentes momentos de observación. Imagen: David Jewitt, UCLA
Investigaciones posteriores demostraron que hasta ahoraEl objeto, que los científicos llamaron QB1, tardó casi un mes en atravesar una zona de cielo del ancho de la Luna llena. Basándose en el brillo y la baja velocidad del objeto, los científicos concluyeron que QB1 es un objeto de hielo y roca de unos 250 kilómetros de diámetro y que viaja más allá de la órbita de Neptuno.
Fue el primer transneptuniano después de Plutón.un objeto. Al primer éxito le siguieron otros nuevos: después de unos meses, los científicos lograron abrir otro objeto. Y a medida que mejoró la sensibilidad de los sensores digitales, los descubrimientos fueron uno tras otro. Hasta la fecha, se sabe que varios miles de objetos orbitan el cinturón de Kuiper.
"Nuevos Horizontes" y los secretos de Arrokoth
Un nuevo avance en el estudio del cinturón de Kuiper y la energía solarEl sistema está asociado con la misión de investigación New Horizons. La estación espacial interplanetaria fue lanzada por la NASA en 2006 y ya en 2015 envió las primeras imágenes del sistema de Plutón y Caronte (la luna del planeta) y muchas imágenes asombrosamente detalladas de los objetos del cinturón de Kuiper.
Pero se hizo el descubrimiento más sorprendente."Nuevos Horizontes" en 2019. La nave, que en ese momento se encontraba a una distancia de aproximadamente 1,5 mil millones de kilómetros de la órbita de Plutón, descubrió un asteroide de forma inusual: Arrokoth. Este es un objeto de doble contacto que consta de dos partes. La parte más grande, Ultima, se asemeja a una tortita plana, cuyo borde está unido a un objeto más pequeño, la Thule esférica.
Arrokoth. Imagen: NASA, Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, Instituto de Investigación del Sudoeste, Roman Tkachenko
La acreción planetaria es una de las hipótesisFormación de objetos del sistema solar: sugiere que la formación de planetas ocurre como resultado de una serie de colisiones en las que los objetos chocan y se pegan, haciéndose cada vez más grandes. Esta hipótesis tiene un solo inconveniente: a medida que crece la masa, tales objetos adquieren su propia gravedad. Como resultado, las dos partes aceleran demasiado activamente antes de la colisión y no pueden simplemente conectarse, sino que se dividen en partes.
En particular, modelar la colisión de dospartes de Arrokoth muestra que su colisión no podría haber producido un objeto tan inusual. Los científicos sugieren que otra hipótesis explica mejor la estructura inusual del asteroide.
Es más probable que Arrokoth naciera como resultadoun proceso conocido como inestabilidad gravitacional, dicen los investigadores. En este escenario, bajo ciertas condiciones, la nube de gas, parte de la cual es más densa, colapsa rápidamente bajo la influencia de fuerzas gravitacionales.
Los investigadores señalan que dado que este es el caso en todoAparentemente, se formaron algunos objetos del cinturón de Kuiper, tal vez ocurrieron procesos similares en el disco protoplanetario primitivo, a partir del cual se formaron todos los objetos del sistema solar. Cabe señalar que la formación de planetas en esta teoría toma miles, no millones de años y, por lo tanto, todo el proceso de formación del sistema podría avanzar mucho más rápido.
New Horizons todavía sigue moviéndosea través del cinturón de Kuiper, quizás los científicos puedan identificar otro objeto con el que el dispositivo pueda acercarse. Este descubrimiento, quizás, vuelva a dar un giro a las ideas sobre la estructura y evolución del sistema solar.
Ilustración artística de la exploración New Horizons del cinturón de Kuiper. Imagen: Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, Instituto de Investigación del Suroeste (JHUAPL/SwRI)
Gigantes gaseosos en movimiento
New Horizons proporcionó un vistazo deobjetos individuales del cinturón de Kuiper de cerca, y el desarrollo de instrumentos de observación terrestres para considerarlos en masa. Por ejemplo, los científicos planetarios han completado recientemente un estudio sobre el origen del sistema solar utilizando el telescopio Canada-France-Hawaii ubicado en Mauna Kea. Este es el mismo pico desde el que se descubrió el primer objeto del cinturón de Kuiper. Durante la revisión, los científicos planetarios identificaron 800 objetos previamente desconocidos, por lo que su número total superó los 3 mil.
La observación a gran escala reveló queLos objetos del cinturón de Kuiper no están distribuidos uniformemente, sino que se concentran en pequeños grupos. Tal efecto es posible como resultado de un poderoso efecto gravitacional.
Los investigadores creen que la responsabilidad detal distorsión se encuentra en dos gigantes gaseosos: Neptuno y Saturno. Las simulaciones mostraron que si en el pasado estos planetas se movían de manera errática, acercándose y alejándose del Sol de vez en cuando, poderosas ondas gravitacionales asociadas con un cambio en la ubicación de objetos masivos podrían afectar la ubicación de objetos en el cinturón de Kuiper.
Numerosos estudios del Cinturón de Kuiper ya hannos permitió aprender más sobre el pasado de nuestro sistema solar. Los planetólogos pudieron confirmar una de las hipótesis de la formación de planetas y descubrieron la inestabilidad de la órbita de los gigantes gaseosos en las primeras etapas de la existencia del sistema solar.
A pesar de esto, puede haber muchos más por venir.asombrosos descubrimientos. Por ejemplo, New Horizons puede encontrar otro asteroide inusual. Y además, el próximo año debería comenzar un estudio a gran escala con la ayuda del observatorio Vera Rubina en construcción en Chile. Durante 10 años, los telescopios del observatorio explorarán continuamente el hemisferio sur para encontrar los detalles más pequeños. Se espera que esta investigación aumente el número de objetos del cinturón de Kuiper conocidos a 40.000 y seguramente traerá muchos descubrimientos nuevos.
Portada: cinturón de Kuiper. Imagen: NASA
Lee mas:
Mancha solar del tamaño de la Tierra crece 10 veces en 2 días: está dirigida a nosotros
Los científicos han encontrado los restos de un hombre antiguo con dos cromosomas X
Del cuerpo a la boca: los científicos han entendido de dónde vienen los dientes