Još 1930. godine, nakon otkrića Plutona, astronom Frederick Leonard je napisao da je najudaljeniji planet Sunca
Ovaj koncept ujedinjuje sve objekte koji se nalazeiza Neptuna (od 35 AJ) unutar 50 AJ od sunca. Podsjetimo se da je jedna astronomska jedinica udaljenost od Zemlje do naše zvijezde. Zanimljivo je da je ovo područje dobilo ime po nizozemskom i američkom astronomu Gerardu Kuiperu, iako je upravo on 50-ih godina prošlog stoljeća inzistirao da područje od orbite Neptuna do Oortova oblaka bude apsolutno prazno. Znanstvenik je vjerovao da je Pluton po veličini usporediv sa Zemljom, pa je stoga njegov gravitacijski utjecaj trebao očistiti prostor duž orbite od svih asteroida.
Kuiperov pojas nalikuje asteroidnom pojasunalazi se između orbita Zemlje i Marsa, ali je mnogo veći, širi i u njemu se uočavaju masivniji objekti. Uključujući najmanje četiri patuljasta planeta - Pluton, Haumea, Makemake i Eris. Također, za razliku od objekata stjenovitog pojasa u blizini Zemlje, asteroidi Kuiperovog pojasa većinom su skrutnuti plin.
Asteroidni pojas, Kuiperov pojas i Oortov oblak. Slika: Mark Garlick, Science Source
Kako ste uspjeli otvoriti prvi objekt?
Iako razne pretpostavke o postojanjutransneptunski objekti, odnosno kozmička tijela koja se nalaze izvan Neptunove orbite, iznosila su se kroz cijelo 20. stoljeće, posebice nakon otkrića Plutona (prvi takav objekt). Prva potvrda o postojanju dalekih objekata dobivena je tek prije 30 godina.
Planetarni znanstvenik David Jewitt i astronom Jane Luu izMassachusetts Institute of Technology od kasnih 80-ih bavi se neobičnim pretragama. Koristili su teleskope u Arizoni za snimanje nasumičnih fotografija dijelova neba. Niz snimaka snimljenih s kratkim prekidima mogao bi prikazati neku vrstu pokretnog objekta.
Pokusi su bili uspješni nakon tri godinenakon početka studija. U noći 30. kolovoza 1992. znanstvenici su koristili teleskop Sveučilišta Hawaii na Big Islandu. Koristili su svoju uobičajenu tehniku za pronalaženje udaljenih objekata. Odvojene slike snimane su jednom u sat vremena, nakon čega su znanstvenici uspoređivali je li se nešto na slici promijenilo.
Oko 21:14 znanstvenika snimilo je prve dvije slike. Uspoređujući ih na ekranu, vidjeli su malu mrlju svjetlosti, koja se na drugoj slici malo pomaknula prema zapadu. Kako bi se uvjerili da se ne radi o pogrešci i da nije slučajna slika dalekih kozmičkih zraka, znanstvenici su pričekali do 23 sata i snimili još jednu fotografiju. Na trećoj slici novi objekt je sačuvan i pomaknut dalje prema zapadu. Slične podatke pokazala je i četvrta slika snimljena nešto iza ponoći.
Objekt koji se kreće u različitim vremenima promatranja. Slika: David Jewitt, UCLA
Daljnja istraživanja pokazala su da dalekoObjektu, koji su znanstvenici nazvali QB1, trebalo je gotovo mjesec dana da prođe kroz komadić neba širine punog Mjeseca. Na temelju sjaja i male brzine objekta znanstvenici su zaključili da je QB1 objekt od leda i stijena promjera oko 250 km koji putuje izvan Neptunove orbite.
Bio je to prvi transneptunski nakon Plutona.objekt. Nakon prvog uspjeha uslijedili su novi: nakon nekoliko mjeseci znanstvenici su uspjeli otvoriti još jedan objekt. I kako se osjetljivost digitalnih senzora poboljšavala, otkrića su se nizala jedno za drugim. Do danas je poznato nekoliko tisuća objekata koji kruže oko Kuiperovog pojasa.
"Novi horizonti" i tajne Arrokotha
Novi napredak u proučavanju Kuiperovog pojasa i SuncaSustav je povezan s istraživačkom misijom New Horizons. Međuplanetarnu svemirsku stanicu NASA je lansirala 2006. godine, a već 2015. godine poslala je prve slike sustava Plutona i Charona (mjesec planeta) te mnoštvo nevjerojatno detaljnih slika objekata Kuiperovog pojasa.
No došlo je do najčudesnijeg otkrića"Novi horizonti" 2019. Brod, koji je u tom trenutku bio na udaljenosti od oko 1,5 milijardi km od orbite Plutona, otkrio je asteroid neobičnog oblika - Arrokoth. Ovo je kontaktni dvostruki objekt koji se sastoji od dva dijela. Veći dio - Ultima - nalikuje plosnatoj palačinki čiji je rub pričvršćen za manji predmet - sferični Thule.
Arrokoth. Slika: NASA, Laboratorij za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Planetarna akrecija jedna je od hipotezaFormiranje objekata Sunčevog sustava - sugerira da se formiranje planeta događa kao rezultat niza sudara u kojima se objekti sudaraju i lijepe zajedno, postajući sve veći i veći. Ova hipoteza ima samo jedan nedostatak: kako masa raste, takvi objekti poprimaju vlastitu gravitaciju. Kao rezultat toga, dva dijela ubrzavaju previše aktivno prije sudara i ne mogu se jednostavno spojiti, već se razbijaju na dijelove.
Konkretno, modeliranje sudara dvojedijelova Arrokotha pokazuje da njihov sudar nije mogao proizvesti tako neobičan objekt. Znanstvenici sugeriraju da druga hipoteza bolje objašnjava neobičnu strukturu asteroida.
Vjerojatnije je da je Arrokoth rođen kao rezultatproces poznat kao gravitacijska nestabilnost, kažu istraživači. U tom scenariju, pod određenim uvjetima, oblak plina, čiji je dio gušći, brzo kolabira pod utjecajem gravitacijskih sila.
Istraživači napominju da budući da je to slučaj u cijelomizgleda, formirali su se neki objekti Kuiperovog pojasa, možda su se slični procesi dogodili u ranom protoplanetarnom disku, iz kojeg su nastali svi objekti Sunčevog sustava. Važno je napomenuti da formiranje planeta u ovoj teoriji traje tisućama, a ne milijunima godina, pa bi stoga cijeli proces formiranja sustava mogao ići mnogo brže.
New Horizons se i dalje krećekroz Kuiperov pojas, možda će znanstvenici moći identificirati još jedan objekt kojem se uređaj može približiti. Ovo će otkriće možda još jednom preokrenuti ideje o strukturi i evoluciji Sunčevog sustava.
Umjetnička ilustracija New Horizons istraživanja Kuiperovog pojasa. Slika: Laboratorij za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Plinoviti divovi u pokretu
New Horizons pružio je uvid upojedinačni objekti Kuiperovog pojasa izbliza i razvoj zemaljskih zvjezdarničkih instrumenata za njihovo masovno razmatranje. Na primjer, planetarni znanstvenici nedavno su dovršili studiju o podrijetlu Sunčevog sustava pomoću kanadsko-francusko-havajskog teleskopa smještenog na Mauna Kea. Ovo je isti vrh s kojeg je otkriven prvi objekt Kuiperovog pojasa. Tijekom pregleda planetarni znanstvenici identificirali su 800 prethodno nepoznatih objekata, zbog čega je njihov ukupan broj premašio 3 tisuće.
Promatranje velikih razmjera otkrilo je daObjekti Kuiperovog pojasa nisu ravnomjerno raspoređeni, već su koncentrirani u malim skupinama. Takav učinak moguć je kao rezultat snažnog gravitacijskog učinka.
Istraživači vjeruju da odgovornost zatakvo izobličenje leži na dva plinovita diva - Neptunu i Saturnu. Simulacije su pokazale da ako su se ti planeti u prošlosti kretali nepravilno, približavajući se i udaljavajući od Sunca s vremena na vrijeme, snažni gravitacijski valovi povezani s promjenom položaja masivnih objekata mogli bi utjecati na položaj objekata u Kuiperovom pojasu.
Brojna istraživanja Kuiperovog pojasa već suomogućio nam je da naučimo više o prošlosti našeg sunčevog sustava. Planetolozi su uspjeli potvrditi jednu od hipoteza o nastanku planeta i otkrili nestabilnost orbite plinovitih divova u ranim fazama postojanja Sunčevog sustava.
Unatoč tome, moglo bi ih doći još puno.nevjerojatna otkrića. Na primjer, New Horizons bi mogao naići na još jedan neobičan asteroid. Osim toga, iduće godine trebala bi započeti opsežna studija uz pomoć zvjezdarnice Vera Rubina koja se gradi u Čileu. Tijekom 10 godina teleskopi zvjezdarnice neprestano će skenirati južnu hemisferu kako bi pronašli najsitnije detalje. Očekuje se da će ovo istraživanje povećati broj poznatih objekata Kuiperovog pojasa na 40.000 i sigurno će donijeti mnoga nova otkrića.
Naslovnica: Kuiperov pojas. Slika: NASA
Čitaj više:
Sunčeva pjega veličine Zemlje naraste 10 puta u 2 dana: usmjerena je prema nama
Znanstvenici su pronašli ostatke drevnog čovjeka s dva X kromosoma
Od tijela do usta: znanstvenici su shvatili odakle su došli zubi