NASA’s James Webb-ruimtetelescoop om objecten op het kerkhof van het zonnestelsel te onderzoeken.

Pluto en zijn grootste maan, Charon, zijn twee van de meest bekende bewoners van de Kuipergordel.
Deze composiet van verbeterde kleurenafbeeldingen van Pluto (rechtsonder) en Charon (linksboven) werd gemaakt door NASA’s New Horizons-ruimtevaartuig toen het op 14 juli 2015 door het Pluto-systeem voer. De kleur en helderheid van zowel Pluto als Charon zijn veranderd. identiek verwerkt om een directe vergelijking van hun oppervlakken mogelijk te maken en om de gelijkenis tussen Charons poolrode terrein en Pluto’s equatoriale rode terrein te benadrukken.
Pluto en Charon worden weergegeven met ongeveer de juiste relatieve afmetingen, maar hun echte scheiding is niet op schaal.
Krediet: NASA / JHUAPL / SwRI

Deze ijzige lichamen zijn de overblijfselen van planeetvorming.

In de verre uithoeken van het zonnestelsel ligt een gebied dat de Kuipergordel wordt genoemd. Buiten de baan van Neptunus is deze ring van ijzige lichamen overgebleven uit de vroege dagen van planeetvorming. De vaak ongerepte Kuipergordel Objecten zijn er in verschillende soorten en maten. Sommige leven in paren of veelvouden, terwijl andere ringen of manen hebben. Ze vertonen een breed scala aan kleuren, wat kan duiden op verschillende vormingsgeschiedenissen of verschillende blootstelling aan zonlicht.

Deze bewoners van de Kuipergordel zouden astronomen veel kunnen leren over hoe ons zonnestelsel is ontstaan. De aankomende James Webb Space Telescope van NASA zal een assortiment van deze objecten kort na de lancering in 2021 onderzoeken.

Dit wereldwijde kleurenmozaïek van de maan Triton van Neptunus, waarschijnlijk een veroverde KBO, werd in 1989 genomen door Voyager 2 tijdens zijn vlucht langs het Neptunus-systeem.
Triton is verreweg de grootste satelliet van Neptunus.
Krediet: NASA / JPL / USGS

Buiten de baan van Neptunus woont een diverse verzameling van duizenden dwergplaneten en andere relatief kleine objecten in een gebied dat de Kuipergordel wordt genoemd. Deze vaak ongerepte overblijfselen van de dagen van planeetvorming in ons zonnestelsel worden Kuipergordelobjecten of Trans-Neptuniaanse Objecten genoemd. NASA’s aankomende James Webb-ruimtetelescoop zal een assortiment van deze ijzige lichamen onderzoeken in een reeks programma’s genaamd Guaranteed Time Observations, kort na de lancering in 2021. Het doel is om meer te weten te komen over hoe ons zonnestelsel is ontstaan.

“Dit zijn objecten die zich op het kerkhof van zonnestelselvorming bevinden”, legt Jonathan Lunine van Cornell University uit, een Webb-interdisciplinaire wetenschapper die Webb zal gebruiken om enkele van deze doelen te bestuderen. “Ze bevinden zich op een plek waar ze miljarden jaren mee kunnen gaan, en dat soort plekken zijn er niet in ons zonnestelsel. We willen graag weten hoe ze zijn. “

Door deze lichamen te bestuderen, hopen Lunine en zijn collega’s te weten te komen welke ijsjes aanwezig waren in het vroege zonnestelsel. Dit zijn de koudste werelden om geologische en atmosferische activiteit te vertonen, dus wetenschappers zijn ook geïnteresseerd om ze te vergelijken met de planeten.

Kuipergordel-objecten zijn erg koud en zwak, maar ze gloeien in infrarood licht, dat zich op golflengten bevindt die verder gaan dan wat onze menselijke ogen kunnen zien. Webb is speciaal ontworpen om infrarood licht te detecteren. Om deze verre objecten te bestuderen, zullen wetenschappers voornamelijk een techniek gebruiken die spectroscopie wordt genoemd, die licht in zijn individuele kleuren verdeelt om de eigenschappen te bepalen van materialen die met dat licht interageren.

Een breed assortiment

De bewoners van de Kuipergordel zijn er in verschillende soorten en maten. Sommige leven in paren of veelvouden, terwijl andere ringen of manen hebben. Ze vertonen een breed scala aan kleuren, wat kan duiden op verschillende vormingsgeschiedenissen of verschillende blootstelling aan zonlicht.

Hoewel Arrokoth niet op de doellijst van Webb staat, is het waarschijnlijk een voorbeeld van veel objecten in de Kuipergordel.
Het verste object dat ooit door een ruimtevaartuig is bezocht, bestaat uit twee samengevoegde planetesimalen.
Arrokoth werd in december 2018 en januari 2019 gefotografeerd door het ruimtevaartuig New Horizons. Krediet: NASA / JHUAPL / SwRI / Roman Tkachenko

interdisciplinaire wetenschapper van Webb voor observaties van het zonnestelsel. Ze is ook vice-president voor wetenschap bij de Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) in Washington, DC. “Met Webb kunnen we informatie krijgen over oppervlaktechemie die ons misschien een aantal aanwijzingen kan geven waarom er deze verschillende populaties in de Kuipergordel. “

Uit de club geschopt

Tussen Jupiter en Neptunus, en door de baan van een of meer van de reuzenplaneten, ligt een andere populatie van objecten die centauren worden genoemd. Dit zijn kleine lichamen van het zonnestelsel die uit de Kuipergordel zijn geworpen. Naast het observeren van de huidige Kuipergordelobjecten, zullen deze Webb-programma’s dergelijke zonnestelsellichamen bestuderen die ‘uit de club zijn gegooid’. Deze voormalige Kuipergordelobjecten hebben banen die dramatisch zijn verstoord, waardoor ze aanzienlijk dichter bij de zon zijn gebracht.

‘Omdat ze de banen van Neptunus, Uranus en Saturnus kruisen , zijn centauren van korte duur. Dus ze bestaan ​​doorgaans maar ongeveer 10 miljoen jaar ”, legt John Stansberry van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, uit. Stansberry leidt een ander team dat Webb gaat gebruiken om Kuipergordelobjecten te bestuderen. “Op dat moment hebben ze een interactie met een van de grote planeten die erg sterk is, en ze worden ofwel in de zon gegooid of uit het zonnestelsel geworpen. ”

Een ander lichaam dat Webb zal bestuderen, is de maan Triton van Neptunus. Triton, de grootste van de 13 manen van de ijsreus, heeft veel overeenkomsten met Pluto . “Ook al is het de maan van Neptunus, we hebben aanwijzingen dat het een Kuipergordel-object is dat ergens in zijn verleden te dicht bij Neptunus is gekomen, en dat het in een baan rond Neptunus is gevangen,” zei Hammel. “Triton werd in 1989 bestudeerd door de Voyager 2-sonde. Die gegevens van ruimtevaartuigen zullen ons een zeer belangrijke ‘grondwaarheid’ opleveren voor onze Webb-waarnemingen van Kuipergordelobjecten.”

Een steekproef van de doelen

Hier is een kleine greep uit enkele van de tientallen huidige en voormalige Kuipergordel-objecten die Webb zal observeren:

  • Pluto en Charon: De dwergplaneet Pluto en zijn grootste maan, Charon, zijn twee van de meest bekende bewoners van de Kuipergordel. Pluto heeft een atmosfeer, waas en seizoenen. Het heeft geologische activiteit op het oppervlak en kan een oceaan in het binnenste hebben. Naast Charon herbergt het vier andere manen: Nix, Hydra, Styx en Kerberos. De Webb-gegevens vormen een aanvulling op de waarnemingen van NASA’s New Horizons-ruimtevaartuig toen het in 2015 langs het Pluto-systeem vloog.
  • Eris: Bijna de grootte van Pluto, Eris is de op een na grootste bekende dwergplaneet in het zonnestelsel. Op het verste punt is de mysterieuze Eris meer dan 97 keer zo ver van de zon verwijderd als de aarde. Vanwege de afstand is het moeilijk waar te nemen, maar Webb zal wetenschappers nogal wat vertellen over wat voor soort ijs er op het oppervlak zit.
  • Sedna: Met zijn dieprode tint bevindt Sedna zich eigenlijk buiten de belangrijkste Kuipergordel. Het duurt ongeveer 11.400 jaar om een baan te voltooien, en het verste punt van die zeer langgerekte baan wordt geschat op 940 keer de afstand van de aarde tot de zon.
  • Haumea: Dit grote, snel ronddraaiende lichaam is eivormig en wetenschappers zouden graag willen weten waarom. Naast manen lijkt het ook een ringsysteem te hebben. Met Webb hopen wetenschappers meer te weten te komen over hoe die ringen zijn gevormd.
  • Chariklo: De grootste centaur, Chariklo, is ook de eerste asteroïde die een ringsysteem heeft. Het was het vijfde ringsysteem dat in ons zonnestelsel werd gevonden – na Saturnus, Jupiter, Uranus en Neptunus. De ringen worden verondersteld tussen de twee en vier mijl breed te zijn.

Een ander programma, een Target of Opportunity genaamd, zal een Kuipergordel Object observeren dat voor een ster passeert, als een dergelijke uitlijning zou plaatsvinden tijdens de eerste twee jaar van Webb’s leven. Dit type observatie wordt een occultatie genoemd en kan de grootte van een object onthullen.

De weinige ruimtevaartuigen die langs Kuipergordelobjecten zijn gevlogen, konden deze intrigerende objecten maar heel kort bestuderen. Met Webb kunnen astronomen gedurende langere tijd op meer Kuipergordelobjecten richten. Het resultaat zal nieuwe inzichten zijn in de vroegste geschiedenis van ons zonnestelsel.

De James Webb-ruimtetelescoop zal ’s werelds belangrijkste ruimtewetenschappelijke sterrenwacht zijn wanneer hij in 2021 wordt gelanceerd. Webb zal mysteries in ons zonnestelsel oplossen, verder kijken naar verre werelden rond andere sterren en de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats onderzoeken. in het. Webb is een internationaal programma dat wordt geleid door NASA met zijn partners, ESA (European Space Agency) en de Canadian Space Agency.


Gepubliceerd op: Scitechdaily.com

Artikel van: ANN JENKINS, SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE, 31 OKTOBER 2020

Geef een reactie