De Kuipergordel

Zowel Arrokoth (onlangs bezocht door NASA’s New Horizons-missie) als Pluto bevinden zich in de Kuipergordel – een donutvormig gebied van ijzige lichamen buiten de baan van Neptunus. Er kunnen miljoenen van deze ijzige objecten zijn, gezamenlijk Kuipergordel-objecten (KBO’s) of trans-Neptuniaanse objecten (TNO’s) genoemd, in dit verre gebied van ons zonnestelsel.

Net als de asteroïdengordel is de Kuipergordel een gebied met overblijfselen uit de vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Net als de asteroïdengordel is deze ook gevormd door een gigantische planeet, hoewel het meer een dikke schijf (zoals een donut) is dan een dunne riem.

De Kuipergordel moet niet worden verward met de Oortwolk , een veel verder gelegen gebied van ijzige, komeetachtige lichamen die het zonnestelsel, inclusief de Kuipergordel, omringt. Zowel de Oortwolk als de Kuipergordel worden beschouwd als bronnen van kometen.

De Kuipergordel is echt een grens in de ruimte – het is een plek die we nog maar net beginnen te verkennen en ons begrip evolueert nog steeds.

Deze afbeelding toont de baan van Pluto (in het geel) binnen de Kuipergordel, een schijfvormig gebied buiten de baan van Neptunus dat de thuisbasis is van honderdduizenden ijslichamen en kometen. 
Afbeelding tegoed: NASA

10 dingen die u moet weten over de Kuipergordel

VERRE BESTEMMING

De Kuipergordel is een gebied in de ruimte. De bekende ijzige werelden en kometen in beide regio’s zijn veel kleiner dan de maan van de aarde.

KOSMISCHE DONUT

De Kuipergordel is een donutvormige ring van ijzige objecten rond de zon, die zich net buiten de baan van Neptunus uitstrekt van ongeveer 30 tot 55 AU.

LANGE REIS

Kometen met een korte periode (die er minder dan 200 jaar over doen om om de zon te draaien) komen uit de Kuipergordel.

GROTE GRAAF

Er kunnen honderdduizenden ijzige lichamen groter dan 100 km (62 mijl) en naar schatting biljoen of meer kometen in de Kuipergordel zijn.

RUIMTEPAK VEREIST

Sommige dwergplaneten in de Kuipergordel hebben dunne atmosferen die instorten wanneer ze door hun baan het verst van de zon verwijderd zijn.

KLEINE MANEN

Verschillende dwergplaneten in de Kuipergordel hebben manen.

RING WERELD

Eivormige Haumea heeft een ring eromheen.

EERSTE GEZICHT

De eerste missie om de Kuipergordel te verkennen is New Horizons. Het vloog in 2015 langs Pluto en is op weg om een ​​andere Kuipergordel-wereld te verkennen.

KOUD EN DONKER

Het is niet duidelijk of werelden in deze verre, koude regio niet in staat zijn om het leven zoals wij dat kennen te ondersteunen.

HYPOTHETISCHE PLANEET X

Astronomen zijn op zoek naar een mogelijke planeet die de vreemde banen van verschillende Kuipergordelobjecten zou kunnen verklaren. De bijnaam: Planeet 9.

Planeet 9

Veel Gestelde Vragen

Waar is de Kuipergordel?

De binnenrand van de Kuipergordel begint in de baan van Neptunus, op ongeveer 30 AU van de zon. (1 AU, of astronomische eenheid, is de afstand van de aarde tot de zon.)

Het binnenste, belangrijkste gebied van de Kuipergordel eindigt ongeveer 50 AE van de zon. De buitenste rand van het grootste deel van de Kuipergordel overlapt een tweede gebied dat de verstrooide schijf wordt genoemd en dat naar buiten loopt tot bijna 1.000 AE, met enkele lichamen op banen die zelfs verder gaan.

Hoe is de Kuipergordel ontstaan?

Astronomen denken dat de ijzige objecten van de Kuipergordel overblijfselen zijn van de vorming van het zonnestelsel. Net als de relatie tussen de belangrijkste asteroïdengordel en Jupiter, is het een gebied van objecten die samen een planeet hadden kunnen vormen als Neptunus er niet was geweest. In plaats daarvan bracht de zwaartekracht van Neptunus dit deel van de ruimte zo in beweging dat de kleine, ijzige objecten daar niet in staat waren om samen te smelten tot een grote planeet.

Illustratie van ruimtepuin

Kid-Friendly Kuiper Belt

Net buiten de baan van Neptunus bevindt zich een ring van ijzige lichamen. We noemen het de Kuipergordel .

Hier vind je dwergplaneet Pluto. Het is het bekendste object dat in de Kuipergordel drijft, ook wel Kuipergordelobjecten of KBO’s genoemd.

Er zijn stukjes steen en ijs, kometen en dwergplaneten in de Kuipergordel. Naast Pluto en een aantal kometen zijn er andere interessante Kuipergordelobjecten Eris, Makemake en Haumea. Het zijn dwergplaneten zoals Pluto.

Nasa SpacePlace voor meer kindvriendelijke feiten:


De Kuipergordel is een groot gebied in de koude, buitenste regionen van ons zonnestelsel voorbij de baan van Neptunus, soms de ‘derde zone’ van het zonnestelsel genoemd. Astronomen denken dat er miljoenen kleine, ijzige objecten in deze regio zijn – waaronder honderdduizenden die groter zijn dan 60 mijl (100 kilometer) breed. Sommige, waaronder Pluto, zijn meer dan 1000 kilometer breed. Naast steen- en waterijs bevatten objecten in de Kuipergordel ook een verscheidenheid aan andere bevroren verbindingen zoals ammoniak en methaan.

Het gebied is genoemd naar astronoom Gerard Kuiper, die in 1951 een wetenschappelijk artikel publiceerde waarin hij speculeerde over objecten buiten Pluto. Astronoom Kenneth Edgeworth noemde ook objecten buiten Pluto in artikelen die hij in de jaren veertig publiceerde, en daarom wordt het soms de Edgeworth-Kuipergordel genoemd. Sommige onderzoekers noemen het liever de Trans-Neptuniaanse Regio, en verwijzen naar Kuipergordelobjecten (KBO’s) als trans-Neptuniaanse objecten of TNO’s.

Wat je voorkeursterm ook is, de gordel neemt een enorm volume in beslag in ons planetenstelsel, en de kleine werelden die hem bewonen, hebben ons veel te vertellen over de vroege geschiedenis van het zonnestelsel.

Hubble-afbeeldingen van objecten in de Kuipergordel
Deze twee meervoudige belichtingsbeelden van NASA’s Hubble-ruimtetelescoop tonen Kuipergordel-objecten, of KBO’s, tegen een achtergrond van sterren in het sterrenbeeld Boogschutter. De twee KBO’s bevinden zich ongeveer 4 miljard mijl van de aarde. Afbeeldingscredits: NASA, ESA, SwRI, JHU/APL, New Horizons KBO-zoekteam

Grootte en afstand

De Kuipergordel is een van de grootste structuren in ons zonnestelsel – andere zijn de Oortwolk, de heliosfeer en de magnetosfeer van Jupiter. De algemene vorm is als een opgeblazen schijf of donut. De binnenrand begint in de baan van Neptunus, op ongeveer 30 AU van de zon. (1 AU, of astronomische eenheid, is de afstand van de aarde tot de zon.) Het binnenste, belangrijkste gebied van de Kuipergordel eindigt op ongeveer 50 AU van de zon. De buitenste rand van het grootste deel van de Kuipergordel overlapt een tweede gebied dat de verstrooide schijf wordt genoemd en dat naar buiten loopt tot bijna 1.000 AE, met enkele lichamen op banen die zelfs verder gaan.

Tot dusver zijn meer dan 2.000 trans-Neptuniaanse objecten gecatalogiseerd door waarnemers, wat slechts een klein deel vertegenwoordigt van het totale aantal objecten waarvan wetenschappers denken dat ze er zijn. In feite schatten astronomen dat er honderdduizenden objecten in de regio zijn die groter zijn dan 60 mijl (100 kilometer) breed of groter. De totale massa van al het materiaal in de Kuipergordel wordt echter geschat op niet meer dan ongeveer 10 procent van de massa van de aarde.

Vorming/Oorsprong

Astronomen denken dat de ijzige objecten van de Kuipergordel overblijfselen zijn van de vorming van het zonnestelsel. Net als de relatie tussen de belangrijkste asteroïdengordel en Jupiter, is het een gebied van objecten die samen een planeet hadden kunnen vormen als Neptunus er niet was geweest. In plaats daarvan bracht de zwaartekracht van Neptunus dit deel van de ruimte zo in beweging dat de kleine, ijzige objecten daar niet in staat waren om samen te smelten tot een grote planeet.

De hoeveelheid materiaal in de Kuipergordel is vandaag misschien maar een fractie van wat er oorspronkelijk was. Volgens een goed onderbouwde theorie zouden de verschuivende banen van de vier reuzenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) ertoe hebben kunnen leiden dat het grootste deel van het oorspronkelijke materiaal – waarschijnlijk 7 tot 10 keer de massa van de aarde – verloren is gegaan.

Het basisidee is dat Uranus en Neptunus in het begin van de geschiedenis van het zonnestelsel gedwongen werden verder van de zon te draaien als gevolg van verschuivingen in de banen van Jupiter en Saturnus. Terwijl ze verder naar buiten dreven, passeerden ze de dichte schijf van kleine, ijzige lichamen die waren overgebleven nadat de reuzenplaneten waren gevormd. De baan van Neptunus was het verst naar buiten, en de zwaartekracht ervan leidde de paden van talloze ijzige lichamen naar binnen in de richting van de andere reuzen. Jupiter slingerde uiteindelijk de meeste van deze ijzige lichamen ofwel in extreem verre banen (om de Oortwolk te vormen) of volledig uit het zonnestelsel. Terwijl Neptunus ijzige objecten naar de zon wierp, zorgde dit ervoor dat zijn eigen baan nog verder naar buiten dreef, en zijn zwaartekracht dwong de resterende ijzige objecten naar het bereik van locaties waar we ze in de Kuipergordel vinden.

Vandaag de dag erodeert de Kuipergordel zichzelf langzaam weg. Objecten die daar achterblijven, botsen af ​​en toe, waardoor kleinere objecten worden geproduceerd die door de botsing zijn gefragmenteerd, soms kometen en ook stof dat door de zonnewind uit het zonnestelsel wordt geblazen.

Structuur en kenmerken

De Kuipergordel vertegenwoordigt een enorm, donutvormig ruimtevolume in het buitenste zonnestelsel. Hoewel er in deze regio veel ijzige lichamen zijn die we in het algemeen Kuipergordelobjecten (KBO’s) of trans-Neptuniaanse objecten (TNO’s) noemen, zijn ze behoorlijk divers in grootte, vorm en kleur. En belangrijker nog, ze zijn niet gelijk verdeeld door de ruimte — toen astronomen ze begin jaren negentig begonnen te ontdekken, was een van de eerste verrassingen dat KBO’s konden worden gegroepeerd volgens de vorm en grootte van hun banen. Dit bracht wetenschappers ertoe te begrijpen dat er verschillende verschillende groepen of populaties zijn van deze objecten waarvan de banen aanwijzingen geven over hun geschiedenis. Tot welke categorie een object behoort, heeft veel te maken met hoe het in de loop van de tijd met de zwaartekracht van Neptunus is omgegaan.

De meeste objecten in de Kuipergordel bevinden zich in het grootste deel van de gordel zelf of in de verspreide schijf:

Klassieke KBO’s

Een groot deel van de KBO’s draait om de zon in wat de klassieke Kuipergordel wordt genoemd. De term ‘klassiek’ verwijst naar het feit dat deze objecten onder de KBO’s een baan hebben die het meest lijkt op het originele, of klassieke, idee van hoe de Kuipergordel eruit zou zien, voordat astronomen daar objecten begonnen te vinden. (De verwachting was dat, als er objecten buiten Neptunus zouden zijn, ze in relatief cirkelvormige banen zouden zijn die niet te veel gekanteld zijn vanuit het vlak van de planeten. In plaats daarvan blijken veel KBO’s significant elliptische en gekantelde banen te hebben. tot op zekere hoogte weerspiegelt de classificatie van KBO’s nog steeds ons evoluerende begrip van deze verre regio van het zonnestelsel.)

Er zijn twee hoofdgroepen van objecten in de klassieke Kuipergordel, die ‘koud’ en ‘heet’ worden genoemd. Deze termen verwijzen niet naar temperatuur – in plaats daarvan beschrijven ze de banen van de objecten, samen met de hoeveelheid invloed die de zwaartekracht van Neptunus op hen heeft gehad.

Alle klassieke KBO’s hebben een vergelijkbare gemiddelde afstand tot de zon tussen ongeveer 40 en 50 AU. Koude klassieke KBO’s hebben relatief cirkelvormige banen die niet veel van het vlak van de planeten zijn gekanteld; hete klassieke KBO’s hebben meer elliptische en gekantelde banen (die astronomen respectievelijk excentrisch en hellend noemen). Dit betekent dat de koude soorten het grootste deel van hun tijd op ongeveer dezelfde afstand van de zon doorbrengen, terwijl de hete soorten over een grotere afstand van de zon dwalen (wat betekent dat ze in sommige delen van hun banen dichter bij de zon en soms zijn ze verder weg).

De verschillen tussen deze twee soorten lichamen in de klassieke Kuipergordel hebben alles te maken met Neptunus. De koude klassieke KBO’s hebben banen die nooit heel dicht bij Neptunus komen, en dus blijven ze “koel” en onverstoorbaar door de zwaartekracht van de gigantische planeet. Hun banen zijn waarschijnlijk al miljarden jaren niet veel bewogen. Daarentegen hebben de hete klassieke KBO’s in het verleden interacties gehad met Neptunus (dat wil zeggen, met de zwaartekracht van de gigantische planeet). Deze interacties pompten energie in hun banen, waardoor ze in een elliptische vorm werden uitgerekt en ze enigszins uit het vlak van de planeten werden gekanteld.

Resonante KBO’s

Een aanzienlijk aantal KBO’s bevindt zich in banen die strak worden gecontroleerd door Neptunus. Ze draaien in resonantie met de reuzenplaneet, wat betekent dat hun banen in een stabiel, herhalend patroon zijn met dat van Neptunus. Deze resonerende KBO’s voltooien een specifiek aantal banen in dezelfde tijd dat Neptunus een specifiek aantal banen voltooit (met andere woorden, een verhouding). Er zijn verschillende van deze groeperingen of resonanties — 1:1 (uitgesproken als “één op één”), 4:3, 3:2 en 2:1. Pluto is bijvoorbeeld in een 3:2 resonantie met Neptunus, wat betekent dat hij twee keer om de zon draait voor elke drie keer dat Neptunus rondgaat.

In feite zijn er genoeg objecten op banen met deze 3:2 resonantie, samen met Pluto, dat astronomen ze hun eigen categorie hebben gegeven onder de resonerende KBO’s: de plutino’s.

Verspreide schijf

De verstrooide schijf is een gebied dat zich ver buiten het grootste deel van de Kuipergordel uitstrekt en de thuisbasis is van objecten die door Neptunus zijn verstrooid in banen die zeer elliptisch zijn en sterk hellen ten opzichte van het vlak van de planeten. Veel verspreide schijfobjecten hebben banen die tientallen graden zijn gekanteld. Sommigen wagen honderden AU van de zon en hoog boven het vlak van de planeten op het verste punt in hun banen, voordat ze terugvallen naar een dichtstbijzijnde punt nabij de baan van Neptunus. De banen van veel objecten in de verstrooide schijf evolueren nog steeds langzaam, waarbij objecten hier in de loop van de tijd verloren gaan, vergeleken met de klassieke Kuipergordel, waar banen stabieler zijn.

De verspreide schijf geeft de donutvormige klassieke Kuipergordel een veel bredere en dikkere omvang. Sommige astronomen spreken over de twee als afzonderlijke regio’s, hoewel hun grenzen elkaar overlappen en op een aantal manieren met elkaar verbonden zijn. (Er wordt met name gedacht dat de objecten in beide regio’s daar zijn terechtgekomen als gevolg van de migratie van Neptunus van zijn oorspronkelijke, dichtere baan naar waar het nu is.)

Er is een voorbeeld van een object in de verstrooide schijf (in feite is het het grootste bekende lid van deze populatie).

Extra gezinnen

De meeste objecten in de Kuipergordel zijn te vinden in het grootste deel van de gordel of in de verspreide schijf, maar er zijn ook een paar extra families van objecten die binnen en buiten de gordel om de zon draaien. Deze extra groepen objecten kwamen waarschijnlijk oorspronkelijk uit de Kuipergordel, maar zijn uit de belangrijkste regio’s getrokken door de zwaartekracht van Neptunus of misschien door een andere massieve planeet.

Vrijstaande objecten

Vrijstaande objecten in de Kuipergordel hebben banen die nooit dichter bij de zon komen dan ongeveer 40 AE. Dit onderscheidt hen van de meeste andere KBO’s, die ten minste een deel van hun banen in het gebied tussen 40 en 50 AU van de zon doorbrengen. Omdat hun banen niet in de buurt komen van de afstand van Neptunus tot de zon (~30 AU), lijkt het onwaarschijnlijk dat vrijstaande objecten uit de Kuipergordel zijn getrokken door interacties met de reuzenplaneet. Wetenschappers denken dat het waarschijnlijk een andere kracht is die verantwoordelijk is, zoals een onontdekte reuzenplaneet (in een zeer verre baan), de zwaartekracht van passerende sterren of zwaartekrachtverstoringen terwijl de Kuipergordel lang geleden werd gevormd.

Sedna is een voorbeeld van een vrijstaande KBO. Het dichtst bij de zon is 76 AU, terwijl het het verst naar ~ 1200 AU reist.

centauren

Centauren zijn objecten met banen die door de ruimte tussen de banen van Jupiter en Neptunus reizen. In deze banen hebben ze een sterke wisselwerking met de zwaartekracht van de reuzenplaneten. Vanwege deze krachtige zwaartekrachtontmoetingen zijn de meeste voorbestemd om ofwel uit het zonnestelsel te worden uitgestoten of in het binnenste zonnestelsel te worden geduwd, waar ze kometen worden of tegen de zon en planeten botsen.

Dit proces – de verwijdering van de Centauren – is aan de gang en duurt tientallen miljoenen jaren voor het typische Centaur-object. Het feit dat er tegenwoordig Centauren zijn, is dus het bewijs dat ze actief van ergens anders worden bevoorraad. Astronomen denken dat de meest waarschijnlijke verklaring is dat het relatief recente ontsnappingen zijn uit de Kuipergordel. In feite worden Centauren beschouwd als verstrooide objecten, zoals die in de verstrooide schijf – met het verschil dat de Centauren door Neptunus dichter bij de zon zijn verstrooid in plaats van verder weg.

Pluto’s plaats in de Kuipergordel

Pluto was het eerste object in de Kuipergordel dat werd ontdekt, in 1930, in een tijd voordat astronomen reden hadden om een ​​grote populatie ijzige werelden buiten Neptunus te verwachten. Tegenwoordig staat het bekend als de “Koning van de Kuipergordel” — het is het grootste object in de regio, hoewel een ander object van vergelijkbare grootte, Eris genaamd, een iets hogere massa heeft. De baan van Pluto zou in resonantie zijn met de baan van Neptunus, wat betekent dat de baan van Pluto zich in een stabiel, herhalend patroon met die van Neptunus bevindt. Voor elke drie banen die Neptunus voltooit, maakt Pluto twee banen. In deze situatie komt Pluto nooit dicht genoeg bij Neptunus om veel door zijn zwaartekracht te worden beïnvloed. Hoewel zijn baan de baan van Neptunus kruist, komt Pluto fysiek dichter bij Uranus dan ooit bij Neptunus.

Kuipergordel manen en binaries

Een vrij groot aantal KBO’s heeft ofwel manen – dat wil zeggen aanzienlijk kleinere lichamen die eromheen draaien – of zijn binaire objecten. Binaries zijn paren objecten die relatief vergelijkbaar zijn in grootte of massa die rond een punt (een gedeeld zwaartepunt) dat daartussen ligt, draaien. Sommige binaire bestanden raken elkaar echt, waardoor een soort pinda-vorm ontstaat, wat bekend staat als een contact-binair.

Pluto, Eris, Haumea en Quaoar zijn allemaal objecten in de Kuipergordel met manen. Telescoopwaarnemingen suggereren dat het doelwit van de 2019-flyby van het NASA New Horizons-ruimtevaartuig, bekend als 2014 MU69, mogelijk een contact-binair getal is.

Een ding dat binaire KBO’s bijzonder interessant maakt, is dat de meeste ervan extreem oude of oorspronkelijke objecten zijn die sinds hun oprichting weinig zijn veranderd. De verschillende ideeën over hoe deze paren zich vormen, vereisen veel meer objecten dan de huidige Kuipergordel lijkt te bevatten. Een leidend idee is dat binaire bestanden het gevolg kunnen zijn van botsingen met lage snelheid tussen KBO’s, waardoor ze de impact zouden overleven en aan elkaar zouden blijven plakken vanwege hun onderlinge zwaartekracht. Dergelijke botsingen kwamen miljarden jaren geleden waarschijnlijk veel vaker voor, toen de meeste KBO’s zich in vergelijkbare banen bevonden die meer cirkelvormig waren en dicht bij het vlak van de planeten (de ecliptica genoemd). Tegenwoordig zijn dergelijke botsingen veel zeldzamer. Ze hebben ook de neiging om destructief te zijn, aangezien veel KBO’s zich nu in banen bevinden die gekanteld of elliptisch zijn,

Relatie met kometen

De Kuipergordel is een bron van kometen, maar niet de enige bron. Vandaag de dag wordt gedacht dat de Kuipergordel zichzelf heel langzaam aan het wegeroderen is. Objecten daar botsen af ​​en toe, waarbij de botsingsfragmenten kleinere KBO’s produceren (waarvan sommige kometen kunnen worden), evenals stof dat door de zonnewind uit het zonnestelsel wordt geblazen. Stukken geproduceerd door botsende KBO’s kunnen door de zwaartekracht van Neptunus in banen worden geduwd die ze naar de zon sturen, waar Jupiter ze verder samenbindt in korte lussen van 20 jaar of minder. Dit worden kometen van de Jupiter-familie met een korte periode genoemd. Gezien hun frequente reizen naar het binnenste zonnestelsel, hebben de meesten de neiging hun vluchtige ijs vrij snel uit te putten en uiteindelijk slapende of dode kometen te worden met weinig of geen waarneembare activiteit. Onderzoekers hebben ontdekt dat sommige asteroïden in de buurt van de aarde in feite uitgebrande kometen zijn, en de meeste zouden in de Kuipergordel zijn begonnen. Veel kometen botsen op de zon of de planeten. Degenen die een nauwe ontmoeting met Jupiter hebben, hebben de neiging om uit elkaar te worden gerukt of volledig uit het zonnestelsel te worden gegooid.

De andere bron van kometen is de Oortwolk, waar de meeste langperiodieke kometen op sterk gekantelde banen vandaan komen.

Scroll naar top
%d bloggers liken dit: