Für alle und über alles. „Grenzaußenposten“ am Rande des Kuiper-Asteroidengürtels des Sonnensystems

Der Kuipergürtel ist eine scheibenförmige Region aus eisigen Objekten jenseits der Umlaufbahn von Neptun – Milliarden Kilometer von unserer Sonne entfernt. Pluto und Eris sind die berühmtesten dieser Eiswelten. Es könnte da draußen noch Hunderte weitere Eiszwerge geben. Es wird angenommen, dass der Kuipergürtel und die noch weiter entfernte Oortsche Wolke die Heimat von Kometen sind, die die Sonne umkreisen.

10 Fakten, die Sie über den Kuipergürtel und die Oort-Wolke wissen müssen

1. Der Kuipergürtel und die Oortsche Wolke sind Regionen des Weltraums. Die bekannten Eiswelten und Kometen in beiden Regionen sind deutlich kleiner als der Erdmond.
2. Der Kuipergürtel und die Oortsche Wolke umgeben unsere Sonne. Der Kuipergürtel ist ein donutförmiger Ring, der sich in einer Entfernung von etwa 30 bis 55 AE knapp über die Umlaufbahn des Neptun hinaus ausdehnt. Die Oortsche Wolke ist eine kugelförmige Hülle, die den Raum in einer Entfernung von fünftausend bis 100.000 AE einnimmt.
3. Langperiodische Kometen (Kometen mit Umlaufzeiten von mehr als 200 Jahren) stammen aus der Oortschen Wolke. Kurzperiodische Kometen (Umlaufzeiten von weniger als 200 Jahren) stammen aus dem Kuipergürtel.
4. Im Kuipergürtel kann es Hunderttausende Eiskörper mit einer Größe von mehr als 100 km (62 Meilen) und etwa eine Billion oder mehr Kometen geben. Die Oort-Wolke könnte mehr als eine Billion Eiskörper enthalten.
5. Einige Zwergplaneten im Kuipergürtel haben dünne Atmosphären, die zusammenbrechen, wenn ihre Umlaufbahnen sie in die weiteste Entfernung von der Sonne bringen.
6. Mehrere Zwergplaneten im Kuipergürtel haben winzige Monde.
7. Es sind in keinem Teil des Weltraums Ringe um Welten bekannt.
8. Die erste Mission im Kuipergürtel ist die New Horizons-Mission. Im Jahr 2015 wird er Pluto erreichen.
9. Soweit bekannt, ist eine Region des Weltraums nicht in der Lage, Leben zu beherbergen.
10 Der Kuipergürtel und die Oort-Wolke sind nach den Astronomen benannt, die ihre Existenz in den 1950er Jahren vorhersagten: Gerard Kuiper und Jan Oort.

Oortsche Wolke
Im Jahr 1950 schlug der niederländische Astronom Jan Oort vor, dass einige Kometen aus der riesigen, sehr weit entfernten Kugelhülle aus Eiskörpern stammen, die das Sonnensystem umgeben. Diese riesige Objektwolke wird heute Oortsche Wolke genannt und nimmt einen Raum zwischen 5.000 und 100.000 Astronomischen Einheiten ein. (Eine astronomische Einheit oder AE entspricht der durchschnittlichen Entfernung der Erde von der Sonne: etwa 150 Millionen km oder 93 Millionen Meilen.)

Es wird angenommen, dass sich der Weltraum der Oortschen Wolke in einer Region des Weltraums befindet, in der der Gravitationseinfluss der Sonne schwächer ist als der von nahegelegenen Sternen.

Illustriertes Bild der Oortschen Wolke

Die Oort-Wolke enthält wahrscheinlich zwischen 0,1 und 2 Billionen eisige Körper in der Sonnenumlaufbahn. Manchmal stören riesige Molekülwolken, vorbeiziehende Sterne oder Gezeitenwechselwirkungen mit der Scheibe der Milchstraße die Umlaufbahnen einiger dieser Körper im äußeren Bereich der Oortschen Wolke, was dazu führt, dass Objekte in das sogenannte Innere des Sonnensystems fallen langperiodische Kometen. Diese Kometen haben sehr große, exzentrische Umlaufbahnen und brauchen Tausende von Jahren, um die Sonne zu umrunden. In der Geschichte der Menschheit wurden sie im inneren Sonnensystem nur einmal beobachtet.

Kuiper Gürtel
Im Gegensatz zu langperiodischen Kometen brauchen kurzperiodische Kometen weniger als 200 Jahre, um die Sonne zu umkreisen, und sie bewegen sich ungefähr auf derselben Ebene wie die Umlaufbahnen der meisten Planeten. Es wird angenommen, dass sie aus einer scheibenförmigen Region jenseits von Neptun stammen, die als Kuipergürtel bezeichnet wird und nach dem Astronomen Gerard Kuiper benannt ist. (Manchmal wird er auch Edgeworth-Kuiper-Gürtel genannt, in Anlehnung an eine unabhängige und frühere Diskussion von Kenneth Edgeworth.) Es wird angenommen, dass Objekte in der Oort-Wolke und im Kuiper-Gürtel Überreste der Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren sind.

Illustriertes Bild des Kuipergürtels

Der Kuipergürtel erstreckt sich von etwa 30 bis 55 AE. und ist wahrscheinlich mit Hunderttausenden Eiskörpern mit einem Durchmesser von mehr als 100 km (62 Meilen) und schätzungsweise einer Billion oder mehr Kometen gefüllt.

Kuipergürtel-Objekte
Im Jahr 1992 entdeckten Astronomen einen schwachen Lichtfleck von einem Objekt in der Nähe von 42 AE. von der Sonne aus – es war das erste Mal, dass ein Kuipergürtelobjekt (oder kurz KBO) gesichtet wurde. Seit 1992 wurden mehr als 1.300 OPCs identifiziert. (Manchmal werden sie Edgeworth-Kuiper-Objekte genannt, sie werden aber auch als transneptunische Objekte oder kurz TNOs bezeichnet.)

Größte transneptunische Objekte

Da die OPCs so weit entfernt sind, ist ihre Größe schwer zu messen. Der berechnete Durchmesser des OPC hängt von der Annahme ab, wie groß die reflektierende Oberfläche des Objekts ist. Mithilfe von Infrarotbeobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskops wurden die Größen der meisten der größten OPCs bestimmt.

Einer der ungewöhnlichsten KBOs ist der Zwergplanet Haumea, der Teil einer Einschlagsfamilie ist, die die Sonne umkreist. Dieses Objekt, Haumea, kollidierte offenbar mit einem anderen Objekt, das etwa halb so groß war. Der Aufprall ließ große Eisbrocken explodieren und ließ Haumeu frei herumwirbeln, sodass er sich alle vier Stunden auf und ab drehte. Es dreht sich so schnell, dass es die Form eines zerquetschten American Footballs annimmt. Haumea und zwei kleine Monde, Hi'iaka und Namaka, bilden die Familie Haumea.

Im März 2004 gab ein Team von Astronomen die Entdeckung eines Planeten als transneptunisches Objekt bekannt, das die Sonne in extremen Entfernungen in einer der kältesten bekannten Regionen unseres Sonnensystems umkreist. Das Objekt (2003VB12), benannt nach der Eskimo-Göttin Sedna, die auf dem Grund des kalten Arktischen Ozeans lebt, nähert sich der Sonne auf seiner 10.500-jährigen Umlaufbahn nur kurz. Es gelangte nie in den Kuipergürtel, dessen äußere Grenzregion bei etwa 55 AE liegt. - Stattdessen bewegt sich Sedna auf einer langen, langgestreckten elliptischen Umlaufbahn von 76 bis fast 1000 AE. von der Sonne. Da sich die Umlaufbahn von Sedna in einer so extremen Entfernung befindet, vermuteten ihre Entdecker, dass es sich um den ersten beobachteten Himmelskörper handelte, der zur inneren Oortschen Wolke gehörte.

Im Juli 2005 gab ein Wissenschaftlerteam die Entdeckung von OPC bekannt, von dem zunächst angenommen wurde, dass es etwa 10 Prozent größer als Pluto ist. Das Objekt, das vorübergehend als 2003UB313 und später als Eris bezeichnet wurde, umkreist die Sonne etwa alle 560 Jahre in einer Entfernung von etwa 38 bis 98 AE. (Zum Vergleich: Pluto bewegt sich in der Sonnenumlaufbahn von 29 auf 49 AE.) Eris hat einen kleinen Mond namens Dysnomia. Neuere Messungen zeigen, dass er etwas kleiner ist als Pluto.

Die Entdeckung von Eris – der die Sonne umkreist und in seiner Größe Pluto ähnelt (der damals als neunter Planet galt) – veranlasste Astronomen zu der Überlegung, ob Eris als zehnter Planet eingestuft werden sollte. Im Jahr 2006 schuf die Internationale Astronomische Union jedoch eine neue Klasse von Objekten namens Zwergplaneten und ordnete Pluto, Eris und den Asteroiden Ceres dieser Kategorie zu.

Beide entfernten Regionen sind nach den Astronomen benannt, die ihre Existenz vorhergesagt haben – Gerard Kuiper und Jan Oort. Im Kuipergürtel entdeckte Objekte sind nach Charakteren aus verschiedenen Mythologien benannt. Eris ist nach der griechischen Göttin der Zwietracht und Feindschaft benannt. Haumea ist nach der hawaiianischen Göttin der Fruchtbarkeit und Geburt benannt. Kometen aus beiden Gebieten werden typischerweise nach der Person benannt, die sie entdeckt hat.

Größte Objekte des Kuipergürtels

Zwergplanet Eris

Der eisige Zwergplanet Eris braucht 557 Erdenjahre, um einen Umlauf um unsere Sonne zu vollenden. Die Umlaufbahnebene von Eris liegt außerhalb der Ebene der Planeten des Sonnensystems und erstreckt sich weit über den Kuipergürtel hinaus, in die Zone eisiger Trümmer jenseits der Umlaufbahn von Neptun.

Der Zwergplanet Eris ist oft so weit von der Sonne entfernt, dass seine Atmosphäre kollabiert und an der Oberfläche vollständig in einer eisigen Glasur gefriert. Seine Oberfläche reflektiert so viel Sonnenlicht wie frisch gefallener Schnee.

Bewegung von Eris am Nachthimmel

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Oberflächentemperatur von Eris zwischen -359 Grad Fahrenheit (-217 Grad Celsius) und -405 Grad Fahrenheit (-243 Grad Celsius) liegt. Je näher der Planet an die Sonne heranrückt, desto mehr beginnt die dünne Atmosphäre von Eris zu schmelzen, wodurch seine felsige, Pluto-ähnliche Oberfläche zum Vorschein kommt.

Es stellte sich heraus, dass Eris größer als Pluto war. Diese Entdeckung löste eine Debatte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft aus und führte schließlich zu einer Überarbeitung der Planetendefinition durch die Internationale Astronomische Union.

Eris könnte tatsächlich kleiner als Pluto sein, wie jüngste Beobachtungen gezeigt haben. Pluto, Eris und andere ähnliche Objekte werden derzeit als Zwergplaneten klassifiziert. In Anerkennung der besonderen Stellung Plutos in unserer Geschichte werden sie auch Plutoide genannt.

Eris ist zu klein und zu weit entfernt, um gesehen zu werden. Dysnomia ist der einzige bekannte Mond des Zwergplaneten Eris. Dieser und andere kleine Satelliten um Zwergplaneten ermöglichten es Astronomen, die Masse des Mutterkörpers zu berechnen.

Dysnomie spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung, wie Pluto und Eris im Vergleich zueinander abschneiden.

Alle Asteroiden im Asteroidengürtel könnten problemlos in Eris hineinpassen. Allerdings ist Eris wie Pluto kleiner als der Erdtrabant Mond.

Eris wurde erstmals 2003 während einer Untersuchung des äußeren Sonnensystems durch Mike Brown vom Palomar Observatory, Chad Trujillo vom Gemini Observatory und David Rabinowitz von der Yale University gesichtet. Die Entdeckung wurde im Januar 2005 bestätigt und als möglicher 10. Planet in unserem Sonnensystem präsentiert, da es sich um das erste Objekt im Kuipergürtel handelte, das größer als Pluto war.

Ursprünglich hieß es 2003 UB313. Eris ist nach der antiken griechischen Göttin der Zwietracht und Feindschaft benannt. Der Name ist passend, da Eris weiterhin im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Debatte über die Definition eines Planeten steht.

Der Mond von Eris, Dysnomia, ist nach der Tochter von Eris benannt, der Göttin der Gesetzlosigkeit.

Zwergplanet Pluto

Der Zwergplanet Pluto ist der einzige Zwergplanet im Sonnensystem, der zu den Hauptplaneten gehörte. Vor nicht allzu langer Zeit galt Pluto als vollwertiger neunter Planet, der am weitesten von der Sonne entfernt ist. Heute gilt es als eines der größten Objekte im Kuipergürtel, einer dunklen, scheibenförmigen Zone jenseits von Newtons Umlaufbahn, in der sich Billionen Kometen befinden. Pluto wurde 2006 als Zwergplanet eingestuft. Dieses Ereignis wurde als Statusdegradierung gewertet und löste in wissenschaftlichen und öffentlichen Kreisen heftige Debatten und Debatten aus.

Die Geschichte der Entdeckung des Planeten Pluto
Anzeichen für die Existenz von Pluto wurden erstmals 1905 vom US-Astronomen Percival Lowell entdeckt. Bei der Beobachtung von Neputnus und Uranus entdeckte er Abweichungen in ihren Umlaufbahnen und vermutete, dass diese durch die Wirkung der Schwerkraft eines unbekannten großen Himmelsobjekts verursacht wurden. 1915 berechnete er den möglichen Standort dieses Objekts, starb jedoch, ohne es zu finden. Im Jahr 1930 entdeckte Clyde Tombaugh vom Lowell Observatory, basierend auf Lowells Vorhersagen, einen neunten Planeten und gab seine Entdeckung bekannt.

Seltsame Berge auf Pluto, bei denen es sich möglicherweise um Eisvulkane handelt

Die Umlaufbahn des Planeten Pluto im Sonnensystem weist eine große Exzentrizität auf, das heißt, sie ist weit davon entfernt, kreisförmig zu sein. Die Entfernung Plutos von der Sonne kann erheblich variieren. Wenn sich Pluto der Sonne nähert, beginnt sein Eis zu schmelzen und es bildet sich eine Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff und Methan besteht. Auf Pluto ist die Schwerkraft viel geringer als auf der Erde, daher dehnt sich seine Atmosphäre bei Tauwetter aus und erstreckt sich viel höher als die Erdatmosphäre. Es wird angenommen, dass bei Plutos Rückreise von der Sonne ein Großteil seiner Atmosphäre wieder gefriert und fast vollständig verschwindet. Während Pluto über eine Atmosphäre verfügt, ist es wahrscheinlich, dass es auf der Oberfläche von Pluto starken Winden ausgesetzt ist. Die Oberflächentemperatur von Pluto beträgt etwa -375 °F (-225 °C).

Foto von Plutos nebliger Arktis, aufgenommen von der Raumsonde New Horizons

Aufgrund der enormen Entfernung zu Pluto wussten die Astronomen lange Zeit wenig über seine Oberfläche. Aber Schritt für Schritt kommen sie der Enthüllung vieler seiner Geheimnisse näher. Dank des Hubble-Orbitalteleskops wurden Bilder von Pluto aufgenommen. Auf ihnen erscheinen verschiedene Bereiche der Planetenoberfläche in rötlichen, gelblichen und grauen Tönen und mit einem merkwürdigen hellen Fleck in der Nähe des Äquators. Es ist möglich, dass dieser Ort reich an gefrorenem Kohlenmonoxid ist. Im Vergleich zu früheren Hubble-Fotos ist zu erkennen, dass Plutos Oberfläche im Laufe der Zeit ihre Farbe verändert und röter wird. Dies ist vermutlich auf saisonale Veränderungen zurückzuführen.

Nahaufnahme der Tombaugh-Region auf Pluto

Plutos elliptische Umlaufbahn ist 49-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erdumlaufbahn. Während seines Umlaufs um die Sonne, der 248 Erdenjahre dauert, ist Pluto 20 Jahre lang näher an der Sonne als Neptun. Während dieser Zeit haben Astronomen die Möglichkeit, diese kleine, kalte, ferne Welt zu studieren. Die letzte Periode der größten Annäherung zwischen Pluto und der Sonne endete 1999. So überquerte Pluto nach 20 Jahren als 8. Planet die Umlaufbahn von Neptun und wurde erneut zum am weitesten entfernten Planeten (bevor er als Zwergplanet eingestuft wurde).

Zwergplanet Makemake

Zusammen mit anderen Zwergplaneten wie Pluto und Haumea liegt Makemake im Kuipergürtel, einer Region jenseits der Neptunbahn. Astronomen gehen davon aus, dass Makemake nur geringfügig kleiner als Pluto ist. Dieser Zwergplanet braucht etwa 310 Erdenjahre, um einen Umlauf um unsere Sonne zu vollenden.

Astronomen haben Hinweise auf gefrorenen Stickstoff auf der Oberfläche von Makemake entdeckt. Darüber hinaus wurden auch gefrorenes Ethan und Methan nachgewiesen. Astronomen glauben, dass die auf Makemak vorhandenen Methankörnchen einen Durchmesser von bis zu einem Zentimeter haben könnten.

Die Wissenschaftler fanden auch Hinweise auf Tholin, Moleküle, die entstehen, wenn ultraviolettes Licht der Sonne mit Substanzen wie Ethan und Methan interagiert. Toline verursachen typischerweise eine rötlich-braune Farbe, weshalb Makemake beim Betrachten einen rötlichen Farbton aufweist.

Makemake nimmt einen wichtigen Platz im Sonnensystem ein, da es zusammen mit Eris eines der Objekte war, deren Entdeckung die Internationale Astronomische Union dazu veranlasste, Planeten neu zu definieren und eine neue Gruppe von Zwergplaneten zu schaffen.

Makemake wurde erstmals im März 2005 von Michael Brown, Chadwick Trujillo und David Rabinowitz am Palomar-Observatorium beobachtet. Im Jahr 2008 wurde er von der Internationalen Astronomischen Union offiziell als Zwergplanet anerkannt.

Es wurde ursprünglich als GJ9 2005 bezeichnet. Makemake ist nach dem Gott der Fruchtbarkeit in der Mythologie von Rapa Nui benannt. Die Rapa Nui sind die Ureinwohner der Osterinsel im südöstlichen Pazifik, 3.600 km vor der Küste Chiles.

Zwergplanet Haumea

Der seltsam geformte Zwergplanet Haumea ist eines der am schnellsten rotierenden großen Objekte in unserem Sonnensystem. Es dreht sich alle vier Stunden um seine Achse. Astronomen entdeckten 2003 die schnelle Rotation des Zwergplaneten. Er ist etwa so groß wie Pluto. Wie Pluto und Eris umkreist Haumea unsere Sonne im Kuipergürtel, der fernen Zone eisiger Objekte jenseits der Umlaufbahn von Neptun. Hamuea braucht 285 Erdenjahre, um einen Umlauf um die Sonne zu vollenden.

Vor vielleicht Milliarden von Jahren stürzte ein großes Objekt in Haumea, verlieh ihm diese Rotation und schuf gleichzeitig seine beiden Satelliten: Hi'iaka und Namaka. Astronomen gehen davon aus, dass Haumea aus Eis und Gestein besteht.

Haumea wurde im März 2003 am Sierra Nevada Observatorium in Spanien entdeckt. Die offizielle Ankündigung seiner Eröffnung erfolgte im Jahr 2005. Im selben Jahr wurden seine Satelliten entdeckt.

Es wurde ursprünglich als 2003 EL61 bezeichnet. Haumea ist nach der hawaiianischen Göttin der Geburt und Fruchtbarkeit benannt. Ihre Gefährten sind nach Haumeas Töchtern benannt. Hi'iaka ist die Schutzgöttin der Insel Hawaii und der Hula-Tänzer. Namaka ist ein Wassergeist in der hawaiianischen Mythologie.

Plutos Satellit - Charon

Der Mond Charon ist fast halb so groß wie Pluto. Dieser kleine Mond ist so groß, dass Pluto und Charon manchmal als Doppelzwergplanetensystem bezeichnet werden. Die Entfernung zwischen ihnen beträgt 19.640 km (12.200 Meilen).

Dieses neue Foto der Region von Plutos größtem Mond Charon zeigt ein einzigartiges Merkmal: zahlreiche Vertiefungen, die im vergrößerten Teil des Bildes auf der rechten Seite zu sehen sind.

Das Hubble-Weltraumteleskop fotografierte Pluto und Charon im Jahr 1994, als Pluto etwa 30 AE entfernt war. von der Erde. Diese Fotos zeigten, dass Charon grauer ist als Pluto (der einen roten Farbton hat), was darauf hindeutet, dass sie unterschiedliche Oberflächenzusammensetzungen und -strukturen haben.

Ein hochauflösendes Bild von Charon, aufgenommen mit dem Long Range Reconnaissance Imager der NASA-Raumsonde New Horizons bei ihrer größten Annäherung an die Oberfläche am 14. Juli 2015, überlagert mit einem vergrößerten Farbbild der Ralph/Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC).

Eine vollständige Umdrehung von Charon um Pluto dauert 6,4 Erdentage, und eine Umdrehung von Pluto (1 Tag auf Pluto) dauert 6,4 Erdentage. Charon steigt in der Umlaufbahn des Systems weder auf noch ab. Pluto steht immer auf der gleichen Seite von Charon – dies wird als Gezeiteneinfang bezeichnet. Im Vergleich zu den meisten Planeten und Monden ist das Pluto-Charon-System ebenso wie Uranus auf die Seite geneigt. Plutos Umlaufbahn ist retrograd: Er dreht sich in die entgegengesetzte Richtung, von Ost nach West (Uranus und Venus haben ebenfalls retrograde Umlaufbahnen).

Charon wurde 1978 entdeckt, als der scharfsichtige Astronom James Christie bemerkte, dass Bilder von Pluto seltsam verlängert waren. Der Tropfen schien sich um Pluto zu drehen. Die Elongationsrichtung ist 6,39 Tage lang zyklisch hin und her – die Rotationsperiode von Pluto. Bei der Durchsuchung von Archiven mit Bildern von Pluto, die vor einigen Jahren aufgenommen wurden, fand Christie weitere Fälle, in denen Pluto länglich erschien. Weitere Bilder bestätigten, dass er Plutos ersten bekannten Mond entdeckt hatte.

Christie schlug den Namen Charon zu Ehren des mythologischen Fährmanns vor, der Seelen über den Fluss Acheron trug, einen der fünf mythischen Flüsse, die die Unterwelt von Pluto umgaben. Neben der mythologischen Verbindung für diesen Namen wählte Christie ihn, weil die ersten vier Buchstaben auch dem Namen seiner Frau, Charlene, entsprechen.

Mit kleinen Körpern des Sonnensystems meinen wir normalerweise bekannte Asteroiden und Kometen. Lange Zeit glaubte man, dass es im Sonnensystem zwei Hauptreservoirs dieser kleinen Körper gibt. Einer davon ist der Haupt-Asteroidengürtel, der sich zwischen dem Mars befindet, und der andere ist die Oortsche Wolke, die weit am Rande des Sonnensystems liegt. Der Haupt-Asteroidengürtel enthält, wie der Name schon sagt, nur Asteroiden. Und die Oortsche Wolke ist das Hauptreservoir für Kometen. Diese Wolke trägt den Namen des berühmten niederländischen Astronomen, der ihre Existenz vorhergesagt hat.

Alte Zeugen

Das traditionelle Interesse an der Erforschung von Kometen und Asteroiden ist wie folgt. Es wird allgemein angenommen, dass diese kleinen Körper aus Material bestehen, das von der protoplanetaren Scheibenphase um die Sonne übrig geblieben ist. Das bedeutet, dass ihre Studie Aufschluss über die Prozesse gibt, die bereits vor der Entstehung im Sonnensystem abliefen.

​ Asteroiden sind kleine Planeten mit Durchmessern zwischen 1 und 1000 km. Ihre Umlaufbahnen liegen ungefähr zwischen den Umlaufbahnen des Jupiter.

Die Geschichte der Entdeckung des Asteroidenhauptgürtels begann mit einer Vorhersage des großen Astronomen Johannes Kepler im Jahr 1596. Er glaubte, dass es zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter einen separaten Planeten geben müsse. Im Jahr 1772 schlug der deutsche Wissenschaftler I. Titius eine empirische Formel vor, nach der sich ein unbekannter Planet in einer Entfernung von 2,8 AE befinden sollte. von der Sonne entfernt (1 AE ist eine astronomische Einheit, gleich der Entfernung von der Erde zu ~150 Millionen km). Das durch diese Formel beschriebene Gesetz wird Titius-Bode-Gesetz genannt. Im Jahr 1796 wurde auf einem Sonderkongress von Wissenschaftlern und Astronomen ein Projekt zur Suche nach diesem unbekannten Planeten verabschiedet. Und vier Jahre später entdeckte der italienische Astronom G. Piazzi den ersten Asteroiden – .

Dann entdeckte der berühmte deutsche Astronom G. Olbers einen zweiten Asteroiden namens Pallas. Auf diese Weise erfolgte die Entdeckung des Hauptasteroidengürtels des Sonnensystems. Anfang 1984 erreichte die Zahl der Asteroiden in diesem Gürtel mit zuverlässig ermittelten Umlaufbahnparametern 3000. Die wissenschaftliche Arbeit an der Entdeckung neuer Asteroiden und der Verfeinerung ihrer Umlaufbahnen dauert bis heute an.

Kometen und die Oortsche Wolke

​ Eine andere Art kleiner Körper – Kometen – gehört ebenfalls zum Sonnensystem. Kometen bewegen sich typischerweise auf langgestreckten elliptischen Bahnen unterschiedlicher Größe um die Sonne. Sie sind im Raum beliebig ausgerichtet. Die Umlaufbahnen der meisten Kometen sind tausendmal größer als der Durchmesser des Planetensystems. Meistens befinden sich Kometen an den entferntesten Punkten ihrer Umlaufbahn (Aphelie). So entsteht am fernen Rand des Sonnensystems eine Kometenwolke. Diese Wolke wird Oortsche Wolke genannt.

Diese Wolke erstreckt sich weit von der Sonne entfernt und erreicht Entfernungen von 105 AE. Es wird angenommen, dass die Oortsche Wolke bis zu 1011 Kometenkerne enthält. Die Umlaufzeiten der am weitesten um die Sonne entfernten Kometen können Werte von 106–107 Jahren erreichen. Erinnern wir uns daran, dass der berühmte Komet unserer Tage, der Komet Hale-Bopp, aus der unmittelbaren Nähe der Oortschen Wolke zu uns kam. Seine Umlaufzeit beträgt nur (!) etwa dreitausend Jahre.

Entstehung des Sonnensystems

Das Problem der Entstehung kleiner Körper des Sonnensystems hängt eng mit dem Problem der Entstehung der Planeten selbst zusammen. Im Jahr 1796 stellte der französische Wissenschaftler P. Laplace eine Hypothese über die Entstehung der Sonne und des gesamten Sonnensystems aus einem sich zusammenziehenden Gasnebel auf. Laut Laplace wurde ein Teil der gasförmigen Substanz unter dem Einfluss der bei der Kompression zunehmenden Zentrifugalkraft aus dem Kern des Nebels abgetrennt. Dies folgt direkt aus dem Gesetz der Drehimpulserhaltung. Diese Substanz diente als Material für die Entstehung von Planeten.

Diese Hypothese stieß auf Schwierigkeiten, die in den Arbeiten der amerikanischen Wissenschaftler F. Multon und T. Chamberlain überwunden wurden. Sie zeigten, dass es wahrscheinlicher ist, dass Planeten nicht direkt aus Gas, sondern aus kleinen festen Partikeln entstanden sind, die sie Planetesimale nannten. Daher geht man derzeit davon aus, dass der Entstehungsprozess der Planeten des Sonnensystems in zwei Phasen ablief. In der ersten Phase bildeten sich aus der Staubkomponente der Primärwolke zirkumsolarer Materie viele Hunderte Kilometer große Zwischenkörper (Planetosimale). Und erst dann, im zweiten Stadium, sammelten sich Planeten aus einem Schwarm von Zwischenkörpern und ihren Fragmenten.

​ Möglicherweise gibt es im Sonnensystem mehrere Reservoire solcher Zwischenkörper oder Planetesimale. Im Jahr 1949 stellte der Astronom K.E. Edgeworth und dann 1951 vom Astronomen J.P. Kuiper (G.P. Kuiper) sagte die Existenz eines weiteren Reservoirs voraus – einer Familie transneptunischer Objekte. Sie entstanden in einem frühen Stadium der Entstehung des Sonnensystems. Als Überreste einer protoplanetaren Scheibe würden diese vorhergesagten Objekte in Umlaufbahnen mit geringer Exzentrizität und geringer Neigung direkt um Neptun konzentriert sein. Das hypothetische Reservoir solcher Objekte heißt Kuiper Gürtel (KP, Kuipergürtel).

​ ENTDECKUNG DES KUIPER-GÜRTELS:

GRUNDEIGENSCHAFTENSEINER KOMPONENTENOBJEKTE

​ Beginnen wir mit der Tatsache, dass eine Untersuchung der Umlaufbahn des berühmten Halleyschen Kometen es uns ermöglichte, eine grobe Schätzung der Masse des Kuipergürtels bis zu 50 AE abzugeben. von der Sonne. Es muss ein relativ kleiner Bruchteil der Erdmasse sein.

​ Zahlreiche fotografische Recherchen nach sich langsam bewegenden Kuipergürtelobjekten (KBOs) führten lange Zeit nicht zum Erfolg. Schließlich entdeckte der Astronom Tomba 1930 das erste neue Objekt außerhalb der Neptunbahn. Es war der Planet Pluto. Es sollte sofort beachtet werden, dass die Masse von Pluto ungewöhnlich klein ist und nur 0,0017 M der Erde beträgt. Während die Masse von Neptun 17,2 M der Erde entspricht.

1979 wurde ein zweites Objekt entdeckt – 2060 Chiron, das zu einer Gruppe von Objekten namens Zentauren gehört. Ein Zentaur ist ein Objekt, dessen Umlaufbahn in der Region zwischen Jupiter und Neptun liegt. Das Scheitern bei der Suche nach neuen Objekten war auf die unzureichende Wirksamkeit der fotografischen Beobachtungsmethode zurückzuführen. Mit dem Aufkommen von Festkörper-Halbleiter-Strahlungsdetektoren (sogenannte CCDs mit ladungsgekoppelten Bauteilen) wurden tiefere Untersuchungen des Himmels möglich. Es ist möglich geworden, Licht zu registrieren, das von natürlichen kosmischen Kleinkörpern mit einer Größe in der Größenordnung von 100 km oder weniger im Bereich der Neptunbahn und darüber hinaus reflektiert wird.

​ Astronomen haben ein spezielles Programm zur Suche nach solchen Körpern entwickelt – das Spacewatch-Programm. Als Ergebnis der Arbeit dieses Programms wurden zwei weitere Objekte der Centaur-Gruppe entdeckt – 5145 Pholus und 1993NA2.

Der Kuipergürtel ist eine Region im Sonnensystem, die hinter Neptun beginnt. Aber Wissenschaftler wissen derzeit nicht, wo es endet. Wir wissen nicht, was am äußeren Rand des Kuipergürtels vor sich geht oder wo er sich befindet, aber wir wissen, dass er sehr weit entfernt ist: Einige entdeckte Kuipergürtelobjekte haben ungewöhnliche Umlaufbahnen, die 2.000-mal größer sind als die Entfernung zwischen Erde und Erde Die Sonne.

Entdeckung des Kuipergürtels

Niemand hat die Entdeckung des Kuipergürtels vorhergesagt. Niemand hat einen Artikel geschrieben, in dem es hieß: „Suchen Sie hier nach Objekten von dieser und jener Helligkeit, dieser und jener Größe und in dieser und jener Menge.“ Aber es gab Annahmen. Die berühmteste davon ist die Annahme von Gerard Kuiper, einem amerikanischen Astronomen niederländischer Herkunft. Im Jahr 1951 schrieb er einen Aufsatz, in dem er sagte, dass es seltsam sei, dass das Sonnensystem bei Pluto endete, und dass es vielleicht danach weitergeht. Für moderne Leser klingt das normal. Kuiper sagte aber auch: „Wenn es kleine Objekte am Rande des Sonnensystems gäbe, hätte die Schwerkraft von Pluto (den wir als Himmelskörper mit der gleichen Masse wie die Erde oder größer betrachten) die Umlaufbahnen dieser Objekte für lange Zeit destabilisiert.“ vor, und diese Region wäre leer. Kuiper hatte mit Pluto Unrecht: Er ist nicht so massiv, enthält nur 0,2 % der Erdmasse und hat nicht die gleiche Wirkung auf umgebende Himmelskörper. Die Ironie besteht darin, dass Kuiper die Existenz dessen, was später als Kuiper-Gürtel bekannt wurde, nicht vermutete. Er ging davon aus, dass er nicht da war. Dies ist ein Beispiel für das Stiglersche Gesetz: „Keine wissenschaftliche Entdeckung wurde nach ihrem Entdecker benannt.“ Das Stiglersche Gesetz wurde von Robert Merton entdeckt, was diese Aussage beweist.

Gerard Kuiper (1905–1973)

Vor Kuiper gingen Wissenschaftler auch von anderen Annahmen aus. Eine davon wurde 1943 während des Zweiten Weltkriegs von einem Iren namens Kenneth Edgeworth hergestellt. Er schrieb ein oder zwei Sätze in seinen Artikel und sagte: „Vielleicht gibt es einige Himmelskörper am Rande des Sonnensystems, die zu dunkel sind, als dass wir sie sehen könnten (er nannte sie Cluster), und vielleicht werden sie als Kometen klassifiziert.“ . Aber das ist keine wissenschaftliche Annahme, sie basiert auf nichts und man kann nichts dagegen tun. Dies erinnert an die Schriften von Nostradamus, der im 16. Jahrhundert versehentlich den Zweiten Weltkrieg und die Ermordung von Präsident Kennedy vorhersagte. Wenn Sie etwas Vages schreiben, lassen Sie künftigen Generationen Raum, darüber nachzudenken. Jemand könnte denken, dass Sie wussten, wovon Sie redeten, obwohl das in Wirklichkeit nicht der Fall war.

Als wir 1986 mit der Suche nach dem Kuipergürtel begannen, waren Computer so schwach, dass niemand die Dynamik des Sonnensystems berechnen konnte. Es war notwendig, mit Näherungswerten zu arbeiten, die analytisch aufsummiert wurden, und das ist sehr schwierig. Damals bestand großes Interesse an der Herkunft kurzperiodischer Kometen, da ihre vermutete Quelle, die Oortsche Wolke, noch nicht gefunden worden war. Der uruguayische Astronom Julio Fernandez schrieb 1980 einen Artikel, in dem er vermutete, dass es jenseits von Neptun eine Region geben könnte, aus der kurzperiodische Kometen stammen. Dieser Artikel ähnelte bereits einer wissenschaftlichen Hypothese. Im Gegensatz zu den Arbeiten von Kuiper und Edgeworth wirkt es im Nachhinein überzeugend. Aber es hat Wissenschaftler, uns eingeschlossen, nicht zur Suche motiviert. Hört sich schlecht an, aber es war nur ein weiterer Artikel.

Die ersten Kuipergürtel-Objekte

Die wissenschaftliche Methode wird oft so beschrieben, dass sie Annahmen trifft, die durch Beobachtungen bestätigt werden. Aber so funktioniert Wissenschaft oft nicht. In der Astronomie wird fast nichts durch Raten entdeckt und fast alles Wichtige wird durch Zufall entdeckt. Theorien werden oft erstellt, um neue Dinge zu beschreiben, die beobachtet werden können. Es kommt selten vor, dass eine Hypothese durch Beobachtungen bestätigt wird. Dafür sind wir einfach nicht gut genug. Ohne ein geeignetes Modell im Jahr 1985 hätten wir jedoch nicht gewusst, dass die Tatsache, dass die Ränder des Sonnensystems leer sind, seltsam erscheint. Hinter Saturn befanden sich Uranus, Neptun und Pluto – drei Objekte. Gleichzeitig ist der innere Teil des Sonnensystems voller verschiedener Objekte: Asteroiden, Kometen und andere Planeten. Und es war sehr seltsam: Warum sollte das Sonnensystem an den Rändern leer und im Inneren voller Objekte sein? Deshalb haben wir uns entschieden, eine Studie durchzuführen. Es ist leer, weil alle Objekte weit entfernt sind, oder es ist leer, weil entfernte Objekte zu dunkel sind, als dass wir sie bemerken könnten. Wir haben nicht an den Kuipergürtel gedacht, wir haben nicht darüber nachgedacht, was jenseits von Neptun liegt, wir waren froh, dass wir zumindest wussten, was jenseits von Saturn war, und es gab nichts mehr, worüber wir reden könnten. Aus diesem Grund begannen wir mit einer Studie, die wir „Studie langsamer Objekte“ nannten. Ziel war es, etwas jenseits von Saturn zu finden.

Es stellt sich heraus, dass es sehr schwierig ist, die Entfernung zu einem Objekt zu berechnen, es sei denn, Sie verwenden eine spezielle Geometrie, um das Teleskop direkt auf die Sonne auszurichten. Wenn Sie dies tun, ist die Geschwindigkeit eines Objekts, das sich über den Himmel bewegt, aufgrund der Parallaxe umgekehrt proportional zur Entfernung. Es ist wie bei zwei Flugzeugen: Dasjenige, das mit 50 Meilen pro Stunde höher fliegt, braucht länger, um den Himmel zu überqueren, und dasjenige, das mit der gleichen Geschwindigkeit tiefer fliegt, überquert den Himmel sehr schnell. Wir können Entfernungen anhand der Geschwindigkeit messen. Wir nutzten diese einfache Taktik, indem wir die entgegengesetzte Richtung zur Sonne beobachteten und dann die Parallaxe nutzten, um die Entfernung zu messen. Deshalb haben wir es „langsame Objektforschung“ genannt. Wir haben nach sich langsam bewegenden Objekten gesucht, da sich diese Objekte höchstwahrscheinlich sehr weit entfernt befinden.

Wir konnten jahrelang nichts Interessantes finden. Wir haben viele Objekte wie Asteroiden im inneren Sonnensystem gefunden, aber außerhalb des Saturns haben wir nichts gefunden, und das ist es, wonach wir gesucht haben. Wir haben ungefähr fünf Jahre mit dieser Forschung verbracht und bis 1992 nichts Wertvolles gefunden. Und dann fanden sie das Objekt. Es befand sich nicht nur außerhalb der Umlaufbahn des Saturn, sondern weit außerhalb der bekannten Region des Sonnensystems. Wir haben dieses Objekt 1992 QB1 genannt. Es war das am weitesten entfernte Objekt, das jemals im Sonnensystem beobachtet wurde.

Es war aufregend. Der Punkt ist, dass Sie nicht wissen, ob das, was Sie tun, nutzlos ist, bis Sie das erste Objekt gefunden haben, und Sie nicht wissen, ob Sie in die richtige Richtung blicken. Sie wissen nicht einmal, ob es dort etwas zu suchen gibt. Aber sobald man ein Objekt findet, verschwinden alle Zweifel. Das hat so große Auswirkungen auf Ihre gesamte Arbeit, auf Ihre Denkweise, dass Sie alle psychologischen Barrieren überwinden. Was unmöglich schien, wird zur Alltäglichkeit, wenn es bereits getan ist. Ich habe mit Jane Lu zusammengearbeitet, die damals Postdoktorandin war. Nachdem wir 1992 QB1 gefunden hatten, begannen wir mit der Suche nach anderen Objekten. Wir haben in den nächsten Jahren etwa 40 bis 50 Objekte gefunden. Andere Wissenschaftler schlossen sich dem Spiel an und Mitte 2016 betrug die Gesamtzahl der bekannten Objekte fast 2.000. Das ist viel.

Kuipergürtelobjekte und Planetenmigration

Schon bald machten wir viele erstaunliche Entdeckungen über den Kuipergürtel. Wir haben zum Beispiel herausgefunden, dass es verschiedene Arten von Objekten aus dem Kuipergürtel gibt. Wir haben ihnen verschiedene Namen gegeben: klassisch, resonant, diffus und isoliert. Sie unterscheiden sich dynamisch voneinander – hauptsächlich aus Gründen, die mit der Gravitationskontrolle von Neptun zusammenhängen, einem ziemlich massereichen Planeten (16-mal massereicher als die Erde) und nicht weit von einigen Objekten des Kuipergürtels entfernt. Neptun verleiht dem Kuipergürtel aufgrund seines Gravitationseinflusses eine dynamische Struktur. Wir haben bewiesen, dass Pluto nur eines der großen Objekte des Kuipergürtels ist, haben die Größen- und Massenverteilung im Kuipergürtel bestimmt und festgestellt, dass dies nur die Spitze des Eisbergs ist: Aus den Objekten, die wir gesehen haben, haben wir 100.000 Objekte des Kuipergürtels extrahiert hundert Kilometer und Milliarden Objekte mehr als einen Kilometer. Es ist erstaunlich, dass sie vorher völlig unbekannt waren.

Obwohl es viele Kuipergürtel-Objekte gibt, haben wir festgestellt, dass ihre Masse recht gering ist und nur 10 % der Erdmasse ausmacht. Es war ein Rätsel: Wie entstehen diese Körper, wenn sie eine so kleine Masse haben? Über das große Volumen des Kuipergürtels ist nur sehr wenig Material verteilt. Diese Körper wachsen sehr langsam. Modelle des Kuipergürtels mit geringer Masse sind zu einem heißen Thema geworden. Sie basierten auf der Idee, dass der Kuipergürtel zu Beginn seiner Entstehung viel massereicher war – 20 bis 40 Mal massereicher als die Erde. Aber der größte Teil der Masse ging verloren.

Orbitale Resonanz

Der Schlüssel zum Verständnis des Massenverlusts liegt in einer anderen Beobachtung, die wir gemacht haben. Es besteht darin, dass Objekte des Kuipergürtels durch die Orbitalresonanz von Neptun „gebunden“ werden. Das bedeutet, dass ihre Sternperiode dividiert durch die Sternperiode Neptuns ein Verhältnis kleiner ganzer Zahlen ist. Beispielsweise umkreist Neptun in einer Resonanz von 3 bis 2 die Sonne dreimal in derselben Zeit, während es Objekten des Kuipergürtels nur zweimal gelingt, die Sonne zu umkreisen. Das bedeutet, dass Neptuns Gravitationskraft auf die Körper in dieser Umlaufbahn wirkt, sodass die Kraft zunimmt, so wie wenn wir eine Schaukel anstoßen und die Kraft mit der Zeit zunimmt.

Diese Entdeckung wurde von Renu Malhotra aus Arizona in den 1990er Jahren gemacht, kurz nach der Entdeckung des Kuipergürtels. Die Beobachtung der ersten resonanten Objekte führte zur Entstehung dieses wunderschönen Modells. Aber die Frage ist, wie man diese Objekte in Resonanz bringt. Wenn Sie Objekte aus dem Kuipergürtel einfach verstreuen, werden nur wenige von ihnen in der Art und Weise mitschwingen, wie wir es sehen. Renu hat das auch erklärt. Sie ging von der Arbeit von Fernandez und Wing Yip aus, die besagten, dass Planeten wandern. Die Radien der Planetenbahnen waren nicht immer die gleichen wie heute: Neptun beispielsweise war zunächst näher an der Sonne und entfernte sich dann von ihr.

Und als es sich weiter entfernte, wurden seine Resonanzen von Objekten des Kuipergürtels verdrängt und gesammelt. Es ist ähnlich wie der Schnee, der sich in einer Schaufel sammelt, wenn wir ihn hineinschieben. Als die Resonanz den Kuipergürtel durchquerte, „klebten“ Gegenstände daran fest. Dies erklärt, warum es so viele Objekte in Orbitalresonanz gibt. Dies ist die einzige Erklärung dafür, warum so viele Körper mit Neptun in Resonanz stehen. Der Kuipergürtel zeigt, dass sich die Planeten nicht in den Umlaufbahnen gebildet haben, in denen sie sich jetzt befinden. Sie wandern.

Auswirkungen auf das Sonnensystem

Der Kuipergürtel hat das Verständnis des Ursprungs und der Dynamik des Sonnensystems stark beeinflusst. Davor war das Sonnensystem wie eine Uhr: eine Ansammlung von Planeten, die die Sonne auf entspannte, stabile, vorhersehbare, sogar langweilige Weise umkreisen. Mit der Entdeckung des Kuipergürtels und insbesondere der Resonanzobjekte, die die Wanderung von Planeten verursachen, sind außergewöhnliche Möglichkeiten entstanden. Wenn die Planeten dorthin gebracht wurden, wo sie jetzt sind, könnten sie die Resonanzen des anderen durchlaufen haben. Wenn das so ist, dann erschütterten sie das Sonnensystem und es kam zu verschiedenen chaotischen Prozessen. In einigen Modellen könnte der Verlust von 99,9 % der Objekte des Kuipergürtels auf eine heftige Erschütterung des Sonnensystems zurückzuführen sein, die als Folge der Wechselwirkungen zwischen Jupiter und Saturn infolge der Planetenwanderung auftrat.

Die Erkenntnis, dass die Struktur des Kuipergürtels von der Wanderung der Planeten abhängt, hat die Richtung der Erforschung des Sonnensystems verändert. Merkmale, die nicht erwartet und von niemandem vorhergesehen wurden, erwiesen sich als überraschend wichtig für das Verständnis unseres Platzes in diesem System. Der Einfluss des Kuipergürtels auf die Erforschung des Sonnensystems und die Entwicklung seiner Entstehung war enorm. Unser Verständnis der Ursprünge der Architektur des Sonnensystems unterscheidet sich stark von dem, was wir bisher dachten. Und jetzt verstehen wir, dass das Sonnensystem nicht wie eine Uhr funktioniert.

Kuipergürtel und Oortsche Wolke

Kometen sind normalerweise nicht sehr groß (etwa einen Kilometer im Durchmesser) und verlieren an Masse (sie gelangt in den Schweif). Wir können berechnen, wie lange es nach unseren Maßstäben dauert, bis ein Komet an Masse verliert. Und das geschieht nicht sehr lange – etwa 10.000 Jahre. Der Kern des Kometen kann nicht so alt sein wie das Sonnensystem, das bereits 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Höchstwahrscheinlich sind sie kürzlich im Sonnensystem aufgetaucht. Mit anderen Worten: Sie erscheinen einfach irgendwo in der Nähe der Erde im Sonnensystem und beginnen, sobald sie auftauchen, zu verdampfen. Die Frage ist, woher kommen sie?

Auf diese Frage gibt es zwei Antworten. Die erste wurde in den 1950er Jahren vom niederländischen Astronomen Jan Oort formuliert. Er fand heraus, dass langperiodische Kometen (Kometen, deren Umlaufbahnen älter als 200 Jahre sind) eine sehr große elliptische Umlaufbahn haben, die sich zufällig ausbreitet. Ungefähr gleiche Mengen kommen aus verschiedenen Richtungen: von der Nordhalbkugel, von der Südhalbkugel, aus einer kugelförmigen und isotropen Quelle. Die kugelförmige Quelle wird Oortsche Wolke genannt. Es sieht aus wie ein großer Bienenschwarm, der das Sonnensystem umgibt. Er ist riesig, 50.000 oder 70.000 Mal so groß wie die Entfernung zwischen Sonne und Erde. Dies ist die Quelle langperiodischer Kometen. Wir beobachten keine Objekte in der Oortschen Wolke, weil sie für unsere Teleskope zu dunkel sind. Alles, was wir über die Oortsche Wolke wissen, einschließlich des Wissens über ihre Existenz, stammt von Kometen, die durch die Schwerkraft vorbeiziehender Sterne aus der Oortschen Wolke geschleudert wurden.

Komet ISON passiert die Venus. Der Komet kam aus der Oortschen Wolke

Andererseits haben kurzperiodische Kometen (Kometen mit Perioden von weniger als 200 Jahren) relativ kurze und kreisförmige Umlaufbahnen. Sie sind nicht zufällig verteilt, sondern im Gegenteil an der Ebene der Umlaufbahnen des Sonnensystems ausgerichtet. Die Frage ist dieselbe: Wo kommen sie her? Oort sagte, sie stammten aus der Oortschen Wolke, aber Jupiter konnte sie einfangen und ihre Umlaufbahnen ändern, sodass sie eine Scheibe bildeten. Diese Idee wurde von den 1950er bis 1980er Jahren akzeptiert. Es stellte sich jedoch heraus, dass Jupiter Schwierigkeiten hat, genügend langperiodische Kometen aus der Oort-Wolke einzufangen und sie in kurze Perioden umzuwandeln.

Der Kuipergürtel, wie wir ihn kennen, versorgt das Sonnensystem mit kurzperiodischen Systemen. Und da der Gürtel viel näher liegt (50 Astronomische Einheiten statt 50.000 Astronomische Einheiten der Oortschen Wolke), können wir ihn beobachten und nicht nur Objekte, die in den erdnahen Weltraum geflogen sind. Dies ist ein weiterer Grund, warum der Kuipergürtel unter Astronomen eine so große Rolle spielt.

Kuipergürtel und andere Sternensysteme

Restscheiben sind Analoga des Kuipergürtels, die um andere Sterne herum zu finden sind. Viele Sterne vom gleichen Typ wie die Sonne haben Staubscheiben, in denen die Staubpartikel in der Scheibe nicht lange überleben können. Wir können berechnen, wie lange Staub existiert, und es ist nicht lange. Die Tatsache, dass der Stern immer noch eine Staubscheibe (oder Reststaub) aufweist, bedeutet, dass der Staub aus einer anderen Quelle stammt. Das Kuipergürtel-Modell ist die beste Staubquelle, die wir kennen. Ein Unterschied besteht darin, dass die meisten der verbleibenden Scheiben massiver sind als der Kuipergürtel. Dies steht im Einklang mit der Vorstellung, dass der Kuipergürtel viel massiver war als heute. Wenn Sie sich die massiven Restringe ansehen, können Sie sich ein Bild davon machen, wie das junge Sonnensystem aussah.

Zukünftige Forschungsrichtungen

Die Entdeckung des Kuipergürtels hat uns zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise des Sonnensystems verholfen, aber wir können noch immer keine entfernten Teile davon sehen. Wir können die Oortsche Wolke nicht beobachten, weil sie zu weit entfernt ist und die Objekte nicht hell genug sind. Selbst die äußeren Teile des Kuipergürtels sind nicht so leicht zu finden. Wir vermuten, dass sich der Kuipergürtel mit der Oortschen Wolke vermischt und würden gerne wissen, wo und wie dies geschieht. Wir würden die Orbitalstruktur des Gürtels gerne genauer vermessen. Dann hätten wir bessere Vermutungen über den Ursprung und die Entwicklung des Sonnensystems. So funktioniert resonantes Einfangen beispielsweise anders, wenn Planeten langsam und gleichmäßig wandern, und wenn sie schnell und springend wandern. Messungen der Umlaufbahnen von Kuipergürtel-Objekten könnten uns möglicherweise Aufschluss darüber geben, wie Neptun wanderte und vielleicht sogar wie und wie lange er dies tat. Wir haben Modelle gebaut, die sich an neue Beobachtungen des Sonnensystems anpassen, aber einige Merkmale bleiben unklar. Der äußere Rand des klassischen Kuipergürtels entspricht nicht der natürlichen Abfolge der vorgeschlagenen Modelle. Zukünftige Beobachtungen könnten helfen, dieses Problem zu lösen, aber es ist wichtiger, neue Modelle zu entwickeln, um unser Gesamtverständnis des Sonnensystems zu verbessern. Irgendwann möchten wir den Kuipergürtel mit einer Raumsonde erkunden. Leider ist die vorhandene Raketentechnologie für diese Aufgabe nicht bereit. In den kommenden Jahrzehnten werden Fortschritte durch Beobachtungen mit bodengestützten Teleskopen und Weltraumteleskopen erzielt.