Kuiper objecten

Wat zijn Kuiper objecten

Het zijn objecten in- of afkomstig van- de Kuiper gordel. De Kuipergordel is de zone voorbij de baan van Neptunus zowat tussen 30 tot 100 AE waar zich vooral kleine ijslichamen bevinden. Zij wordt nu beschouwd als de bron van de kort-periodieke kometen. Het bestaan van de Kuipergordel werd voor het eerst gepostuleerd in 1980 door J.A.Fernandez, M.Duncan, T. Quin en S. Termaine.

Vele zijn proto–kometen. Het eerste object werd in 1992 ontdekt door David Jewitt en Jane Luu aan de Universiteit van Hawaii. Sindsdien zijn er tot op heden 400 Kuiper objecten gevonden. Er wordt ook aangenomen dat Pluto en zijn maan Charon Kuiper objecten zijn

Het aantal leden van deze groep wordt geschat op zo'n 35000, de meesten met een diameter van 100 tot 300 km. De groep is vernoemd naar Gerard Kuiper, een van origine Nederlandse astronoom, die reeds in de jaren vijftig het bestaan van deze objecten voorstelde op grond van de banen van kometen.

Over Kuiper (1905 – 1973)

Gerhard Peter Kuiper was een Amerikaans astronoom van Nederlandse afkomst.Hij was van 1928 tot 1933 verbonden aan de sterrenwacht te Leiden. In 1933 vertrok hij naar de Verenigde Staten, waar hij in 1937 werd genaturaliseerd.

Kuiper, een van de briljantste moderne astronomen, is vooral bekend door zijn observaties van planeten, zoals Venus, Mars, Jupiter, Saturnus en Pluto. Hij ontdekte een nieuwe maan van Uranus (Miranda) en een van Neptunus (Nereïde). In 1949 lanceerde hij een nieuwe theorie over het ontstaan van de planeten uit een wolk van gas en stof die om de zon wentelde, zich samentrok tot een platte schijf zoals de ringen van Saturnus, en ten slotte uiteenviel in een aantal roterende massa's of protoplaneten. Kuiper is voorts bekend om zijn observaties van maankraters en de uitgave van diverse maanatlassen. In de jaren zestig was hij betrokken bij het onderzoek van de maan met behulp van ruimtesondes.

Ontstaan

Computersimulaties tonen aan dat een gordel als de Kuipergordel zich op natuurlijke wijze vormt bij het tot stand komen van het planetenstelsel. Vermoed wordt dat de objecten in de Kuipergordel ontstaan zijn uit de oorspronkelijke stof- en gaswolk waaruit ons zonnestelsel 4,6 miljard jaar geleden werd gevormd.

Ons zonnestelsel is gevormd uit brokken van steen en ijs die samenklonterden tot kometen, planeten en andere objecten. De aanwezigheid van de grote buitenplaneet Neptunus dicht bij de Kuipergordel had een behoorlijk storend effect. Dit gaf Pluto en Triton (een ander goot kuiper object) de kans veel groter uit te groeien dan alle andere Kuiper gordel objecten. Waarschijnlijk is Charon (een soort maan rond pluto) later gevormd als gevolg van een botsing tussen Pluto en een brok. In een iets later stadium van ons zonnestelsel is Triton ingevangen door Neptunus.

Voorkomen

Verschillende Kuipergordel objecten werden recent ontdekt. Ze lijken sterk op kleine lichamen zoals Pluto en Triton (maar zijn nog een stuk kleiner). In 1995 zijn er 21 trans-Neptuniaanse objecten gekend (Pluto en Charon niet meegerekend). Negen van hun liggen op afstanden van 31 tot 36 AE, de overige acht tussen 40 en 45 AE. Tussen 36 en 40 AE werden er tot nog toe geen gevonden, waarschijnlijk een gevolg van de invloed van Neptunus.

Occasioneel zal de baan van een Kuipergordel object gestoord worden door interactie met een reuzenplaneet zodat ze de baan van Neptunus kruist. Als het object dan in de buurt van Neptunus komt dan kan het uit het zonnestelsel geslingerd worden of op een baan komen die haar in de buurt van de andere reuzenplaneten of zelfs in het binnenste van het zonnestelsel brengt.

Momenteel zijn er zes objecten gekend tussen Jupiter en Neptunus. De IAU omschrijft dit type objecten als Centaurs. Hun banen zijn niet stabiel. De objecten zijn waarschijnlijk "uitgestotenen" van de Kuipergordel. Hun toekomstig lot is nog niet gekend.
Door nauwkeurige berekeningen ontdekte Jan Oort in 1950 dat er een immense "wolk" (nu de wolk van Oort genoemd) van ongeveer een triljoen kometen rond de zon draaien ver voorbij de baan van Pluto van ongeveer 30.000 AE tot verder dan een lichtjaar. Deze wolk is de bron van de lang-periodieke kometen.
De massa van de Oortwolk wordt geschat op ongeveer dezelfde massa als Jupiter, dus toch niet verwaarloosbaar.

Eigenaardig genoeg lijkt het dat de objecten van de Oortwolk (een overblijfsel van de vorming van de reuzenplaneten zoals Jupiter) korter bij de zon zijn gevormd dan de objecten van de Kuipergordel. Waarschijnlijk zijn kleine objecten die gevormd zijn in de buurt van de reuzenplaneten door gravitationele effecten uit het zonnestelsel gecatapulteerd en vormden zij op verre afstand de wolk van Oort. Kleinere objecten die zich bij de vorming van het zonnestelsel op verdere afstand bevonden kenden geen interacties en bleven op hun plaats als de Kuipergordel.

Hoe ziet de Kuipergordel eruit?

Deze gordel bevat tienduizenden komeetachtige objecten groter dan 100 km doormeter (en nog veel meer kleinere), en lijkt dus op de asteroïden-gordel maar dan groter en verder.

De kleurmetingen die op sommigen van de heldersten werden uitgevoerd, tonen dat ze - tegen alle verwachtingen in - roodgekleurd zijn.

Het Kuiper object Chiron, met zijn 170 km doormeter, heeft een blauwachtige kleur. Dit kan evnetueel wijzen op de aanwezigheid van ijs (wanneer planetaire deskundigen de term "ijs" gebruiken bedoelen ze water, methaan en ammoniak dat in de vaste vorm voorkomt in de buitenste regionen van ons zonnestelel) Hij bevindt zich op een onstabiele baan tussen Jupiter en Uranus, en vertoont duidelijk enkele eigenschappen van een komeet, zoals de vorming van een coma als ze dichter bij de zon komt. Vermits het object slechts korte tijd op een onstabiele baan kan vertoeven, moet het van elders afkomstig zijn. Zeer vermoedelijk is Chiron oorspronkelijk afkomstig uit de Kuipergordel.

Pholus bevindt zich in een gelijkaardige onstabiele baansituatie als Chiron, maar is fysisch helemaal anders: extreem rood, donker en geen komeetactiviteit. Pholus was de eerste van een aantal gelijkaardige objecten, aangeduid als Centaurs.

Sommigen gaan er van uit dat Triton, Pluto en zijn maan Charon de grootste voorbeelden zijn van Kuipergordel objecten. Het zijn waarschijnlijk overblijfselen van de oorspronkelijke nevel waaruit het zonnestelsel is gevormd. Hun samenstelling en hun verspreiding kan interessante informatie leveren voor zij die het ontstaan van het zonnestelsel bestuderen.

Een groep astronomen ontdekten extreem kleine Kuipergordel objecten. De objecten zijn ongeveer 20 km groot en moeilijk zichtbaar. Er kunnen zo een 100 miljoen kometen zijn in lage-inclinatie.

Samenstelling

De Kuipergordel wordt meestal beschreven als een hele gordel van ijs- en rotsblokjes. Maar de wetenschap wostelt nog steeds met het idee over het ontstaan en de samenstelling van de objecten in de Kuipergordel.

Een Kuiper object meer in detail. Hier Charon

Charon heeft, evenals Pluto, een synchrone rotatie: dat is wanneer de rotatieperiode van een satelliet rond zijn as evenveel tijd in beslag neemt als een omloop rond de moederplaneet. De samenstelling van Charon is niet gekend, maar de lage dichtheid (1,4 gm/cm3) geeft aan dat ze lijkt op de ijsmanen van Saturnus (zoals o.a. Rhea). Het oppervlak is waarschijnlijk bedekt met waterijs. Waarschijnlijkt heeft Charon een belangrijke atmosfeer, maar die is nog niet gekend. In tegenstelling tot Pluto heeft Charon geen grote albedo.

Er wordt verondersteld dat Charon gevormd is door een grote inslag, een identieke inslag als diegene die aan de basis zou kunnen liggen van de vorming van onze Maan.