Buiten de In de baan van Neptunus ligt een uitgestrekte ring van oude overblijfselen, dynamische raadsels en mogelijk een verborgen planeet – of twee.
De KuipergordelEen gebied met bevroren puin dat zo’n 30 tot 50 keer verder van de zon verwijderd is dan de aarde – en misschien verder, hoewel niemand het weet – is gehuld in mysterie sinds het voor het eerst in zicht kwam in de jaren negentig.
De afgelopen dertig jaar hebben astronomen ongeveer 4.000 Kuipergordelobjecten (KBO’s) gecatalogiseerd, waaronder een paar dwergwerelden, ijzige kometen en overgebleven planeetdelen. Maar dat aantal zal naar verwachting de komende jaren vertienvoudigen naarmate waarnemingen van meer geavanceerde telescopen binnenstromen. In het bijzonder zal het Vera C. Rubin Observatorium in Chili deze duistere regio belichten met zijn vlaggenschipproject, de Legacy Survey of Space and Time (LSST), dat vorig jaar van start ging. Andere observatoria van de volgende generatie, zoals de James Webb Space Telescope (JWST), zullen ook helpen de gordel in beeld te brengen.
“Naast Neptunus hebben we een telling van wat er zich in het zonnestelsel afspeelt, maar het is een lappendeken van onderzoeken, en er blijft veel ruimte over voor dingen die er misschien wel zijn en die over het hoofd zijn gezien”, zegt Renu Malhotra, die fungeert als Louise Foucar Marshall Science Research Professor en Regents Professor of Planetary Sciences aan de Universiteit van Arizona.
“Ik denk dat dit het belangrijkste is dat Rubin gaat doen: de gaten in onze kennis van de inhoud van het zonnestelsel opvullen”, voegt ze eraan toe. “Het zal onze telling en onze kennis van de inhoud van het zonnestelsel enorm bevorderen.”
Als gevolg hiervan bereiden astronomen zich voor op een stroom aan ontdekkingen vanuit deze nieuwe grens, die licht zou kunnen werpen op een groot aantal openstaande vragen. Zijn er nieuwe planeten verborgen in de gordel, of liggen ze daarbuiten op de loer? Hoe ver strekt deze regio zich uit? En zijn er sporen van cataclysmische ontmoetingen tussen werelden uit het verleden – zowel van eigen bodem als uit de interstellaire ruimte – afgedrukt in deze grotendeels ongerepte verzameling objecten uit het diepe verleden?
“Ik denk dat dit vanwege LSST binnenkort een zeer heet veld zal worden”, zegt Amir Siraj, een afgestudeerde student aan de Princeton Universiteit die de Kuipergordel bestudeert.
De Kuipergordel is een kerkhof van planetaire problemen en problemen die ver van de zon verspreid waren tijdens de rommelige geboorte van het zonnestelsel zo’n 4,6 miljard jaar geleden. Pluto was de eerste KBO die ooit werd opgemerkt, ruim een halve eeuw voordat de gordel zelf werd ontdekt.
Sinds de jaren negentig hebben astronomen een handvol andere dwergplaneten in de gordel gevonden, zoals Eris en Sedna, samen met duizenden kleinere objecten. Hoewel de Kuipergordel niet volledig statisch is, is het voor het grootste deel een intacte tijdcapsule van het vroege zonnestelsel die kan worden gedolven voor aanwijzingen over planeetvorming.
De gordel bevat bijvoorbeeld vreemde structuren die handtekeningen kunnen zijn van eerdere ontmoetingen tussen gigantische planeten, waaronder een bepaalde cluster van objecten, bekend als een ‘kernel’, gelegen op ongeveer 44 astronomische eenheden (AU), waarbij één AU de afstand is tussen de aarde en de zon (ongeveer 93 miljoen mijl).
Hoewel de oorsprong van deze kernel nog steeds onverklaard is, is een populaire hypothese dat de samenstellende objecten – die bekend staan als koude klassiekers – werden meegetrokken door de uitgaande migratie van Neptunus door het zonnestelsel meer dan 4 miljard jaar geleden, wat een hobbelige rit kan zijn geweest.
Het idee is dat “Neptunus door de rest van de gasreuzen werd heen en weer geslingerd en een kleine sprong maakte; het wordt het ‘springende Neptunus’-scenario genoemd”, zegt Wes Fraser, een astronoom bij het Dominion Astrophysical Observatory, National Research Council of Canada, die de Kuipergordel bestudeert, en merkt op dat astronoom David Nesvorný kwam met het idee.
