Di bagian luar Tata Surya, di luar orbit Neptunus, terletak sebuah wilayah yang dirasuki oleh benda-benda langit dan planet-planet kecil. Wilayah ini dikenal sebagai "Sabuk Kuiper", dan dinamai untuk menghormati astronom abad ke-20 yang berspekulasi tentang keberadaan cakram seperti dekade sebelum diamati. Disk ini, ia beralasan, adalah sumber dari Tata Surya banyak komet, dan alasan tidak ada planet besar di luar Neptunus.
Gerard Kuiper juga dianggap oleh banyak orang sebagai "bapak ilmu planet". Selama 1960-an dan 70-an, ia memainkan peran penting dalam pengembangan astronomi inframerah udara, sebuah teknologi yang menyebabkan banyak penemuan penting yang mustahil dilakukan menggunakan observatorium berbasis darat. Pada saat yang sama, ia membantu katalog asteroid, mensurvei Bulan, Mars dan Tata Surya bagian luar, dan menemukan bulan-bulan baru.
Masa muda:
Gerard Kuiper, nee Gerrit Kuiper, lahir pada tanggal 7 Desember 1905, di desa Harenkarspel di Belanda utara. Sebagai seorang anak, ia memiliki penglihatan yang sangat tajam, dan mampu melihat 7,5 bintang dengan mata telanjang (yang sekitar empat kali lebih redup daripada kebanyakan bintang yang terlihat dengan mata telanjang). Penglihatannya yang tajam mendorong minatnya pada astronomi, yang terbukti sejak usia dini.
Pendidikan:
Pada tahun 1924, Kuiper mulai belajar di Universitas Leiden, di mana astronom terkenal Belanda abad ke-17 Christiaan Huygens juga belajar. Pada saat itu, sejumlah besar astronom telah berkumpul di universitas, dan Kuiper kemudian berteman dengan banyak dari mereka. Di antara gurunya adalah sesama astronom Belanda Jan Oort (untuk siapa Oort Cloud dinamai) dan Paul Ehrenfest, fisikawan Austria-Belanda yang mengembangkan teori transisi fase mekanika kuantum.
Pada tahun 1927, ia menerima gelar B.Sc. dalam Astronomi dan langsung masuk ke studi pascasarjana. Pada 1933, ia menyelesaikan tesis doktoralnya tentang bintang-bintang biner dan kemudian melakukan perjalanan ke California untuk menjadi rekan di Lick Observatory. Pada 1935, ia pergi bekerja di Observatorium Perguruan Tinggi Harvard, tempat ia bertemu calon istrinya, Sarah Parker Fuller. Keduanya menikah pada 20 Juni 1936.
Prestasi dalam Astronomi:
Pada tahun 1937, Kuiper mengambil posisi di Yerkes Observatory di University of Chicago dan menjadi warga negara Amerika. Selama beberapa dekade berikutnya, ia berpartisipasi dalam banyak survei astronomi dan membuat banyak penemuan yang memajukan bidang ilmu planet. Yang pertama datang antara tahun 1944 dan 1947, sambil melakukan pengamatan terhadap Mars dan Tata Surya bagian luar.
Menggunakan teleskop berbasis darat, Kuiper mengkonfirmasi keberadaan atmosfer kaya metana di atas Titan (bulan terbesar Saturnus). Pada tahun 1947, ia menggunakan metode serupa untuk menemukan bahwa karbon dioksida adalah komponen utama atmosfer Mars. Pada tahun yang sama, ia meramalkan bahwa cincin-cincin Saturnus terutama terdiri dari partikel-partikel es, dan menemukan Miranda, bulan kelima Uranus.
Pada tahun 1949, Kuiper memprakarsai survei asteroid Yerkes-McDonald, sebuah studi fotometrik asteroid yang dilakukan oleh Universitas Chicago dan Universitas Texas di Austin, yang berlangsung dari 1950 hingga 1952. Pada saat itu, survei itu terbatas pada besarnya 16 asteroid , tetapi juga membuka jalan bagi survei Palomar-Leiden, yang juga dimulai oleh Kuiper, pada tahun 1961.
Upaya kolaboratif ini melibatkan Laboratorium Lunar dan Planetary (LPL) di Arizona, Observatorium Palomar di San Diego, dan Observatorium Leiden di Belanda (Alma Mater dari Kuiper). Survei ini menggunakan pelat fotografi yang diambil oleh LPL dengan kamera Schmidt 48 inci di Palomar Observatory.
Setelah planet kecil (dan asteroid dengan magnitudo lebih besar dari 20) ditemukan, elemen orbitalnya dihitung di Observatorium Cincinnati, dengan semua aspek lain dari program - termasuk analisis foto-foto - yang dilakukan di Leiden Observatory. Survei ini menghasilkan penemuan sejumlah besar asteroid, dengan sekitar 200-400 asteroid ditemukan per lempeng, dan total 130 lempeng digunakan.
Pada tahun 1956, Kuiper membuktikan bahwa kantong es kutub Mars tidak terdiri dari karbon dioksida, seperti yang diperkirakan sebelumnya, dan sebaliknya terdiri dari es air. Pada 1960-an, Kuiper juga membantu mengidentifikasi lokasi pendaratan di Bulan untuk program Apollo, dan bahkan meramalkan seperti apa permukaan Bulan akan berjalan. Klaimnya bahwa permukaan bulan akan "seperti salju renyah" dikonfirmasi pada tahun 1969 oleh astronot Neil Armstrong.
Itu juga pada 1960-an bahwa Kuiper membuat kontribusi mani untuk pengembangan astronomi udara inframerah. Pada tahun 1967, empat pesawat jet mesin NASA Convair 990 tersedia dengan teleskop onboard, yang digunakan untuk melakukan studi inframerah pada ketinggian 12.192 meter (40.000 kaki). Kuiper menggunakannya secara luas untuk membuat studi spektroskopi dari Matahari, bintang-bintang, dan planet-planet Matahari.
Kuiper menghabiskan sebagian besar karirnya di University of Chicago, tetapi pindah ke Tucson, Arizona, pada tahun 1960 untuk mendirikan Lunar and Planetary Laboratory di University of Arizona. Bagi rekan-rekannya, Gerard dikenal sebagai bos yang banyak menuntut, yang rutinitasnya meliputi kerja keras dan jam kerja yang panjang. Dale Cruikshank, seorang rekan ilmuwan yang bekerja di LPL di bawah Kuiper, menyatakan bahwa:
“Dia bekerja sangat keras sendiri, dan dia menuntut dedikasi, pengabdian, dan keseriusan yang sama dari semua orang di sekitarnya. Jika mereka tidak memberikan itu, atau jika mereka tidak melakukan, mereka menabraknya. Itu berlaku untuk siswa. Ini juga berlaku untuk sesama fakultas, rekan teknis dan insinyur - siapa pun di sekitarnya. Tetapi pada saat yang sama, ia memiliki sisi humor, sisi hangat, sisi pribadi yang dalam beberapa hal menarik. ”
Namun meski sulit untuk diajak bekerja sama, Kuiper juga dikenal memiliki sisi hangat dan selera humor. Dia juga membanggakan dirinya karena berpengetahuan luas dan mengelilingi dirinya dengan orang-orang yang tahu hal-hal yang tidak dia ketahui. Kuiper adalah direktur laboratorium sampai kematiannya pada tahun 1973.
Sabuk Kuiper:
Kemungkinan keberadaan populasi objek Trans-Neptunus telah berspekulasi tentang sejak tak lama setelah penemuan Pluto pada tahun 1930. Salah satu yang pertama adalah astronom Armin O. Leuschner, yang pada tahun 1930 menyarankan bahwa Pluto "mungkin salah satu dari sekian lama" periode objek planet belum ditemukan. "
Pada 1943, di Jurnal Asosiasi Astronomi Inggris, Kenneth Edgeworth lebih lanjut menguraikan masalah ini, mengklaim bahwa materi dalam nebula matahari primordial di luar Neptunus terlalu banyak ditempatkan untuk mengembun menjadi planet-planet, dan agaknya terkondensasi menjadi banyak sekali benda yang lebih kecil.
Pada tahun 1951, dalam sebuah artikel untuk jurnal Astrofisika, Gerard Kuiper berspekulasi bagaimana cakram yang sama bisa terbentuk di awal evolusi Tata Surya. Kadang-kadang salah satu objek dari cakram ini akan berkelana ke Tata Surya bagian dalam dan menjadi komet, katanya, sehingga menjelaskan asal usul komet sambil juga menawarkan penjelasan mengapa tidak ada planet besar di luar Neptunus.
Namun, itu akan beberapa dekade sebelum keberadaan disk ini terbukti dan nama diberikan kepadanya. Langkah pertama datang pada tahun 1980, ketika astronom Uruguay Julio Fernández menyerahkan makalah ke Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society di mana ia berspekulasi bahwa sabuk komet yang terletak antara 35 dan 50 AU akan diperlukan untuk menghitung jumlah komet yang diamati. . Tulisan inilah yang kemudian dimanfaatkan oleh para astronom ketika tiba saatnya untuk menyebutkan ikat pinggang.
Pada tahun 1987, astronom David Jewitt dari MIT dan mahasiswa pascasarjana Jane Luu mulai menggunakan teleskop di Observatorium Nasional Kitt Peak di Arizona dan Cerro Tololo Inter-American Observatory di Chili untuk mencari di luar Tata Surya. Setelah lima tahun mencari, pada 30 Agustus 1992, Jewitt dan Luu mengumumkan "Penemuan objek sabuk Kuiper yang kandidat" (15760) 1992 QB1. Enam bulan kemudian, mereka menemukan objek kedua di wilayah tersebut, (181708) 1993 FW, dan banyak lagi yang mengikuti.
Demikian pula, pada tahun 1988, tim astronom Kanada (tim Martin Duncan, Tom Quinn dan Scott Tremaine) mulai menjalankan simulasi komputer yang menentukan bahwa awan Oort tidak dapat menjelaskan semua komet periode pendek. Dengan "sabuk", seperti yang dijelaskan oleh Fernández, ditambahkan ke formulasi, simulasi sesuai dengan pengamatan.
Dalam makalah mereka tahun 1988, Tremaine dan rekan-rekannya menyebut wilayah hipotetis di luar Neptunus sebagai "Sabuk Kuiper", tampaknya karena fakta bahwa Fernández menggunakan kata-kata "Kuiper" dan "sabuk komet" dalam kalimat pembuka makalahnya. Meskipun ini tetap menjadi nama resmi, para astronom kadang-kadang menggunakan nama alternatif "Edgeworth-Kuiper Belt" untuk memuji Edgeworth untuk karya teoretis sebelumnya.
Kematian dan Warisan:
Gerard Kuiper meninggal pada tahun 1973 saat berlibur dengan istrinya di Meksiko, di mana ia menderita serangan jantung yang fatal. Karena banyak prestasinya dan sejarah kerja yang panjang di bidang astronomi, ia telah menerima banyak penghargaan selama bertahun-tahun. Ini termasuk penamaan Sabuk Kuiper untuk menghormatinya, juga penamaan objek sabuk asteroid 2520 P-L setelah dia (alias. 1776 Kuiper).
Tiga kawah juga dinamai untuk menghormatinya - kawah Kuiper di Bulan, kawah Kuiper di Mars, dan kawah Kuiper di Merkurius. Karena karyanya dalam astronomi di udara, Kuiper Airborne Observatory (KAO) NASA yang sekarang dinonaktifkan - sebuah Lockheed C-141A Starlifter yang sangat dimodifikasi yang membawa teleskop 91,5 cm (36 inci) - juga dinamai menurut namanya.
Hadiah Kuiper juga dinamai menurut namanya, dan merupakan penghargaan paling terkemuka yang diberikan oleh Divisi Masyarakat Astronomi Amerika untuk Ilmu Planet. Hadiah ini diberikan setiap tahun kepada para ilmuwan yang pencapaian seumur hidupnya telah memajukan pemahaman kita tentang ilmu-ilmu planet.
Pemenang penghargaan ini termasuk Carl Sagan, James Van Allen (temukan Sabuk Radiasi Van Allen di sekitar Bumi), dan Eugene Shoemaker (yang ikut menemukan Comet Shoemaker – Levy 9 bersama istrinya Carolyn S. Shoemaker dan David H. Levy).
Karena kepemimpinannya yang berdedikasi di Laboratorium Bulan dan Planet, salah satu dari tiga bangunan yang membentuk fasilitas tersebut (Gedung Ilmu Luar Angkasa Kuiper, ditunjukkan di atas) dinamai untuk menghormatinya. Dan seratus tahun setelah kelahiran Gerard, NASA Cakrawala Baru misi dengan baik dalam perjalanan ke wilayah Sabuk Kuiper Tata Surya kita, sebagai bagian dari misinya untuk mempelajari Pluto dan bulannya Charon.
Richard Binzel, co-investigator New Horizons dan profesor di Massachusetts Institute of Technology (MIT), mengakui dept timnya kepada ilmuwan yang pergi. "Kuiper adalah salah satu ilmuwan pertama yang fokus hampir secara eksklusif pada mengeksplorasi sifat-sifat planet," katanya. "Karyanya meletakkan dasar bagi misi pesawat ruang angkasa pada akhir abad ke-20 dan awal."
Selama masa hidupnya, Kuiper juga menerima banyak penghargaan atas pengakuannya atas pekerjaannya. Pada tahun 1947, ia dianugerahi Jules Janssen Award oleh Masyarakat Astronomi Prancis, yang merupakan kehormatan tertinggi mereka. Pada tahun 1959, American Astronomical Society memberinya gelar Henry Norris Russell Lectureship, sebagai pengakuan atas penelitian astronominya selama bertahun-tahun. Dan pada tahun 1971, Kuiper menerima Medali Emas Kepler dari Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Institut Franklin.
Ketika kita bergerak maju dalam eksplorasi Tata Surya kita, kita tidak dapat menyangkal hutang besar yang kita miliki kepada Gerard Kuiper. Apa yang kita ketahui tentang Mars dan Titan, dan potensi kelayakhuniannya, terletak pada karya Kuiper dengan astronomi inframerah dan spektroskopi. Tanpa dia, misi Apollo mungkin tidak akan terjadi, dan pengetahuan kita tentang asteroid dan Tata Surya luar akan sangat berkurang.
Orang dapat membayangkan bahwa ketika kita mulai mempelajari Sabuk Kuiper lebih terinci, dan mulai membuat katalog banyak, banyak objek di dalamnya, banyak yang akan menyebutkan nama-nama yang memanggil Kuiper agung yang hebat ke dalam pikiran.
Kami telah menulis banyak artikel tentang Gerard Kuiper untuk Space Magazine. Inilah artikel tentang Sabuk Kuiper, dan inilah artikel tentang Hipotesis Protoplanet.
Jika Anda ingin info lebih lanjut tentang Gerard Kuiper, lihat artikel NASA tentang Gerard Kuiper dan halaman Laboratorium Laboratorium Bulan dan Planet tentangnya.
Kami juga merekam seluruh episode Pelemparan Astronomi tentang Planet Dwarf. Dengarkan di sini, Episode 194: Planet Dwarf.
