Kami memintanya untuk membantu kami menjelaskan wilayah tata surya kita yang tidak biasa ini.
Segera setelah Pluto ditemukan oleh Clyde Tombaugh pada 18 Februari 1930, para astronom mulai berteori bahwa Pluto tidak sendirian di Tata Surya bagian luar. Belakangan, mereka mulai mendalilkan keberadaan benda-benda lain di kawasan itu, yang akan mereka temukan pada tahun 1992. Singkatnya, keberadaan Sabuk Kuiper - bidang puing besar di tepi Tata Surya - berteori sebelum pernah ditemukan.
Definisi:
Sabuk Kuiper (juga dikenal sebagai sabuk Edgeworth-Kuiper) adalah wilayah Tata Surya yang ada di luar delapan planet utama, membentang dari orbit Neptunus (pada 30 AU) hingga sekitar 50 AU dari Matahari. Itu mirip dengan sabuk asteroid, yang mengandung banyak benda kecil, semua sisa-sisa dari formasi Tata Surya.
Tetapi tidak seperti Asteroid Belt, itu jauh lebih besar - 20 kali lebih lebar dan 20 hingga 200 kali lebih besar. Seperti yang dijelaskan Mike Brown:
Sabuk Kuiper adalah kumpulan benda-benda di luar orbit Neptunus yang, jika tidak ada yang terjadi, jika Neptunus tidak terbentuk atau jika segala sesuatunya berjalan sedikit lebih baik, mungkin mereka bisa berkumpul bersama dan membentuk planet berikutnya. melampaui Neptunus. Tetapi sebaliknya, dalam sejarah tata surya, ketika Neptunus membentuknya menyebabkan benda-benda ini tidak bisa berkumpul, jadi itu hanya sabuk materi yang berada di luar Neptunus.
Penemuan dan Penamaan:
Tak lama setelah penemuan Tombuto tentang Pluto, para astronom mulai merenungkan keberadaan populasi objek Trans-Neptunus di Tata Surya bagian luar. Yang pertama menyarankan ini adalah Freckrick C. Leonard, yang mulai menyarankan keberadaan "tubuh ultra-Neptunus" di luar Pluto yang belum ditemukan.
Pada tahun yang sama, astronom Armin O. Leuschner menyarankan bahwa Pluto "mungkin salah satu dari banyak objek planet jangka panjang yang belum ditemukan." Pada 1943, di Jurnal Asosiasi Astronomi Inggris, Kenneth Edgeworth lebih lanjut menguraikan masalah ini. Menurut Edgeworth, bahan di dalam nebula matahari primordial di luar Neptunus terlalu banyak ditempatkan untuk mengembun menjadi planet, dan agak terkondensasi menjadi banyak sekali benda yang lebih kecil.
Pada tahun 1951, dalam sebuah artikel untuk jurnal Astrofisika, bahwa astronom Belanda Gerard Kuiper berspekulasi pada cakram yang sama telah terbentuk pada awal evolusi Tata Surya. Kadang-kadang salah satu dari benda-benda ini akan berkelana ke Tata Surya bagian dalam dan menjadi komet. Gagasan "Sabuk Kuiper" ini masuk akal bagi para astronom. Tidak hanya membantu menjelaskan mengapa tidak ada planet besar lebih jauh di Tata Surya, ia juga dengan mudah membungkus misteri dari mana komet berasal.
Pada tahun 1980, dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, astronom Uruguay Julio Fernández berspekulasi bahwa sabuk komet yang terletak antara 35 dan 50 AU akan diminta untuk menjelaskan jumlah komet yang diamati.
Menindaklanjuti karya Fernández, pada tahun 1988 tim astronom Kanada (tim Martin Duncan, Tom Quinn dan Scott Tremaine) menjalankan sejumlah simulasi komputer dan memastikan bahwa awan Oort tidak dapat menjelaskan semua komet periode pendek. Dengan "sabuk", seperti yang dijelaskan oleh Fernández, ditambahkan ke formulasi, simulasi sesuai dengan pengamatan.
Pada tahun 1987, astronom David Jewitt (saat itu di MIT) dan mahasiswa pascasarjana Jane Luu mulai menggunakan teleskop di Observatorium Nasional Kitt Peak di Arizona dan Observatorium Antar-Amerika Cerro Tololo di Chili untuk mencari Tata Surya luar. Pada tahun 1988, Jewitt pindah ke Institut Astronomi di Universitas Hawaii, dan Luu kemudian bergabung dengannya untuk bekerja di observatorium Mauna Kea Universitas.
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. Banyak, banyak lagi yang akan mengikuti ...
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 merupakan nama resmi, para astronom kadang-kadang menggunakan nama alternatif sabuk Edgeworth-Kuiper untuk memuji Edgeworth atas karya teoretisnya yang terdahulu.
Namun, beberapa astronom sejauh ini mengklaim bahwa kedua nama ini tidak benar. Sebagai contoh, Brian G. Marsden - seorang astronom Inggris dan direktur lama Planet Minor Center (MPC) di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian - mengklaim bahwa “Baik Edgeworth maupun Kuiper tidak menulis tentang apa pun yang jauh seperti apa yang sekarang kita lihat, tetapi Fred Whipple (astronom Amerika yang mengemukakan hipotesis komet "bola salju kotor") melakukannya ".
Lebih jauh lagi, David Jewitt berkomentar bahwa, "Jika ada ... Fernández hampir pantas mendapatkan pujian karena memprediksi Sabuk Kuiper." Karena kontroversi yang terkait dengan namanya, istilah objek trans-Neptunus (TNO) direkomendasikan untuk objek di sabuk oleh beberapa kelompok ilmiah. Namun, ini dianggap tidak cukup oleh orang lain, karena ini dapat berarti benda apa pun di luar orbit Neptunus, dan bukan hanya benda di Sabuk Kuiper.
Komposisi:
Ada lebih dari seribu objek ditemukan di Sabuk Kuiper, dan berteori bahwa ada sebanyak 100.000 objek yang berdiameter lebih dari 100 km. Mengingat ukurannya yang kecil dan jarak ekstrem dari Bumi, susunan kimia KBO sangat sulit untuk ditentukan.
Namun, studi spektrografi yang dilakukan di wilayah tersebut sejak penemuannya secara umum mengindikasikan bahwa anggotanya terutama terdiri dari es: campuran hidrokarbon ringan (seperti metana), amonia, dan es air - komposisi yang mereka bagikan dengan komet. Studi awal juga mengkonfirmasi berbagai warna di antara KBO, mulai dari abu-abu netral hingga merah tua.
Ini menunjukkan bahwa permukaannya terdiri dari berbagai senyawa, dari es kotor hingga hidrokarbon. Pada tahun 1996, Robert H. Brown et al. memperoleh data spektroskopi pada KBO 1993 SC, mengungkapkan komposisi permukaannya sangat mirip dengan Pluto, serta bulan Triton Neptunus, yang memiliki sejumlah besar es metana.
Es air telah terdeteksi di beberapa KBO, termasuk TO 199666, 38628 Huya dan 20000 Varuna. Pada tahun 2004, Mike Brown et al. menentukan keberadaan es air kristal dan amonia hidrat pada salah satu KBO terbesar yang diketahui, 50.000 Quaoar. Kedua zat ini akan hancur selama usia Tata Surya, menunjukkan bahwa Quaoar baru-baru ini muncul kembali, baik oleh aktivitas tektonik internal atau oleh dampak meteorit.
Menjauhkan perusahaan Pluto di sabuk Kuiper, adalah banyak objek lain yang layak disebutkan. Quaoar, Makemake, Haumea, Orcus dan Eris adalah semua tubuh es besar di Belt. Beberapa dari mereka bahkan memiliki bulan sendiri. Ini semua sangat jauh, namun sangat mudah dijangkau.
Eksplorasi:
Pada 19 Januari 2006, NASA meluncurkan Cakrawala Baru wahana antariksa demi mempelajari Pluto, bulan-bulannya dan satu atau dua objek Sabuk Kuiper lainnya. Pada tanggal 15 Januari 2015, pesawat ruang angkasa memulai pendekatannya ke planet kerdil, dan diperkirakan akan terbang pada 14 Juli 2015. Ketika mencapai area tersebut, para astronom juga mengharapkan beberapa foto Sabuk Kuiper yang menarik.
Yang lebih menarik adalah fakta bahwa survei tata surya lain menunjukkan bahwa Tata Surya kita tidak unik. Sejak 2006, ada "Sabuk Kuiper" lainnya (yaitu sabuk puing es) yang ditemukan di sekitar sembilan sistem bintang lainnya. Ini tampaknya jatuh ke dalam dua kategori: sabuk lebar, dengan jari-jari lebih dari 50 AU, dan sabuk sempit (seperti Sabuk Kuiper kita sendiri) dengan jari-jari antara 20 dan 30 AU dan batas yang relatif tajam.
Menurut survei inframerah, diperkirakan 15-20% bintang berjenis matahari diyakini memiliki struktur besar seperti Sabuk-Kuiper. Sebagian besar tampaknya cukup muda, tetapi sistem dua bintang - HD 139664 dan HD 53143, yang diamati oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble pada 2006 - diperkirakan berusia 300 juta tahun.
Luas dan belum dijelajahi, Sabuk Kuiper adalah sumber dari banyak komet, dan diyakini sebagai titik asal untuk semua komet periodik atau periode pendek (mis. Yang memiliki orbit yang berlangsung 200 tahun atau kurang). Yang paling terkenal adalah Komet Halley, yang telah aktif selama 16.000–200.000 tahun terakhir.
Masa Depan Sabuk Kuiper:
Ketika awalnya ia berspekulasi tentang keberadaan sabuk benda di luar Neptunus, Kuiper menunjukkan bahwa sabuk semacam itu mungkin tidak ada lagi. Tentu saja, penemuan selanjutnya telah membuktikan ini salah. Tapi satu hal yang benar tentang Kuiper adalah gagasan bahwa Objek Trans-Neptunus ini tidak akan bertahan selamanya. Seperti yang dijelaskan Mike Brown:
Kami menyebutnya sabuk, tetapi sabuk itu sangat lebar. Luasnya sekitar 45 derajat di langit - petak besar materi yang baru saja diaduk dan diaduk oleh Neptunus. Dan hari ini, alih-alih membuat tubuh yang lebih besar dan lebih besar, mereka hanya bertabrakan dan perlahan-lahan menggerus menjadi debu. Jika kita kembali dalam seratus juta tahun lagi, tidak akan ada Sabuk Kuiper yang tersisa.
Mengingat potensi untuk penemuan, dan apa yang bisa dipelajari dari dekat tentang sejarah awal Tata Surya kita, banyak ilmuwan dan astronom menantikan hari ketika kita dapat memeriksa Kuiper Belt secara lebih rinci. Di sini berharap bahwa Cakrawala Baru misi hanyalah awal dari beberapa dekade penelitian di wilayah misterius ini!
Kami memiliki banyak artikel menarik di Majalah Luar Angkasa tentang masalah Tata Surya Luar dan Objek Trans-Neptunus (TNO).
Dan pastikan untuk membaca artikel ini di planet Eris, planet kerdil terbaru dan TNO terbesar yang bisa ditemukan.
Dan para astronom berharap menemukan dua planet besar lagi di Tata Surya kita.
Space Magazine juga memiliki wawancara lengkap dengan Mike Brown dari Caltech.
Podcast (audio): Unduh (Durasi: 4:28 - 4.1MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
Podcast (video): Unduh (82.7MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
