Kuiperin vyöhyke

alue aurinkokunnan ulko-osissa, jossa on pieniä taivaankappaleita

Kuiperin vyöhyke on Aurinkokunnan ulko-osissa sijaitseva vyöhyke, jossa on harvassa jäisiä pikkuplaneettoja ja komeettoja. Useimmiten kohteet näkyvät suurillakin kaukoputkilla vain pieninä valopisteinä. Monien Kuiperin vyöhykkeen kohteiden läpimitta on alle 1 500 km, eli ne ovat suunnilleen saman suuruisia kuin monet planeettojen kuut. Se on pääosin Neptunuksen radan takana. Näin ollen useimpia Kuiperin vyöhykkeen kohteita pitäisi kutsua transneptunisiksi kohteiksi. Transneptunisia kohteita ei yleensä pidetä asteroideina, mutta ne luetaan asteroidien tapaan pikkuplaneetoiksi.[1][2] IAU:n vuoden 2006 planeetan määritelmässäkin asteroidit ja transneptuniset kohteet mainittiin erikseen.[3] Kuiperin vyöhykkeessä on hyvin kylmää, ja muun muassa metaani ja typpikin jäätyvät siellä. Siellä on muutamia suhteellisen suuria kappaleita, kuten Pluto, Makemake, Haumea, Ixion ja Quaoar. Kuiperin vyöhykettä pidetään lyhytjaksoisten komeettojen lähtöalueena. Monien Kuiperin vyöhykkeen kohteiden radat ovat soikeita ja kaltevia, ja niiden kiertoajat ovat tietty murtoluku kerrattuna Neptunuksen kiertoaikaan. Ne ovat siis rataresonanssissa Neptunuksen kanssa. Mutta niin sanotut klassiset Kuiperin vyöhykkeen kohteet eli cubewanot eivät ole resonanssissa Neptunuksen kanssa. Kuiperin vyöhykkeen uskotaan sisältäneen aikaisemmin enemmän kohteita. Muilta tähdiltä on havaittu Kuiperin vyöhykettä muistuttavia pölykiekkoja, joiden pienkappaleita ei tosin näy Maahan asti.

Kuiperin vyöhykkeen kohteiden jakauma 1.1.2000. Tiheä alue kuvan keskellä koostuu Jupiterin radalla olevista trojaaniasteroideista
Neptunuksen kuu Triton saattaa olla kaapattu Kuiperin vyöhykkeen kappale.

Kuiperin vyöhykkeen pääosa ulottuu Auringosta 30–55 AU:n päähän.[4] Varsinaiset Kuiperin vyöhykkeen kohteet ovat cubewanoja noin 40–50 AU:n päässä Auringosta. Kuiperin vyöhykkeen ulompi osa, hajanainen kiekko ulottuu yli 200 AU:n päähän. Kuiperin vyöhykkeen kohteita ei voi havaita kaukoputkea tehottomammilla laitteilla tai paljain silmin. Myös aikaisemmin uloimpana planeettana pidetty Pluto lasketaan kuuluvaksi Kuiperin vyöhykkeeseen. Muita tunnettuja Kuiperin vyöhykkeen kohteita ovat Haumea, Makemake, Ixion, Quaoar, Varuna, Albion ja Arrokoth.

Kuiperin vyöhykkeen kohteita tunnetaan noin 1 300.[4] Monien Kuiperin vyöhykkeen kappaleitten radat ovat soikeita ja kaltevia toisin kuin suurten planeettojen. Kuiperin vyöhykkeessä uskotaan olevan jopa yli 70 000 yli 100 km läpimittaista kappaletta. Pieniä Kuiperin vyöhykkeen kohteita uskotaan olevan huomattavasti enemmän kuin suuria, sillä läpimittajakauman arvioidaan olevan verrannollinen neljänteen tai kolmanteen potenssiin. Tällöin 10-kilometrisiä kappaleita on 1 000 – 10 000 kertaa enemmän kuin 100-kilometrisiä. 99 %:a Kuiperin vyöhykkeiden kohteiden massasta ei voi lainkaan havaita, koska se koostuu kohteista jotka ovat liian pieniä näkyäkseen millään kaukoputkella.

Kuiperin vyöhyke on 20 kertaa leveämpi kuin asteroidivyöhyke ja 20–200 kertaa massiivisempi. Kuiperin vyöhykkeen uskotaan olevan lyhytjaksoisten komeettojen lähtöalue. Kuiperin vyöhykkeen muodostavat kaukana Auringosta olevat pienet kappaleet, niin sanotut transneptuniset kohteet, jotka eivät ole joutuneet Jupiterin painovoiman vaikutuksen kohteeksi. Lämpötila alueella on noin 50 K eli −223 °C. Kohteissa on kiinteästä metaanista, ammoniakista ja vedestä koostuvan lumen ja jään seassa hiilipitoisia orgaanisia yhdisteitä. Monet Kuiperin vyöhykkeen kohteista ovat niin sanotussa rataresonanssissa Neptunuksen kanssa. Resonanssit aiheuttavat Kuiperin vyöhykkeeseen renkaanomaisia tiheitä ja harvoja alueita. Näin ollen Neptunuksen 3:2-resonanssi aiheuttaa tihentymän etäisyydelle 39,4 AU.

Tutkijat uskovat Kuiperin vyöhykkeen kohteita olleen aiemmin paljon enemmän, mutta planeettojen ratahäiriöiden kuluttaneen Kuiperin vyöhykettä huomattavasti. Kuiperin vyöhykkeen ulkopuolella on Oortin pilvi, joka ulottuu noin 100 000 AU:n päähän Auringosta,[4] ja ehkä sitä sisempänä noin 100 – 3 000 AU:n päässä Hillin pilvi. Monilta tähdiltä on löydetty pölykiekkoja, joiden uskotaan olevan Aurinkokuntaa nuorempia Kuiperin vyöhykkeitä. Niissä on vielä niin paljon pölyä, että se näkyy kauas.

Vyöhykkeen löytäminenMuokkaa

Vyöhykkeen olemassaoloa ehdottivat ensimmäisinä Frederick C. Leonard vuonna 1930 (Pluton löytämisen aikoihin) ja Kenneth E. Edgeworth vuonna 1943. Gerard Kuiper, jonka mukaan vyöhyke on nimetty, esitti 1951, ettei vyöhykkeellä ollut enää jäljellä kohteita. Yksityiskohtaisempia arvioita vyöhykkeen kohteiden olemassaolosta tekivät Al G. W. Cameron vuonna 1962, Fred L. Whipple 1964 ja Julio Fernandez 1980.[5]

Ennen 1990-lukua Pluto ja sen kuu Kharon olivat ainoat tunnetut Kuiperin vyöhykkeen kohteet – tosin vyöhyke sai nimensä vasta sen jälkeen, kun ensimmäinen uusi kohde, Albion, väliaikaiselta nimeltään 1992 QB1, löydettiin vuonna 1992. Sen jälkeen vyöhykkeeltä on löydetty jatkuvasti uusia kohteita. Tietokonemallinteiden ja teorioiden perusteella on otaksuttu, että vyöhykkeen loppuminen noin 50 AU:n saattaa selittyä Marsin kokoisen kappaleen vaikutuksella.[6] On myös esitetty olettamuksia, että kiviplaneettojen kokoisia kappaleita voisi löytyä kaukaa Kuiperin vyöhykkeen takaa, sillä suuri etäisyys tekisi myös suurempien kohteiden havaitsemisen hankalaksi.[7]

Luokittelu ja rataresonanssitMuokkaa

 
Kuiperin vyöhykkeen rataresonansseja
 
Kuiperin vyöhykkeen kentaurien ratoja.

Kuiperin vyöhykkeen etäisyys auringosta on noin 30–55 AU.[4] Ulomman Aurinkokunnan pieniä kohteita kutsutaan monesti kaikkia yhteisnimellä KBO eli Kuiperin vyöhykkeen kohde. Nimitys on epätäsmällinen, sillä jotkut kohteet eivät ole täsmällisesti sanoen Kuiperin vyöhykkeessä. Nimitys transneptuninen kohde TNO on parempi. Ulomman aurinkokunnan ulko-osien pikkuplaneetat jaotellaan seuraaviin ryhmiin.

Plutinot ja twotinot ovat resonanssissa Neptunuksen kanssa. Plutokin kuuluu plutinoihin. 2:3 resonanssi tarkoittaa, että plutino kiertää 3 kierrosta kun Neptunus kiertää kaksi kierrosta. Sopivan tyyppisissä 2:3 resonansseissa olevat radat ovat teorioiden mukaan vakaita. Twotinot ovat 1:2 resonanssissa. Nämä ja 2:5, 3:4, 3:5, 4:5, tai 4:7 resonansseissa olevat kohteet ovat melko elliptisillä radoilla.

Cubewanot ja hajanainen kiekkoMuokkaa

 
Kuiperin vyöhykkeen kohteiden etäisyysjakauma. Huomaa 3:2-rataresonanssi noin 40 AU:n päässä Auringosta.

Cubewanot eli klassiset KBO:t kiertävät ympyrämäisemmillä radoilla tyypillisellä Kuiperin vyöhykkeellä, eivätkä ole resonanssissa. Cubewanojen etäisyys on yli 41 AU. Tunnetuin cubewano lienee Quaoar, mutta ensimmäisenä löydetty on Albion. Hajanaisen kiekon kohteet ovat noin 44–200 AU:n päässä. Radat voivat olla hyvin kaltevia tosin kuin KBO:jen. Tunnetuin näistä lienee Eris (2003 UB313) ja kaukaisin 2000 CR105. Se sijaitsee hajanaisen kiekon ja sisemmän Oortin pilven rajalla. Myös Kuiperin vyöhykkeen kohteita kaukaisempia kappaleita tunnetaan. Sedna ja 2012 VP113 ovat lähimmilläänkin vyöhykkeen ulkoreunan takana.[11][12]

Kuiperin vyöhykkeen syntyMuokkaa

Kuiperin vyöhykkeen alkuperää ei tunneta, mutta monesti Kuiperin vyöhykkeen kohteiden uskotaan olevan Aurinkokunnan synnystä jäljelle jääneitä planeettojen raaka-aineita, planetesimaaleja. Näin ollen uskotaan, että Kuiperin vyöhyke olisi ollut aikoinaan tiheämpi. Kun kappaleet sitten törmäsivät keskenään, ne useimmiten hajosivat pölyksi. Aurinkotuuli puhalsi pölyä pois, ja hieman isommat kappaleet ajautuivat planeettoihin ja Aurinkoon Poynting-Robertsonin efektin takia. Myös planeettojen ratahäiriöt suistivat Kuiperin vyöhykkeen kohteita radaltaan. Kuiperin vyöhykkeen vetovoiman uskotaan aikoinaan siirtäneen Uranuksen ja Neptunuksen hyvin hidasta vauhtia nykyisille radoilleen. Uranuksen ja Neptunuksen vaeltaessa ulospäin, Kuiperin vyöhykkeen kohteita sinkoutui niiden vetovoiman vaikutuksesta tähtienväliseen avaruuteen, Oortin pilveen ja Aurinkokunnan sisäosiin, jopa Aurinkoon asti.

LuotaimetMuokkaa

NASA:n New Horizons -luotain tutki Plutoa ja Arrokothia. Se laukaistiin 19. tammikuuta 2006, ohitti Pluton 14. 2015, ja Arrokothin 1. tammikuuta 2019. Luotain kävi 12500 kilometrin etäisyydellä Plutosta, ja 3500 kilometrin etäisyydellä Arrokothin pinnasta ohitustensa aikana.[13][14][15][16]

Ennen kuin Arrokoth oli valittu luotaimen tutkimuskohteeksi, harkittiin myös kolmea muuta Kuiperin vyöhykkeen kohdetta: 2014 OS393, 2014 PN70 ja 2014 MT69. Luotaimella oli käytössään vain rajallisesti ajoainetta, ja Arrokothille pääsemisen jälkeen polttoainetta jäi myös muutoksiin ohituksen aikana. Lisäksi Arrokoth on "kylmän" joukon cubewano, eli se on syntynyt todennäköisesti nykyisellä radallaan. Se on hyvin alkukantainen kohde. Arrokoth sekä muut harkitut kohteet löytyivät Hubble-avaruusteleskoopin etsinnöissä vasta luotaimen laukaisun jälkeen, mikä on ensimmäinen kerta kun läheltä tutkittu kohde löytyy vasta kun luotain on jo avaruudessa.[17][18]

Muita Kuiperin vyöhykkeitäMuokkaa

Pääartikkeli: Pölykiekko
 
Pari toisilta tähdiltä havaittua pölykiekkoa.

Monien toisilta tähdiltä havaittujen pölykiekkojen uskotaan olevan Kuiperin vyöhykkeitä. Niissä oleva valtava määrä pölyä säteilee muun muassa infrapunasäteilyä. Noin 15–20 % Auringon tyyppisistä tähdistä säteilee paljon kaukoinfrapunasäteilyä, joka liittyy Kuiperin vyöhykkeeseen.lähde? Muilta tähdiltä havaittuja Kuiperin vyöhykettä muistuttavia pölykiekkoja on kahdenlaisia: 20–30 AU:n etäisyydellä olevia kapeita vyöhykkeitä, ja yli 50 AU:n päässä olevia leveitä vyöhykkeitä.[19]

Näitä pölykiekkoja on havaittu muun muassa Vegalta, Fomalhautilta ja Epsilon Eridanilta sekä Beta Pictorikselta. Ajan mukana pöly ajautuu keskustähteensä tai pienempi pöly puhaltuu pois keskustähden säteilyn vaikutuksesta, tai putoaa suurempien kappaleiden pinnalle. Näin ollen jonkun mekanismin täytyy tuotata jatkuvasti uutta pölyä. Pölyn uskotaan syntyvän jääpitoisten asteroidien tai komeettojen törmyksistä. Jään seassa on hieman muun muassa hiilipölyä ja kivipölyä.

Suurimmat Kuiperin vyöhykkeen kappaleetMuokkaa

Vyöhykkeen kappaleet on järjestetty niiden absoluuttisen magnitudin mukaan.

Numero Nimi Absoluuttinen magnitudi Päiväntasaajan läpimitta (km) Keskietäisyys
Auringosta (AU) 		Löytöaika Löytäjä Läpimitan
mittaustapa
136 199 Eris −1,2[20] 2 326–2 330[21][22] ~67,7 2005 M. Brown, C. Trujillo & D. Rabinowitz tähdenpeitto
134 340 Pluto −0,7 2 329 39,4 1930 Clyde Tombaugh tähdenpeitto
136 472 Makemake 0,1 1 426 ~45,6 2005 M. Brown, C. Trujillo & D. Rabinowitz oletettu albedo
136 108 Haumea 0,4 1 252 ~43,3 2005 J.L. Ortiz et al. oletettu albedo
(134 340) I Kharon 1 1 270 39,4 1978 James W. Christy tähdenpeitto
225 088 Gonggong 2,0[23] 1 290[22] 66,84 2007 M. E. Schwamb, M. Brown & D. Rabinowitz oletettu albedo
90 482 Orcus 2,3 983 39,47 2004 Michael E. Brown, Chadwick A. Trujillo, David L. Rabinowitz oletettu albedo
50 000 Quaoar 2,6 1 092 43,25 2002 Chadwick A. Trujillo & Michael E. Brown suora kuvaus
28 978 Ixion 3,2 674 39,6 2001 Deep Ecliptic Survey lämpötila
55 636 2002 TX300 3,3 309[22] 43,1 2002 NEAT lämpötila
20 000 Varuna 3,7 763 43,23 2000 Robert S. McMillan lämpötila
174 567 Varda 3,7 692 45,63 2003 J. A. Larsen lämpötila
55 565 2002 AW197 3,8 698[22] 47,52 2002 Chadwick A. Trujillo, Michael E. Brown, Eleanor F. Helin, Steven H. Pravdo, Kenneth J. Lawrence, Michael D. Hicks / Palomarin observatorio oletettu albedo
55 637 2002 UX25 3,9 704[22] 42,71 2002 Anne S. Descour / Spacewatch oletettu albedo
84 522 2002 TC302 4,2 591 55,52 2002 NEAT oletettu albedo
120 347 Salacia 4,2[22] 921[22] 41,96 2004 H. G. Roe, M. Brown & K. M. Barkume oletettu albedo
15 874 1996 TL66 5,4 344[22] 85,33 1996 David Jewitt et. al oletettu albedo

LähteetMuokkaa

  1. ↑ Schilling, Govert: ”Glossary of terms”, The Hunt for Planet X: New Worlds and the Fate of Pluto, s. 291–294. Asteroid, Ice dwarf, Minor planet. Copernicus Books/Springer Science + Business Media, 2009. ISBN 0387778047. Teoksen verkkoversio. (englanniksi)
  2. ↑ Asteroid msn – encarta. Viitattu 27.10.2018 (englanniksi).
  3. ↑ Definition of a Planet in the Solar System (pdf) IAU. Viitattu 26.8.2012. (englanniksi)
  4. ↑ a b c d Kuiper Belt & Oort Cloud: Read More Solar System Exploration. 1.23.2009. NASA. Viitattu 5.5.2012. (englanniksi)
  5. ↑ What is improper about the term "Kuiper belt"? (or, Why name a thing after a man who didn't believe its existence?): International Comet Quarterly International Comet Quarterly. Viitattu 27.10.2018 (englanniksi).
  6. ↑ Brunini, A.; Melita, M. D.: The Existence of a Planet beyond 50 AU and the Orbital Distribution of the Classical Edgeworth-Kuiper-Belt Objects. Icarus, 2002, 160. vsk, nro 1, s. 32–43. doi:10.1006/icar.2002.6935. Artikkelin verkkoversio Viitattu 17.3.2014. (englanniksi)
  7. ↑ Fox, Steve: NASA Supported Research Helps Redefine Solar System's Edge NASA. 26.3.2014. Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)
  8. ↑ William & Deborah Hillyard: Solar System - Neptune: Cis-Neptunian Objects whillyard.com. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  9. ↑ List Of Neptune Trojans Minor Planet Center. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  10. ↑ "MPC:n luettelo: q > 50 and a > 150" Minor Planet Center. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  11. ↑ Brown, Michael E. & Trujillo, Chadwick & Rabinowitz, David: Discovery of a Candidate Inner Oort Cloud Planetoid. The Astrophysical Journal, 2004, 617. vsk, nro 1, s. 645–649. doi:10.1086/422095. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)
  12. ↑ Witze, Alexandra: Farthest dwarf planet yet spotted Nature. 26.3.2014. Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)
  13. ↑ New Horizons Launch Information NASA. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  14. ↑ Far, Far Away in the Sky: New Horizons Kuiper Belt Flyby Object Officially Named 'Arrokoth' NASA. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  15. ↑ New Horizons Spacecraft Returns Its Sharpest Views of Ultima Thule 22. helmikuuta 2019. NASA. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  16. ↑ A Colorful 'Landing' on Pluto (Animation) 19. 1. 2017. NASA. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  17. ↑ Chris Gebhardt: New Horizons prepares for New Year’s Day 2019 Kuiper Belt Object encounter NASASpaceflight.com. 3. 1. 2017. NASA. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  18. ↑ The Successful Search for a Post-Pluto KBO Flyby Target for New Horizons Using the Hubble Space Telescope (PDF) meetingorganizer.copernicus.org. Viitattu 26.4.2020. (englanniksi)
  19. ↑ Cain, Fraser: Kuiper Belt-Like Disks Around Two Nearby Stars Universe Today. 19.1.2006. Viitattu 5.5.2012. (englanniksi)
  20. ↑ 136199 Eris (2003 UB313) JPL Small-Body Database Browser. NASA. Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)
  21. ↑ Kaukainen Eris on Pluton kaksonen (Kääpiöplaneetan koko mitattiin tarkasti sen kuljettua taustataivaan tähden editse.) Euroopan eteläinen observatorio – ESO. 26.10.2011. Viitattu 16.4.2014.
  22. ↑ a b c d e f g h Brown, Michael E.: How many dwarf planets are there in the outer solar system? (updates daily) gps.caltech.edu. Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)
  23. ↑ 225088 (2007 OR10) JPL Small-Body Database Browser. NASA. Viitattu 16.4.2014. (englanniksi)

Aiheesta muuallaMuokkaa

 
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Kuiperin vyöhyke.
Merkittävät Kuiperin vyöhykkeen kappaleet
Varsinainen vyöhyke

Pluto - Kharon - Hydra - Nix - Kerberos - Styx - Albion - 1993 RO - 1993 SB - 1993 SC - 1998 WW31 - Orcus - Vanth - Ixion - Huya - Chaos - 2007 JH43
2002 UX25 - Varuna - 2002 TX300 - Haumea - Hiʻiaka - Namaka - Salacia - Actaea - Arrokoth - Arawn - Lempo - Hiisi - Paha - 1996 TP66 - 2003 VS2
Quaoar - Weywot - Makemake - S/2015 (136472) 1 - Rhadamanthus - Teharonhiawako - Sawiskera - Borasisi - Pabu - Deucalion - 2002 MS4 - Mors–Somnus
Varda - Ilmarë - Manwë - Sila–Nunam - Praamzius - 2002 AW197 - 2002 WC19 - 2003 AZ84 - 2009 YE7 - 2014 EZ51 - 1999 DE9 - 2004 GV9

Hajanainen kiekko

1996 TL66 - 2010 RE64 - 2013 FY27 - 2014 AN55 - Gonggong - Xiangliu - Eris - Dysnomia - 2004 XR190 - Gǃkúnǁʼhòmdímà - Dziewanna - 2005 RM43

Aurinkokunta
AurinkoMerkuriusVenusKuuMaaMarsin kuutMarsCeresAsteroidivyöhykeJupiterJupiterin kuutSaturnusSaturnuksen kuutUranusUranuksen kuutNeptunuksen kuutNeptunusPluton kuutPlutoHaumean kuutHaumeaMakemakeKuiperin vyöhykeErisDysnomiaHajanainen kiekkoOortin pilvi 
Aurinko · Merkurius · Venus · Maa · Mars · Ceres · Jupiter · Saturnus · Uranus · Neptunus · Pluto · Haumea · Makemake · Eris
Kuut

Maan · Marsin · Jupiterin · Saturnuksen · Uranuksen · Neptunuksen · Pluton · Haumean · Makemaken · Eriksen · Pikkuplaneettojen

Renkaat

Jupiterin · Saturnuksen (Rhean)  · Chariklon · Uranuksen · Neptunuksen

Pienkappaleet

Meteoroidit · Pikkuplaneetat · Asteroidit · NEA:t · Asteroidivyöhyke · Troijalaiset · Kentaurit · Damocloidit · Transneptuniset kohteet · Kuiperin vyöhyke · Hajanainen kiekko · Hillsin pilvi · Oortin pilvi · Komeetat

Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kuiperin_vyöhyke&oldid=18889448”