Kuiper kuşağı, güneş sistemimizin soğuk, dış kısımlarında, bazen güneş sisteminin "üçüncü bölgesi" olarak adlandırılan Neptün'ün yörüngesinin ötesinde geniş bir bölgedir. Gökbilimciler bu bölgede milyonlarca küçük, buzlu cisim olduğunu düşünüyor.
Buna 100 kilometreden daha geniş olan yüz binlercesi de dahil. Plüton da dahil olmak üzere bazıları 600 milin (1000 kilometre) genişliğindedir. Kaya ve su buzuna ek olarak, Kuiper Kuşağı'ndaki nesneler amonyak ve metan gibi çeşitli diğer donmuş bileşikleri de içerir.
Bölge, 1951'de Plüton'un ötesindeki nesneler hakkında spekülasyon yapan bilimsel bir makale yayınlayan astronom Gerard Kuiper' in adını aldı. Astronom Kenneth Edgeworth ayrıca 1940'larda yayınladığı makalelerde Plüton'un ötesindeki nesnelerden bahsetmiş ve bu yüzden bazen Edgeworth-Kuiper Kuşağı olarak anılır.
Tercih ettiğiniz terim ne olursa olsun, kuşak gezegen sistemimizde muazzam bir hacim kaplar ve içinde yaşayan küçük dünyaların bize güneş sisteminin erken tarihi hakkında söyleyecek çok şeyleri var.
Kuper Kuşağı, Boyut ve Mesafe
Kuiper Kuşağı güneş sistemimizdeki en büyük yapılardan biridir -- diğerleri Oort Bulutu, heliosfer ve Jüpiter'in manyetosferidir. Genel şekli kabarık bir disk veya halka gibidir. İç kenarı Neptün'ün yörüngesinde, Güneş'ten yaklaşık 30 AU uzaklıktadır. (Astronomik birim (Simgesi: AU; İngilizce: Astronomical Unit), gökbilimde kullanılan bir uzaklık birimi.
Bir astronomik birim Güneş'in merkeziyle Dünya'nın merkezi arasındaki uzaklık olan 149,6 milyon km'dir. Kuiper kuşağının iç, ana bölgesi Güneş'ten yaklaşık 50 AU'ya kadar çıkıyor. Kuiper Kuşağının ana bölümünün ve dış kenarının üst üste bindiği, dağınık disk adı verilen ve yaklaşık 1000 AU'ya kadar devam eden, yörüngelerdeki bazı cisimlerin daha da ötesine geçen ikinci bir bölgedir.
Şimdiye kadar, 2.000'den fazla Neptün ötesi nesne gözlemciler tarafından kataloglandı ve bu da bilim insanlarının orada olduğunu düşündükleri toplam nesne sayısının sadece küçük bir kısmını temsil ediyor.
Aslında, gökbilimciler bölgede 100 kilometreden daha geniş veya daha büyük yüz binlerce nesne olduğunu tahmin ediyorlar. Ancak, Kuiper Kuşağı'ndaki tüm maddelerin toplam kütlesinin Dünya'nın kütlesinin yaklaşık yüzde 10'undan fazla olmadığı tahmin edilmektedir.
Formasyon / Kökenler
Gökbilimciler Kuiper Kuşağı'nın buzlu nesnelerinin güneş sisteminin oluşumundan arta kalan kalıntılar olduğunu düşünüyorlar. Ana asteroit kuşağı ile Jüpiter arasındaki ilişkiye benzer şekilde, Neptün olmasaydı bir gezegen oluşturmak için bir araya gelebilecek nesnelerin bölgesidir.
Bunun yerine, Neptün'ün çekim gücü uzayın bu bölgesini o kadar karıştırdı ki oradaki küçük, buzlu nesneler büyük bir gezegende birleşemedi.
Bugün Kuiper Kuşağındaki malzeme miktarı, orijinal olarak orada olanın sadece küçük bir kısmı olabilir. İyi desteklenen bir teoriye göre, dört dev gezegenin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) değişen yörüngeleri orijinal maddenin çoğunun -muhtemelen Dünya'nın kütlesinin 7 ila 10 katı- kaybolmasına neden olmuş olabilir.
Temel fikir, güneş sisteminin tarihinin başlarında, Uranüs ve Neptün'ün Jüpiter ve Satürn'ün yörüngelerindeki kaymalar nedeniyle Güneş'ten daha uzak yörüngeye zorlandıklarıdır. Dışa doğru sürüklenirken, dev gezegenler oluştuktan sonra kalan küçük, buzlu cisimlerin yoğun diskinden geçtiler.
Neptün'ün yörüngesi en uzak olandı ve yerçekimi sayısız buzlu cisimlerin yollarını diğer devlere doğru büktü. Jüpiter nihayetinde bu buzlu cisimlerin çoğunu ya son derece uzak yörüngelere (Oort Bulutunu oluşturmak için) ya da tamamen güneş sisteminden saptırdı.
Neptün buzlu nesneleri güneşe doğru fırlattığında, bu kendi yörüngesinin daha da uzaklaşmasına neden oldu ve yerçekimi etkisi, buzlu nesneleri Kuiper kuşağında bulduğumuz konum aralığına zorladı.
Bugün Kuiper Kuşağı yavaşça kendini aşındırıyor. Orada kalan nesneler bazen çarpışır, çarpışma ile parçalanmış daha küçük nesneler üretir, bazen kuyruklu yıldızlar ve ayrıca güneş rüzgârı tarafından güneş sisteminin dışına sürülür.
Kuiper Kuşağının Yapısı ve Özellikleri
Kuiper Kuşağı, dış güneş sistemindeki devasa, halka şeklindeki bir uzay hacmini temsil eder. Bu bölgede genel olarak Kuiper Kuşağı Nesneleri (KBO'lar) veya trans Neptunian nesneleri (TNO'lar) olarak adlandırdığımız birçok buzlu cisim olsa da, bunlar boyut, şekil ve renk bakımından oldukça çeşitlidir. Ve en önemlisi, uzayda eşit olarak dağılmadılar-astronomlar onları 1990'ların başında keşfetmeye başladıklarında, ilk sürprizlerden biri KBO'ların yörüngelerinin şekline ve boyutlarına göre gruplanabilmesiydi.
Bu, bilim insanlarının yörüngeleri tarihleri hakkında ipuçları veren bu nesnelerin birkaç farklı gruplandırması veya popülasyonu olduğunu anlamasına yol açtı. Bir nesnenin hangi kategoriye ait olduğu, zaman içinde Neptün'ün yerçekimi ile nasıl etkileşime girdiğiyle ilgilidir.
Klasik KBO'lar
KBO'ların büyük bir kısmı klasik Kuiper Kuşağı adı verilen bir şekilde Güneş'in yörüngesinde döner. "Klasik" terimi, KBO'lar arasında, bu nesnelerin, gökbilimciler aslında orada nesneleri bulmaya başlamadan önce, Kuiper Kuşağının nasıl olması gerektiğine dair orijinal veya klasik fikre en çok benzeyen yörüngelere sahip olduğu gerçeğini ifade eder.
Beklenti, Neptün'ün ötesinde nesneler olsaydı, gezegenlerin düzleminden çok fazla eğilmemiş nispeten dairesel yörüngelerde olurdu. Bunun yerine, birçok KBO'nun önemli ölçüde eliptik ve eğik yörüngelere sahip olduğu bulunmuştur. Dolayısıyla, bir dereceye kadar, KBO'ların sınıflandırılması hala güneş sisteminin bu uzak bölgesi hakkındaki gelişen anlayışımızı yansıtmaktadır.
Klasik Kuiper Kuşağı'nda "soğuk" ve "sıcak" olarak adlandırılan iki ana nesne grubu vardır. Bu terimler sıcaklığa atıfta bulunmaz - bunun yerine, nesnelerin yörüngelerini ve Neptün'ün yerçekimi üzerindeki etkilerini tanımlarlar.
Tüm klasik KBO'lar Güneş'ten yaklaşık 40 ile 50 AU(Astronimik Birim) arasında benzer bir ortalama mesafeye sahiptir. Soğuk klasik KBO'lar gezegenlerin düzleminden çok uzağa eğilmiş olmayan nispeten dairesel yörüngelere sahiptirler; sıcak klasik KBO'lar daha eliptik ve eğimli yörüngelere sahiptir (astronomlar sırasıyla eksantrik ve eğimli olarak adlandırılır).
Bu, soğuk çeşitliliğin zamanlarının çoğunu Güneş'ten yaklaşık aynı mesafede geçirdikleri anlamına gelir, sıcak olanlar ise Güneş'ten daha geniş bir mesafe aralığında dolaşırlar (yani, yörüngelerinin bazı kısımlarında, Güneş'e daha yakındırlar ve bazen daha uzaktadırlar).
Klasik Kuiper Kuşağı'ndaki bu iki tür cisim arasındaki farklar Neptün'le ilgilidir. Soğuk klasik KBO'ların hiçbir zaman Neptün'e çok yaklaşmayan yörüngeleri vardır ve bu nedenle "serin" kalırlar ve dev gezegenin yerçekimi tarafından bozulmazlar.
Yörüngeleri muhtemelen milyarlarca yıldır pek hareket etmedi. Buna karşılık, sıcak klasik KBO'lar geçmişte Neptün ile etkileşime girmişti (yani dev gezegenin yerçekimi ile). Bu etkileşimler enerjiyi yörüngelerine pompaladı, bu da onları eliptik bir şekle soktu ve onları gezegenlerin düzleminden hafifçe eğdi.
Rezonans KBO( Kuiper Kuşağı Nesneleri)'lar
Önemli sayıda KBO, Neptün tarafından sıkıca kontrol edilen yörüngelerdedir. Dev gezegenle rezonans içinde dönerler, yani yörüngeleri Neptün'ünkiyle birlikte sabit ve tekrarlayan bir düzendedir. Bu rezonant KBO'lar, Neptün'ün belirli sayıda yörüngeyi (başka bir deyişle bir oranı) tamamladığı aynı sürede belirli sayıda yörüngeyi tamamlar.
Dağınık Disk
Dağınık disk, Kuiper Kuşağı'nın ana kısmının çok ötesine uzanan bir bölgedir ve Neptün tarafından son derece eliptik ve gezegenlerin düzlemine son derece eğimli yörüngelere dağıtılmış nesnelere ev sahipliği yapmaktadır. Birçok dağınık disk nesnesi, onlarca derece eğimli yörüngelere sahiptir.
Dağınık diskteki birçok nesnenin yörüngeleri, yörüngelerin daha kararlı olduğu klasik Kuiper Kemerine kıyasla, zaman içinde kaybolan nesnelerle hala yavaş yavaş gelişmektedir.
Dağınık disk, halka şeklindeki klasik Kuiper Kemerine çok daha geniş ve kalın bir boyut kazandırır. Bazı gökbilimciler, sınırları birbiriyle örtüşse de, birkaç yolla birbirine bağlı olsalar da, bu bölge hakkında iki ayrı bölge olarak konuşuyorlar. Eris, dağınık diskteki bir nesneye örnektir (aslında, bu popülasyonun bilinen en büyük üyesi).
Kuiper Kuşağında Plüton'un Yeri
Pluton, 1930'da, astronomların Neptün'ün ötesinde büyük bir buzlu nesne dünya nüfusu beklemek için bir nedene sahip olmadan önce keşfedilen ilk Kuiper kuşağı nesnesiydi. Bugün "Kuiper Kuşağının Kralı" olarak bilinir -- bölgedeki en büyük nesnedir, Eris adı verilen başka bir cisim biraz daha yüksek kütleye sahip olsa da.
Plüton'un yörüngesinin Neptün'ün yörüngesiyle rezonansta olduğu söylenir, yani Plüton'un yörüngesi Neptün'ün yörüngesinde istikrarlı ve tekrar eden bir modeldedir. Neptün tarafından tamamlanan her üç yörünge için, Plüton iki yörünge yapar.
Bu durumda, Plüton yerçekiminden çok etkilenecek kadar Neptün'e asla yaklaşamaz. Aslında, yörüngesi Neptün'ün yörüngesini geçmesine rağmen, Pluton fiziksel olarak Uranüs'e Neptün'e olduğundan daha yakın olur.
Önceki Yazı
Sonraki Yazı