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Kuipergürtel

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Der Kuipergürtel [ˈkœypərɡʏʁtl̩] (englisch Kuiper belt) ist eine ringförmige, relativ flache Region, die sich im Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) nahe der Ekliptik erstreckt und schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser sowie viele kleinere Objekte enthält.

Die Objekte in diesem Bereich werden als Kuipergürtelobjekte (abgekürzt KBO, von engl. Kuiper Belt Objects, manchmal auch EKO von engl. Edgeworth-Kuiper Belt) bezeichnet und gehören zu den transneptunischen Objekten (TNO).

Man vermutet, dass ein Großteil der Kometen mit mittleren Perioden aus dem Kuipergürtel stammt. Während früher davon ausgegangen wurde, dass die Kometenkerne nahezu unverändert aus ihrer Bahn geworfene KBOs sind, gilt mittlerweile, dass es sich bei ihnen um Fragmente aus Zusammenstößen von KBOs handelt.

Inhaltsverzeichnis

Namensherkunft


Der Name Kuipergürtel wurde durch Scott Tremaine geprägt. Tremaine überprüfte und bestätigte 1988 mit einer Computersimulation eine Theorie von Julio Ángel Fernández aus dessen Veröffentlichung On the existence of a comet belt beyond Neptune aus dem Jahr 1980 und benannte die noch hypothetische Region Kuiper belt in Anlehnung an Fernández’ Veröffentlichung, die sich in der Einleitung auf einen vermuteten comet belt und entsprechende Theorien von Gerard Kuiper aus den Jahren 1951 und 1974 bezog.[1]

Die Bezeichnung ist zum Teil umstritten, da Kuipers Theorie weder die erste dieser Art war noch als aktuell gilt. Daher ist manchmal auch vom Edgeworth Belt (nach dem irischen Astronomen Kenneth Edgeworth) oder Edgeworth-Kuiper Belt die Rede, da sowohl Edgeworth (1943 in Irland) als auch Kuiper (1951 in den USA) unabhängig voneinander die These aufgestellt hatten, dass sich hinter der Neptunbahn ein Bereich befinde, in dem sich aus planetarischem Material (Staub) Kometen bildeten.

Klassifizierung


Die bis jetzt (2015) circa 2000 bekannten Objekte dieser Region lassen sich aufgrund ihrer Bahnelemente in mehrere unterschiedliche Gruppen unterteilen:

Seit 1978 ist bekannt, dass Pluto mit Charon einen sehr großen Begleiter hat, man spricht deshalb auch vom Pluto-Charon-System. Zwischen 1997 und 2001 wurden unter den bis dahin bekannten etwa 500 KBOs weitere acht Zweifachsysteme gefunden, die sich auf alle drei KBO-Gruppen verteilen.

Teilregionen des Kuipergürtels (Entfernungen in AE):

Die Balken entsprechen dem Spielraum der Großen Halbachsen der Objekte der jeweiligen Zonen. Die Gebiete der Objekte, die in Bahnresonanz zu Neptun stehen, sind rot dargestellt. Die Neptunbahn und die Neptun-Trojaner sind nur als Referenz dargestellt und gehören nicht zum Kuipergürtel.

Ob die Jupiter-Familie-Kometen, die Zentauren, die Neptun-Trojaner, die Inner-Oort-Cloud-Objekte und die Sednoiden dem Kuipergürtel zuzurechnen sind, wird in der Literatur unterschiedlich gehandhabt.[2][3][4][5][6][7][8][9]

Entstehung


Die KBOs sind während der Planetenbildung vermutlich nahe der Region entstanden, in der sie beobachtet werden. Während sich im dichteren inneren Bereich sehr schnell viele Planetesimale bildeten und bald zu Planeten heranwuchsen, vollzog sich dieser Vorgang in den dünneren äußeren Bereichen viel langsamer. Die Überbleibsel bilden die beobachtbaren KBOs.

Die CKBOs bewegen sich nahezu kreisförmig, wie für in diesem Bereich entstandene Objekte zu erwarten. Die teilweise recht großen Bahnneigungen erfordern jedoch einen Mechanismus, der sie aus der Ekliptik ablenkt. Dieser Mechanismus ist noch nicht verstanden.

Die SKBOs wurden vermutlich während der Entstehung des Planetensystems von den großen Planeten nach außen gestreut. Ein Teil wurde von Neptun auf Bahnen nahe 35 AE Periheldistanz eingefangen, der Rest wurde weiter hinaus gestreut und hat wohl teilweise das Sonnensystem verlassen.

Die Bildungsprozesse der Zweifachsysteme sind bisher reine Spekulation. Das Hauptproblem der meisten Vorschläge ist dabei die große Anzahl dieser Systeme aus großen KBOs.

Große Kuiper Belt Objects (KBOs)


Mit Stand 2016 sind acht KBOs bekannt, deren Durchmesser (bei Unsicherheiten von 10–15 %) um 1000 km oder mehr liegt:

Entdeckungsgeschichte


Extrasolare Gürtel


Kuipergürtelähnliche Strukturen scheinen sich auch in anderen Sternensystemen gebildet zu haben. Ein Beispiel ist Fomalhaut, wo ein massereicher Begleiter gefunden wurde, dessen Umlaufbahn innerhalb des Staubgürtels verläuft.

Vergleichbare Planeten sind in unserem Sonnensystem nicht zu erwarten; ihre Existenz würde sich durch eine Verschiebung des Gesamtschwerpunkts relativ zur Sonne bemerkbar machen.

Zooniverse-Projekt IceHunters


Im Rahmen des Citizen-Science-Projekts IceHunters suchten Freiwillige nach Objekten im Kuiper-Gürtel, um ein Nachfolgeziel für die Raumsonde New Horizons zu finden. Hierzu werteten sie Bilder aus, die aus der Subtraktion von in zeitlichen Abständen aufgenommenen astronomischen Aufnahmen gewonnen wurden. Astronomische Kenntnisse waren für diese Tätigkeit nicht notwendig.[10]

Siehe auch


Literatur


Einzelnachweise


  1. John Davies: Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system. Cambridge University Press. xii. Cambridge 2001, S. 191, ISBN 978-0-521-80019-8.
  2. J. Horner, N.W. Evans, M.E. Bailey: Simulations of the Population of Centaurs I: The Bulk Statistics. In: Mon. Not. R. Astron. Soc. Nr. 000, 2004, S. 1–15, arxiv:astro-ph/0407400 .
  3. Patryk Sofia Lykawka, Tadashi Mukai: Dynamical classification of trans-neptunian objects: Probing their origin, evolution, and interrelation. In: Icarus. Nr. 189 (1), 2007, S. 213–232 (sciencedirect.com ).
  4. Amanda M. Zangari, Tiffany J. Finley, S. Alan Stern, Mark B. Tapley: Return to the Kuiper Belt: launch opportunities from 2025 to 2040. 2018, arxiv:1810.07811 .
  5. a b Brett Gladman, Brian G. Marsden, Christa VanLaerhoven: Nomenclature in the Outer Solar System. In: University of Arizona Press, Tucson. Nr. 592, 2008, S. 43–57 (caltech.edu [PDF]).
  6. J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, E. I. Chiang, A. B. Jordan, D. E. Trilling, K. J. Meech: The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population. In: The Astronomical Journal. Nr. 129, 2006, S. 1117–1162, doi:10.1086/427395 , bibcode:2005AJ....129.1117E (mit.edu [PDF]).
  7. K. Wierzchos, M. Womack, G. Sarid: Carbon Monoxide in the Distantly Active Centaur (60558) 174P/Echeclus at 6 au. In: The Astronomical Journal. Nr. 153/5, 2017, S. 8 ff., arxiv:1703.07660 .
  8. J. M. Trigo-Rodríguez, E. García Melendo, D. A. García-Hernández, B. Davidsson, A. Sánchez, and D. Rodríguez: A continuous follow-up of Centaurs, and dormant comets: looking for cometary activity. In: European Planetary Science Congress. 2008 (cosis.net [PDF]).
  9. Michael E. Brown, C. A. Trujillo, D. L. Rabinowitz: Discovery of a planetary-sized object in the scattered Kuiper belt. In: The Astrophysical Journal. Nr. 635, 2005, S. L97–L100, doi:10.1086/499336 , arxiv:astro-ph/0508633 .
  10. Beschreibung auf Centauri Dreams

Weblinks


 Commons: Kuipergürtel  – Sammlung von Bildern



Kategorien: Kuipergürtelasteroid | Sonnensystem


Quelle: Wikipedia - https://de.wikipedia.org/wiki/Kuipergürtel (Autoren [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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