De Kuipergordel

Dankzij onderzoek met de Hubble-telescoop is er een enorme vooruitgang geboekt in het in kaart brengen van ons zonnestelsel. Tot voor kort hadden we een vrij stabiel beeld van ons zonnestelsel: de zon in het centrum, met daaromheen negen planten. De verst verwijderde planeet, Pluto, was in 1930 ontdekt. In 1977 werd echter het vreemde hemellichaam Cheiron ontdekt dat men niet goed kon plaatsen in dit geheel. Pas vanaf 1992 werd duidelijk dat Cheiron een Centaur was, afkomstig van de Kuipergordel. Deze enorme schijf met grote en kleine brokken ijs was in de jaren ’40 als hypothese naar voren gebracht door de Nederlandse astronoom Gerard Kuiper. Vanaf 1992 kon ze echter pas geleidelijk in kaart worden gebracht. Dit leidde in 2006 zelfs tot een herziening van de definitie van een planeet. Men gaat er nu van uit dat er acht planeten rond de zon draaien.

De Kuipergordel

De Kuipergordel is een soort zeer grote asteroïdengordel (deze ligt zelf tussen de banen van Mars en Jupiter in) die voorbij de baan van Neptunus ligt. Het verschil met de asteroïdengordel is, onder andere, dat de asteroïdengordel bestaat uit rotsachtige objecten, met daarbij nog wat ijs en metaal, terwijl de Kuipergordel vooral bestaat uit bevroren vluchtige gassen, die ‘ijzen’ (in het Engels ices) genoemd worden. Deze gassen zijn met name methaan, ammonia en water. Onder deze ijzen bevinden zich planeetachtige objecten, bijvoorbeeld de drie dwergplaneten Pluto (vóór 2006 een planeet genoemd), Haumea en Makemake. Allemaal behoren ze tot de zogenaamde ‘klassieke Kuipergordel’, die een min of meer regelmatige schijfvorm heeft en een dynamisch evenwicht vertoont.

Aantal objecten

Sinds de ontdekking van deze gordel zijn er al meer dan duizend Kuipergordel-objecten (KBO’s) in kaart gebracht. Geschat wordt dat er in totaal zo’n 70.000 objecten zijn met een diameter groter dan 100 km. De Kuipergordel ligt tussen de dertig en vijftig Astronomische Eenheden van de zon verwijderd. Een Astronomische Eenheid is de afstand tussen zon en Aarde. Dat is zo’n 150 miljoen kilometer. De, overigens nog hypothetische, Oortwolk is iets heel anders dan de Kuipergordel en ligt duizend keer verder weg dan deze.

Verspreide schijf

De ‘verspreide schijf’, rond de klassieke gordel, is de vermoedelijke oorsprong van diverse soorten kometen. Deze zeer dynamische regio van het zonnestelsel werd 4,5 miljard jaar geleden gevormd door de buitenwaartse beweging van Neptunus. Het bekendste object in deze schijf is momenteel de dwergplaneet Eris, tot nu toe het grootste object in de Kuipergordel en slechts een fractie groter dan Pluto. Beide zijn, ter vergelijking, een derde kleiner dan onze Maan, die weer zes keer kleiner is dan onze Aarde.

Plutoïden

Ter ere van Pluto, die toch gedurende 76 jaar de status van planeet genoot en in de mythologie Heer van de Onderwereld (Hades in het Grieks) is, worden dwergplaneten ook plutoïden genoemd, wanneer hun omloop dezelfde verhouding heeft ten opzichte van reuzenplaneet Neptunus. Namelijk, drie omlopen van Neptunus rond de zon zijn gelijk aan twee omlopen van Pluto of een plutoïde rond de zon.

Ontstaan van de Kuipergordel

Mogelijk is de Kuipergordel ontstaan uit de protoplanetaire schijf die zich rond de zon bevond in een vroeg ontwikkelingsstadium van ons zonnestelsel. Tijdens haar formatie is ze waarschijnlijk sterk beïnvloed door de zwaartekracht van Jupiter en Neptunus. Bovendien zijn Uranus en Neptunus, nu de verst verwijderde planeten, waarschijnlijk binnen de baan van Saturnus ontstaan, dichtbij Jupiter, en later buitenwaarts gedrukt. Door de toenmalige wisselwerking tussen Jupiter en Saturnus (2:1) bewoog Neptunus zich verder weg over de planetesimale oerschijf. Dit noemt men de ‘baanverschuiving’ van Neptunus, gevolgd door de geringere baanverschuiving van Uranus. De oerschijf werd door de verschuiving van deze zware lichamen tijdelijk chaotisch. Later stabiliseerde ze weer, echter in een veel meer uitgespreide en verder van de zon af gelegen schijf, de huidige Kuipergordel.

Centauren

Na de stabilisatie trok Neptunus, met zijn enorme zwaartekracht, diverse KBO’s binnen zijn baan. Zij zijn afkomstig uit een gebied voorbij de planeten, maar beschrijven tegenwoordig hun baan binnen de planetaire schijf. Door deze dubbele natuur heeft men ze Centauren genoemd. In de Griekse mythologie waren dat wezens die half mens, half paard waren. Zij beschrijven sterk elliptische banen tussen Neptunus en Jupiter in.