Nieuwe
wereld aan de rand van het zonnestelsel
Kuipergordel
geeft steeds meer geheimen prijs - 04-07-2001
Aan
de rand van ons zonnestelsel hebben astronomen een nieuw object ontdekt,
groter dan de maan van Pluto. Daarmee wordt de steeds groeiende lijst
van Kuipergordelobjecten weer wat uitgebreid, een lijst die al opmerkelijk
lang is voor een regio waarvan voor de jaren ‘80 maar weinigen geloofden
dat ze echt bestond.
Ijzige
werelden
2001KX76 is de naam van de gigantische ijsbal die in mei van dit jaar
met vereende krachten werd ontdekt. Astronomen van het Lowell
Observatory, het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en
het Large binocular
Telescope Observatory maakten dat nieuws zo pas bekend, en voegden
eraan toe dat 2001KX76 groter is dan elk bekend niet-planetair object.
Robert Millis, hoofd van het Lowell-team, zegt dat “dit object intrinsiek
het meest heldere Kuipergordelobject is dat tot dusver werd gevonden’.
De Kuipergordel is een verzameling ruimteobjecten gelegen achter Pluto,
aan de rand van het zonnestelsel. Op basis van de helderheid kan de
grootte van het object worden berekend, al zijn daar een aantal verschillende
formules voor die licht afwijkende resultaten geven. Volgens één berekening
zou het object een diameter hebben van ongeveer 1270 kilometer, waarmee
het niet alleen groter is dan de grootste asteroïde Ceres, maar ook
dan de Pluto-maan Charon (1200 km diameter). Een meer bescheiding
schatting geeft KX76 een doorsnede van 960 km.
De ontdekking van KX76 kadert in het Deep
Ecliptic Survey, een programma dat onder andere door NASA wordt
gefinancierd en waarin gezocht wordt naar Kuiperbelt-objecten. Totnogtoe
werden meer dan 400 lichamen gevonden, waarvan meer dan de helft in
het Deep Ecliptic Survey.
Naarmate astronomen steeds dieper in deze gordel doordringen worden
alsmaar grotere objecten gevonden. In mei werd al aangekondigd dat
een kleiner broertje van Pluto in de gordel was aangetroffen, Varuna.
KX76 is nog net wat groter, en James Elliot van het MIT
verwacht dan ook dat het maar een kwestie van tijd is vooraleer men
een object aantreft dat groter is dan de 9de planeet. De meest belangwekkende
conclusie die aan de ontdekking van KX76 wordt gekoppeld is dan ook
dat er nog heel wat grote dingen verscholen zitten in de verste uiteinden
van het zonnestelsel.
De
ontdekking van Kuiper
Het bestaan van de Kuipergordel is ondertussen een vanzelfsprekendheid,
zodat wel eens vergeten wordt dat het tot de jaren ‘80 duurde voor
het begrip weer uit de kast werd gehaald en tot 1992, toen het eerste
object werd waargenomen, vooraleer iedereen bereid was het bestaan
van de gordel te aanvaarden.
Toch werd al in 1951 geopperd dat zich achter Pluto een band bevindt
die is opgemaakt uit materiaal dat bij de vorming van de planeten
ongebruikt werd gelaten. De paper waarin deze idee werd gelanceerd
was van de hand van de Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper,
die bij het schrijven overigens niet wist dat de Ier Kenneth Essex
Edgeworth in 1949 een soortgelijke hypothese had gelanceerd (of dat
vergat te melden). Hoe dan ook, toen het kind eenmaal een naam moest
hebben besloot men de Nederlander de eer te gunnen.
Dat er aan de rand van het zonnestelsel wel wat meer te vinden was
dan inktzwarte leegte, werd Kuiper ingegeven door het gedrag van kometen.
Dat deze zo spectaculair aan de hemel verschijnen, komt doordat ze
grotendeels uit ijs en steen bestaan. Naarmate ze dichter bij de zon
komen, verdwijnt steeds meer gas en stof van hun oppervlak, waardoor
de kenmerkende staarten ontstaan. Maar wat in de ruimte verdwijnt,
is ook voor kometen voorgoed verloren. Zo wordt geschat dat elke passage
om de zon de komeet van Halley 1/10.000 deel van zijn massa kost,
waardoor er na een half miljoen jaar niet veel meer van zou overblijven
dan een oninteressante klomp steen. Toch blijkt uit de verzamelde
gegevens dat kometen gevormd werden bij het ontstaan van het zonnestelsel.
De vraag is dan natuurlijk: waarom zijn er nog zo veel kometen over?
Het zonnestelsel is ondertussen toch al zo’n 4,5 miljard jaar oud...
De Nederlandse astronoom Jan Oort had een eerste verklaring: er bestaat
een verzameling van kometair materiaal (nu bekend als de Wolk van
Oort)op een afstand van 100.000 astronomische eenheden (AE, waarbij
1AE gelijk is aan de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon, ongeveer
150 miljoen kilometer). Door passerende sterren wordt de rust van
dit puin regelmatig verstoord, en door de zwaartekracht van de passanten
worden de kometen in een baan rond de zon gebracht.
Deze theorie bleek wonderwel overeen te stemmen met de waarnemingen
- zij het van slechts één bepaald soort kometen. Lange-termijn kometen,
die meer dan 200 jaar tijd nodig hebben om een rondje om de zon te
voltooien, kruisen inderdaad van alle kanten de banen van de planeten.
Korte-termijn kometen doen dat echter niet, en het is dan ook onwaarschijnlijk
dat deze afkomstig zijn van een bolvormig reservoir als de Wolk van
Oort.
Deze laatste klasse kometen hebben een baan die nauwelijks afwijkt
van het vlak waarin de banen van de planeten liggen. Kuiper loste
dat probleem op door, naast de oortwolk, het bestaan van een gordel
van kometair materiaal te postuleren. Het gros van de astronomen dacht
echter dat de zwaartekracht van de reuzenplaneten - en dan voornamelijk
van Jupiter - de chaotische lange-termijn kometen tot de orde roept
en ze reduceert tot kometen die wel keurig in de pas van de planeten
lopen.
Eind jaren ‘70 begon de twijfel aan deze theorie te knagen. Er werd
geopperd dat de zwaartekracht van Jupiter te zwak was om het bestaan
van de grote hoeveelheid korte-termijn kometen te verantwoorden. Gaandeweg
werd de idee van Kuiper weer opgevist en won het steeds meer medestanders,
naarmate de hoeveelheid aanwijzingen dat de zwaartekracht van de planetaire
reuzen geen voldoende verklaring bood, toenam. In 1988 werd vastgesteld
dat als een komeet door de zwaartekracht van Jupiter werd gevangen,
deze in een heel andere baan terecht zou komen dan die waarlangs de
kometen zich in werkelijkheid bewogen, zodat het wel erg moeilijk
werd aan deze hypothese vast te houden. Toen dan in 1992 David Jewitt
het eerste Kuiperobject ontdekte, werd het bestaan van de Kuipergordel
een feit.
Voor Pluto loopt het verhaal minder goed af, want het werd steeds
duidelijker dat Pluto en zijn maan Charon grote gelijkenissen vertoonden
met de Kuiperobjecten, net als de Neptunus-maan Triton, maar erg verschillend
zijn van de reuzenplaneten. Het afwijkende trio heeft een aanzienlijk
hogere dichtheid dan de naaste planetaire buren en ook met hun banen
is er wat vreemds aan de hand. Triton draait in de omgekeerde richting
rond Neptunus, en de baan van Pluto en Charon wijkt af van het vlak
waarin de andere planeten zich bewegen - net als bij de Kuipergordelobjecten.
Bovendien kruist het de baan van Neptunus, iets wat bij geen van de
andere planeten, die lang niet in elkaars buurt komen, het geval is.
Pluto dreigt dan ook zijn planetaire status kwijt te spelen, al behoedt
de traditie het onfortuinlijke ruimteobject nog voor een degradatie
tot ‘Kuiper Belt Object N°1’. Maar dat Pluto zich in een 3:2 resonerende
baan met Neptunus om de zon bevindt - als Neptunus 3 keer rond de
zon is gedraaid heeft Pluto er net 2 ommetjes opzitten - verraadt
de ware aard van de planeet. Het is deze resonantie die verhindert
dat Neptunus de stabiele baan van Pluto verstoort. Heel wat Kuipergordelobjecten
vertonen dezelfde resonantie, en het pas ontdekte 2001KX76 vertoont
een 3:4 resonantie. Misschien kan het een troost zijn dat deze eigenaardigheid
Pluto de talrijkste kroost van ons zonnestelsel oplevert: alle Kuipergordelobjecten
die een 3:2 resonantie vertonen werden ‘Plutino’s’ genoemd - kleine
Plutootjes.
(DdV)
Aansluitende artikels:
Zonsverduistering
over Afrika- 21-06-2001
Hubble-telescoop
bepaalt uitdijingssnelheid heelal - 11-06-2001
Het
gevaar uit de ruimte - 21-09-2000
Related links:
Cerro
Tololo Inter-American Observatory
Large
binocular Telescope observatory
Deep
Ecliptic Survey
De
Kuipergordel-pagina
De
Kuipergordel en de wolk van Oort
©
David de Vaal
