آشنایی با کمربند کویپر

حلقه ای قرص مانند از اجرام که در ماورای مدار نپتون در فاصله 30 تا40 واحدنجومی وتقریبا در صفحه منظومه شمسی بدور خورشید می چرخند(توجه داشته باشید که منطقه ابر اورت منطقه ای کروی است).این اجرام از مواد یخی تشکیل شده و منشا اصلی دنباله دارها با دوره تناوب کوتاه(با دوره تناوب کمتر از 200 سال) به شمار می رونددرحالیکه ابر اورت منشاءدنباله دارهای با دوره بلند است.تصور بر این است که گروهی از سیارکها با نام سیارکهای سنتور که مدار آنها بین مشتری ونپتون است نیزتحت تاثیر سیاره نپتون احتمالا به این منطقه آمده باشند.اگر این سیارکهای یخی به مناطق درونی منظومه شمسی نزدیک شوند میتوانند به دنباله دارهایی فوق العاده درخشان تبدیل شوند.

حلقه های مشابه کوییپر تا به حال در اطراف 9 ستاره تشخیص داده شده اند .وجود این حلقه ها ارتباط مستقیمی با تشکیل سیارات در یک منظومه ی ستاره ای دارد.وجود لبه های تیز بیرونی در یک کمربند باریک (مانند کمربند کوییپر) نشان دهنده ی وجود همدمی ستاره مانند برای ستاره ی اصلی است که به طور مداوم ، لبه ی بیرونی کمربند را تمیز می کند.درست مانند تاثیر اقمار بر لبه های حلقه های زحل و اورانوس.

این اجرام یخی هر از چند مدتی تحت تاثیر گرانش سیارات بزرگ منظومه شمسی بویژه مشتری به مناطق درونی منظومه رانده شده وبخاطر نور وحرارت خورشید شروع به بخار شدن کرده و مانند دنباله دار در آسمان ظاهر می شوند.در سال 1992 اخترشناسان نقطه سرخ رنگ کوچکی را در 42 واحد نجومی خورشید تشخیص دادند؛ اولین جرم دیده شده در کمربند کوییپر. از آن سال تاکنون بیش از 1000 جرم در این کمربند شناخته شده است. اجرام کمربند کوییپر بسیار دور هستند و به همین علت اندازه گیری ابعادآنها کاری دشوار است.

اندازه ای که برای آنها تخمین زده می شود، به ارتباط میان میزان درخشندگی سطحی آنها و اندازه شان وابسته است. برای اندازه گیری اندازه بنابر میزان درخشندگی، دانشمندان درصد بازتاب نور خورشید را از سطح جرم اندازه می گیرند، به این عدد ضریب بازتاب سطحی (آلبدو) می گویند. با فرضِ اینکه ضریب بازتاب سطحی یک جرم متوسط کمربند کوییپر برابر دنباله دارهاست، حدود 4 درصد، دانشمندان اندازه اجرام کمربند را حساب می کنند. یکی از راههای اندازه گیری ضریب بازتاب سطحی جرم، اندازه گیری مقدار گرمای ساطع شده از آن در طول موج فروسرخ است. در سال 2004 ، دانشمندان تعدادی از اجرام کوییپر را با تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر رصد کردند و میانگین ضریب بازتاب را 12 درصد به دست آوردند؛ به این ترتیب اجرام کوییپر باید کوچکتر از آنچه در ابتدا تصور می شد، باشند. با این حال، رصدها و اکتشافات جدید ممکن است این نتیجه گیری را دگرگون کند.

اخترشناس هلندی تبار، خرارد کایپر بر پایهٔ مدار برخی از دنباله دارهای شناخته شده و وجود اجرامی مانند سیاره کوتوله پلوتون باور داشت که کمربندی از اجرام دنباله دار مانند در ورای مدار نپتون وجود دارند. 20 سال پس از مرگ او نخستین جرم کمربند کویی پر در فاصله 42 واحد نجومی از خورشید شناخته شد. این جرم به قطر 240 کیلومتر با نام 1992QB1 نامگذاری شد.

از آن زمان تا کنون بیش از 800 جرم دیگر در کمربند کویپر یافته شده‌است. گمان می‌شود حداقل 35000 جهان یخ زده با قطری بیش از 100 کیلومتر در این منطقه وجود داشته باشند و شاید ده‌ها بار بیش از این، اجرام کوچک‌تری در کمربند کویی پر پنهان از دید ما باشند. کل جرم موجود در کمربند کویپر باید چند صد برابر جرم موجود در کمربند سیارک‌ها که در میان مدار مریخ و مشتری است باشد.

از جمله اجسامی که در این کمربند هستند می‌توان اریس و پلوتون را نام برد.

Quaoar (2002 LM60)

یکی از بزرگترین اجرام کمربند کوییپر است. Quaoar، تقریبا در 6.1 میلیارد کیلومتری مدار پلوتون (حدود 42 واحد نجومی)، هر 288 سال یکبار گرد خورشید می گردد. در سال 1980 از این جرم عکس برداری شده بود اما تا سال 2002 که مایک براون و همکارانش از کَلتِک در پاسادنا آن را کشف کردند، از اجرام کوییپر به حساب نمی آمد.

قطر Quaoar تقریبا 1250 کیلومتر، برابر قمر پلوتون، کارون، است. پس از کشف پلوتون در سال 1930 (و قمرش کارون در سال 1978) تا سال گذشته که سیاره کوتوله اریس یا UB313 کشف شد، جرمی بزرگتر از Quaoar کشف نشده بود. در حقیقت این جرم بزرگ از به هم پیوستن 50000 سیارک، به وجود آمده است. مجموع این اجرام حجمی برابر Quaoar خواهند داشت.

جرم بزرگتری از کمربند کوییپر (2004 DW که اکنون Orcus نامیده می شود) در فاصله 45 واحد نجومی از خورشید کشف شد.

2005 FY9 یا ماکه ماکه (MAKEMAKE)

جرم بسیار بزرگی از کمربند کوییپر است که در 31 مارچ 2005 ، گروه مایک براون آن را کشف کرد. کشف آن در 29 جولای 2005 همزمان با دو جرم بزرگ دیگر در کمربند کوییپر، 2003 EL61 و 2003 UB 313، که اکنون اِریس نامیده می شود، اعلام شد. در ابتدا به نظر می رسید قطری برابر 50 % تا 75 % پلوتون داشته باشد. از نظر اندازه مشابه 2003 EL61 است، ولی پرنور تر از آن. پس از UB313 و پلوتون، بزرگترین جرم منظومه شمسی به شمار می آید. این جرم هر 308 سال یک بار به دور خورشید می گردد. مانند پلوتون، مداری کشیده دارد و با صفحه مدار سیارات منظومه شمسی نیز زاویه زیادی دارد.

2003 EL61

2003 EL61 یکی دیگر از اجرام کمربند کوییپر است که مایک براون و گروهش از کَلتِک، آن را کشف کردند. این جرم در منطقه ای آن سوی مدار نپتون است؛ جایی که پلوتون و خرده سیاره های بزرگ Orcus و Quaoar، 2005 FY9 و سیاره کوتوله 2003 UB313 در میان سایر اجرام، قرار دارند. 2003 EL61، پس از پلوتون و 2005 FY9 پرنورترین جرم این منطقه است. این جرم آنقدر پرنور است که با تلسکوپ های خوب آماتوری و مجهز به دوربین های سی سی دی، می توان آن را دید. در کنار درخشان بودن 2003 EL61 ، این جرم، از نمونه های دسته ای از اجرام کمربند کوییپر به نام "اجرام پراکنده کمربند کوییپر" است. این اجرام به این علت "پراکنده" نامیده می شوند که تصور می شود اجرامی باشند که زمانی با نپتون تماس نزدیک داشته اند و گرانش نپتون مدار آنها را بسیار کشیده و پراکنده کرده باشد. جرم 2003 EL61 ، 32 % جرم پلوتون است.

سدنا

در ماه مارچ 2004 ، اخترشناسان اعلام کردند سیاره جدیدی یا خرده سیاره ای، در فاصله ای بسیار دور، در سردترین مناطق منظومه شمسی، کشف کرده اند. در ابتدا، مایک براون، همراه با دکتر چاد تروجیلو از رصدخانه جِمینی در هاوایی و دیوید رابینوویتز از دانشگاه یِل، این "خرده سیاره" را در 14 نوامبر 2003 ، با تلسکوپ 48 اینچ ساموئل اُشین در رصدخانه پالومار در نزدیکی سَن دیِگو، کشف کردند. در روزهای بعد، جرم جدید با تلسکوپهایی در شیلی، اسپانیا، آریزونا و هاوایی و کمی پس از آن، با تلسکوپ فضایی اسپیتزر رصد شد.

خرده سیاره 2003 VB12

که به نام خدای مردمان اسکیمو که در زیر آبهای اقیانوس شمالی زندگی می کند، سدنا، نامیده شد، مدت کوتاهی، در دوره تناوب 10500 ساله خود، به خورشید نزدیک شده بود. سدنا حدود یک چهارم تا سه هشتم قطر پلوتون است. سدنا در دورترین نقطه مدارش، 130 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد؛ که حدود 86 واحد نجومی می شود؛ ای فاصله را با فاصله نپتون، 30واحد نجومی، و پلوتون، 39 واحد نجومی، مقایسه کنید.

کاشفان سدنا، این جرم را از اجرام داخلی ابر اورت معرفی کردند، زیرا هیچ گاه وارد کمربند کوییپر نشد. سدنا هیچ گاه از 76 واحد نجومی به خورشید نزدیک تر نشد. سدنا، جرم بسیار عجیبی است؛ هیچ کس تصور نمی کرد در فضای خالی بین ابر اورت و کمربند کوییپر چنین جرمی پیدا شود. شاید ابر اورت بیشتر از آنچه تصور می شد گسترده باشد، یا شاید سدنا جرمی از اوایل پیدایش منظومه شمسی باشد که بین کمربند کوییپر و ابر اورت گرفتار شده است. از دیگر ویژگی های جالب سدنا، می توان رنگ سرخ و اندازه آن را نام برد؛ پس از مریخ، سدنا سرخ ترین جرم منظومه شمسی است. با قطری که حدود سه چهارم پلوتون تخمین زده می شود، از زمان کشف پلوتون در سال 1930 و تا پیش از کشف اریس، بزرگترین جرم کشف شده منظومه شمسی است. سدنا در دوردست های منظومه شمسی، در سردترین منطقه منظومه که دمای آن هیچ گاه به بالای منفی 240 درجه سانتی گراد نمی رسد، قرار دارد. سدنا در دورترین نقطه مدارش، 130 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد. این فاصله 900 برابر فاصله میانگین زمین تا خورشید است.

دانشمندان هنگامی که متوجه شدند حتی تلسکوپ فضایی اسپیتزر نیز نمی تواند گرمای ساطع شده از این جرم سرد و دور را ثبت کند، اعلام کردند باید اندازه ای کوچکتر از پلوتون داشته باشد. با جمع آوری همه داده ها، براون اندازه سدنا را بین پلوتون و Quaoar ، خرده سیاره ای که همین گروه آن را در سال 2002 کشف کرده بود، تخمین زد. تا زمان کشف سدنا، Quaoar بزرگترین جرم شناخته شده در آنسوی پلوتون بود.

Kenneth Essex Edgeworth (1880-1972) و Gerard Peter Kuiper (1905-1973)

نام دو ستاره شناسی بود که درباره این ناحیه از منظومه شمسی به تحقیق پرداختند.

برای آشنایی با سیاهچاله های فضایی بر روی لینک زیر کلیک کنید :

سیاهچاله های فضایی