Afbeelding tegoed: NASA
Onderzoekers van het Southwest Research Institute geloven dat ze een theorie hebben die kan helpen verklaren waarom er zo weinig objecten in de Kuipergordel zijn - een reeks objecten buiten de baan van Neptunus. Volgens theorieën over hoe planetaire systemen zich vormen, zou er 100 keer meer materiaal in de Kuipergordel moeten zitten dan astronomen hebben waargenomen. De onderzoekers denken dat de gasreuzen, waaronder Neptunus, zich dichter bij de zon hebben gevormd en in de loop van de tijd langzaam verder zijn afgedreven. Terwijl Neptunus naar buiten migreerde, had het de Kuiper-objecten uit het zonnestelsel kunnen duwen.
Een nieuwe studie door onderzoekers van het Southwest Research Institute (SwRI) en het Observatoire de la C? Te d’Azur biedt een verklaring voor een van de meer mysterieuze aspecten van de populatie van objecten buiten Neptunus. Door dit te doen, biedt het een unieke blik in de proto-planetaire schijf waaruit de planeten van het zonnestelsel zijn gevormd. De resultaten worden gepubliceerd in het nummer van 27 november van Nature.
De Kuipergordel is een gebied van het zonnestelsel dat zich naar buiten uitstrekt vanaf de baan van Neptunus, met miljarden ijzige objecten van kilometers tot duizenden kilometers breed. Het werd ontdekt in 1992 en sindsdien zijn er bijna 1.000 objecten gecatalogiseerd. Sommige van deze objecten zijn erg groot - de grootste heeft een diameter van meer dan 1.000 kilometer.
Terwijl astronomen deze structuur hebben bestudeerd, is er een mysterie ontstaan. Zoals de meeste planeten in het zonnestelsel, wordt aangenomen dat de grote Kuipergordel-objecten zijn gevormd uit kleinere objecten die aan elkaar vastzaten toen ze botsten. Om dit proces te laten werken in de verre gebieden buiten Neptunus, zou de Kuipergordel meer dan 10 keer de hoeveelheid materiaal moeten bevatten dan in de aarde. Uit telescopische onderzoeken van dit gebied blijkt echter dat het momenteel ongeveer een tiende van de massa van de aarde bevat, of minder.
Om de puzzel op te lossen, hebben onderzoekers jarenlang gezocht naar een manier om meer dan 99 procent van het materiaal van de Kuipergordel te verwijderen. Dr. Harold Levison (SwRI) en Dr. Alessandro Morbidelli (Observatoire de la Cité de Nice, Frankrijk) beschrijven echter in hun artikel: "De Kuipergordel vormen door het naar buiten transporteren van objecten tijdens de migratie van Neptunus". dat de Kuipergordel helemaal niet veel massa heeft verloren.
"Het probleem van massale uitputting steekt al een tijdje in onze keel", zegt Levison, een stafwetenschapper bij de afdeling SwRI Space Studies. 'Het lijkt erop dat we eindelijk een mogelijk antwoord hebben.'
Levison en Morbidelli beweren dat de proto-planetaire schijf waaruit de planeten, asteroïden en kometen allemaal zijn gevormd een tot dusver onverwachte rand had op de huidige locatie van Neptunus, die zich op 30 astronomische eenheden bevindt (AU, de gemiddelde afstand tussen de zon en de aarde) , en dat het gebied dat nu bezet is door de Kuipergordel leeg was. Alle Kuipergordelobjecten die we voorbij Neptunus zien, vormden veel dichter bij de zon en werden tijdens de laatste stadia van de planeetvorming naar buiten getransporteerd.
Onderzoekers weten al 20 jaar dat de banen van de gigantische planeten zich tijdens het vormen bewogen. Met name Uranus en Neptunus vormden zich dichter bij de zon en migreerden naar buiten. Levison en Morbidelli laten zien dat Neptunus tijdens de migratie alle waargenomen objecten van de Kuipergordel naar buiten had kunnen duwen.
"We hebben het probleem van massale uitputting echt niet opgelost, we hebben het omzeild", zegt Levison. 'Volgens ons werk was de leegte voorbij Neptunus waarschijnlijk verstoken van objecten.'
In dit model bevatte het regio-interieur tot 30 AU echter voldoende materiaal om de objecten van de Kuipergordel te vormen. De mechanismen die Neptunus gebruikte om de Kuipergordel uit te duwen, hadden slechts een kleine fractie van de objecten beïnvloed. Dit werden de objecten die astronomen zagen; de rest werd door Neptunus uit het zonnestelsel verspreid. Deze nieuwe theorie verklaart veel van de waarneembare kenmerken van het buitenste zonnestelsel, inclusief de kenmerken van de banen van de Kuipergordelobjecten en de locatie van Neptunus.
"Een van de raadselachtige aspecten van de migratie van Neptunus is waarom het stopte waar het stopte", zegt Morbidelli. “Ons nieuwe model legt dit ook uit. Neptunus migreerde tot het de rand van de proto-planetaire schijf bereikte, waarna het abrupt stopte. '
NASA, de National Science Foundation en het Centre National de la Recherche Scientifique in Parijs hebben dit onderzoek gefinancierd.
Oorspronkelijke bron: SwRI News Release
