کمربند کوییپر: لبه منظومه شمسی!

فراتر از غول گازی نپتون، ناحیه‌ای در فضا وجود دارد که پر از اجرام یخی است. این ناحیه که به «کمربند کوییپر» معروف است، تریلیون‌ها جرم را در خود جای داده است. این اجرام درحقیقت بقایای منظومه شمسی اولیه هستند. در این مقاله قصد داریم کمربند کوییپر را با جزئیات مطالعه کنیم. در ابتدا تاریخچه کشف آن را بررسی می‌کنیم و سپس به سراغ نحوه تشکیل و ویژگی‌های جالب‌اش می‌رویم. تاریخچه کشف لبه منظومه شمسیدر سال 1943 «کنت اجورث» ستاره‌شناس پیشنهاد کرد که دنباله‌دارها و اجرام بزرگتر ممکن است فراتر از نپتون وجود داشته باشند. چند سال بعد در 1951 اخترشناس «جرارد کوییپر» وجود یک کمربند از اجرام یخی را در لبه دور منظومه شمسی پیش‌بینی کرد. امروزه حلقه‌های پیش‌بینی شده توسط این دو نفر به عنوان کمربند کوییپر یا «کوییپر-اجورث» شناخته می‌شود.با وجود اندازه عظیم آن، کمربند کوییپر تا سال 1992 توسط اخترشناسان «دیو جویت» و «جین لو» کشف نشد. این دو اخترشناس از سال 1987 در جستجوی اجسام کم‌نور فراتر از نپتون با دقت به رصد آسمان پرداختند. آن‌ها اولین جسمی را که مشاهده کردند، «اسمایلی» (Smiley) نامیدند اما نام آن بعدا به «1992 QB1» تغییر کرد. از آن زمان، اخترشناسان چندین جرم جذاب کمربند کوییپر و سیارات بالقوه را در این ناحیه کشف کرده‌اند. ماموریت‌های «New Horizons» به کشف سیارات و اجرام کشف نشده پیشین ادامه می‌دهد و به اخترشناسان کمک می‌کند تا درباره این یادگار منحصر به فرد منظومه شمسی اولیه اطلاعات بیشتری کسب کنند.تشکیل کمربند کوییپردر زمان شکل‌گیری سیارات منظومه شمسی، گازها، غبارها و سنگ‌ها بهم پیوستند و خورشید و سیارات شکل گرفتند. در این میان ذرات معلق بسیاری وجود داشتند که بسیاری از آن‌ها در لبه منظومه شمسی به اندازه کافی دور بودند تا از کشش گرانشی سیارات بسیار بزرگ مانند مشتری فرار کنند. بدین ترتیب، این اجرام توانستند در جای خود باقی بمانند و به آرامی به چرخش خود حول خورشید ادامه دهند. کمربند کوییپر و «ابر اورت» بقایای باقی‌مانده از آغاز منظومه شمسی را در خود جای داده‌ و می‌توانند اطلاعات ارزشمندی درباره تولد این منظومه به اخترشناسان ارائه دهند.تاکنون نظریه‌های متفاوتی در تلاش بوده‌اند تا نحوه تولد منظومه شمسی را شرح دهند. در میان این نظریه‌های متعدد، نظریه «نیس» به عنوان یکی از مدل‌های پیشنهادی شکل‌گیری منظومه شمسی پیشنهاد می‌کند کمربند کوییپر ممکن است در فاصله کمتری نسبت به خورشید - نزدیک به جایی که نپتون اکنون به دور آن می‌چرخد - شکل گرفته باشد. در این مدل، سیارات درگیر یک چرخه رقصان بوده‌اند که طی آن نپتون و اورانوس مکان خود را تغییر داده و به سمت بیرون حرکت کردند و درنتیجه از خورشید دور شدند. همانطور که سیارات از خورشید فاصله می‌گرفتند، گرانش آن‌ها ممکن است سبب جابجایی بسیاری از اجرام کمربند کوییپر شده باشد. درنتیجه بسیاری از اجرام کمربند کوییپر از ناحیه ایجاد شده به قسمت سردتر منظومه شمسی منتقل شدند.این کمربند حاوی میلیون‌ها شی یخی است. آن‌ها در همه اندازه‌ها، از توده‌های کوچک یخ گرفته تا اجسام بزرگ با قطر حدود 100 کیلومتر یا بیشتر وجود دارند.تخمین زده می‌شود که حدود 35000 جرم کمربند کوییپر قطری بیشتر از 100 کیلومتر داشته باشند. احتمال داده می‌شود بیش از 100 میلیون جسم کوچک و کم نور در کمربند کوییپر با قطر 20 کیلومتر یا کمتر نیز وجود داشته باشد. تلسکوپ فضایی هابل تاکنون نگاه‌ عمیقی به این ناحیه داشته است. با این‌حال، فضاپیمای «پایونیر 10» ناسا اولین فضاپیمایی بود که در سال 1983 وارد کمربند کوییپر شد. کمربند کوییپرپس به صورت خلاصه می‌توان گفت: کمربند کوییپر ناحیه‌ای به شکل قرص است که در منظومه شمسی بیرونی، از مدار سیاره نپتون می‌گذرد. این ناحیه از مدار نپتون در حدود 30 واحد نجومی (Astronomical Unit) تا حدود 50 واحد نجومی (واحد نجومی را به اختصار با «AU» نمایش می‌دهند) از خورشید امتداد دارد و شامل صدها میلیون جسم یخی کوچک است که تصور می‌شود مواد باقی مانده حاصل از شکل‌گیری سیارات بیرونی هستند. این ناحیه بزرگ از اشیا حلقه‌ای به شکل دونات را تشکیل می‌دهند.ویژگی‌های کمربند کوییپرشلوغ‌ترین بخش کمربند کوییپر در فاصله بین 42 تا 48 برابر فاصله زمین تا خورشید است. مدار اجرام در این ناحیه در اکثر موارد ثابت می‌ماند - اگرچه گاهی اوقات برخی از اجرام زمانی که خیلی به نپتون نزدیک می‌شوند، مسیرشان اندکی تغییر می‌کند. فاصله زیاد این ناحیه با خورشید باعث شده تا ناحیه‌ای سرد و تاریک باشد.دانشمندان تخمین می‌زنند که هزاران جسم با قطر بیش از 100 کیلومتر در این کمربند به همراه تریلیون‌ها جرم کوچکتر به دور خورشید می‌چرخند که بسیاری از آن‌ها دنباله‌دارهای کوتاه دوره هستند. این منطقه همچنین شامل چندین سیاره کوتوله است - سیاراتی بزرگتر از آن که بتوانند به عنوان سیارک در نظر گرفته شوند و کوچکتر از آن که به عنوان یک سیاره شناخته شوند.پلوتون اولین جسم واقعی کمربند کوییپر است که مشاهده شد. هنگامی این کمربند توسط اخترشناسان کشف شد، آن‌ها دریافتند منطقه ماوراء نپتون پر از سنگ‌های یخی و سیارات کوچک است.«سدنا» یکی دیگر از اجرام موجود در این ناحیه است که اندازه آن تقریبا سه چهارم پلوتو است. این جرم سماوی در سال 2004 کشف شد. سدنا آنقدر از خورشید دور است که حدود 10500 سال طول می‌کشد تا یک مدار را کامل کند. سدنا حدود 1770 کیلومتر عرض دارد و در مداری غیرعادی که بین 12.9 میلیارد کیلومتر و 135 میلیارد کیلومتر متغیر است، به دور خورشید می‌گردد.«مایک براون» ستاره‌شناس موسسه فناوری کالیفرنیا که سدنا و چندین جرم دیگر کمربند کوییپر را کشف کرده است، می‌گوید: «خورشید از آن فاصله آنقدر کوچک به نظر می‌رسد که می‌توان آن را در پسِ سر یک سنجاق پنهان کرد.»در جولای 2005، ستاره‌شناسان جرم «Eris» را کشف کردند که کمی از پلوتون کوچکتر است. اریس تقریبا هر 580 سال یکبار به دور خورشید می آموزش آشپزی و مطالب جالب جدید...