카이퍼 벨트란?

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Dr. 우리는 태양계의이 특이한 지역을 설명하도록 도와달라고 요청했습니다.

1930 년 2 월 18 일 클라이드 톰보 우 (Clyde Tombaugh)가 명왕성을 발견 한 직후 천문학 자들은 명왕성이 외계 태양계에서만이 아니라고 이론화하기 시작했다. 시간이 흐르면서 그들은 1992 년에 발견 될이 지역에 다른 물체의 존재를 가정하기 시작했습니다. 요컨대, 태양계의 가장자리에있는 큰 잔해 장인 Kuiper Belt가 존재하기 전에 이론화되었습니다. 이제까지 발견했다.

정의:

Kuiper Belt (Edgeworth-Kuiper 벨트라고도 함)는 해왕성 궤도 (30 AU)에서 태양으로부터 약 50 AU까지 8 개의 주요 행성을 넘어 존재하는 태양계의 한 지역입니다. 그것은 소행성대와 비슷합니다. 그것은 태양계의 모든 잔존물을 포함하고 있다는 점입니다.

그러나 소행성대와는 달리 너비는 20 배, 20 배에서 200 배에 달합니다. 마이크 브라운은 다음과 같이 설명합니다.

카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 외부의 시체 모음으로, 아무 일도 일어나지 않았거나 해왕성이 형성되지 않았거나 조금 더 나아진 경우 스스로 모여 다음 행성을 형성했을 수 있습니다. 해왕성을 넘어서. 그러나 태양계의 역사에서 해왕성 (Neptune)이 형성되었을 때이 물체들이 서로 맞물리지 못하게 되었기 때문에 그것은 해왕성 너머의이 물질 벨트 일뿐입니다.

발견 및 명명 :

톰보 우가 명왕성을 발견 한 직후, 천문학 자들은 태양계 외부에 네 프렌 티안 개체들이 존재한다고 생각하기 시작했다. 이것을 제안한 첫 번째 사람은 Freckrick C. Leonard 였는데, 그는 아직 발견되지 않은 명왕성 너머의“초 극성 넵튠 시체”의 존재를 제안하기 시작했습니다.

같은 해 천문학 자 Armin O. Leuschner는 명왕성이“아직 발견되지 않은 많은 장기 행성 행성 중 하나 일 수있다”고 제안했다. 1943 년에 영국 천문 학회지Kenneth Edgeworth는이 주제에 대해 더 설명했다. Edgeworth에 따르면, 해왕성 너머의 원시 태양 성운 내부의 물질은 행성으로 응축되기에 너무 넓게 배치되어 무수히 작은 몸으로 응축되었다.

1951 년 저널 기사 천체 물리학네덜란드 천문학 자 제라드 카이퍼 (Gerard Kuiper)는 태양계 진화 초기에 유사한 디스크를 추측했다. 때때로이 물체들 중 하나가 태양계 내부를 헤매고 혜성이됩니다. 이“Kuiper Belt”의 아이디어는 천문학 자에게 의미가 있습니다. 태양계에 더 이상 큰 행성이없는 이유를 설명하는 데 도움이되었을뿐만 아니라, 혜성이 어디에서 왔는지의 신비를 편리하게 정리할 수있었습니다.

1980 년 왕립 천문 학회 월간 고지에서 우루과이 천문학 자 훌리오 페르난데스 (Julio Fernández)는 관측 된 혜성의 수를 설명하기 위해 35에서 50AU 사이의 혜성 벨트가 필요하다고 추측했다.

1988 년 Fernández의 연구에 이어 캐나다의 천문학 자 팀 (Martin Duncan, Tom Quinn 및 Scott Tremaine의 팀)은 수많은 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 Oort 클라우드가 단기간 혜성을 모두 설명 할 수는 없다는 결론을 내 렸습니다. Fernández가 설명했듯이“벨트”를 사용하여 공식에 추가 한 시뮬레이션은 관측치와 일치했습니다.

1987 년 천문학 자 David Jewitt (MIT)와 그 후 대학원생 인 Jane Luu는 애리조나의 Kitt Peak National Observatory와 칠레의 Cerro Tololo Inter-American Observatory에서 망원경을 사용하여 외부 태양계를 탐색하기 시작했습니다. 1988 년, Jewitt는 하와이 대학교 천문학 연구소로 이사했고, Luu는 나중에 그와 함께 대학교의 Mauna Kea 천문대에서 일했습니다.

1992 년 8 월 30 일, 5 년간의 조사 끝에 Jewitt와 Luu는“Kuiper 벨트 대상 후보의 발견”(15760) 1992 QB1을 발표했습니다. 6 개월 후, 그들은이 지역에서 두 번째 물체 인 (181708) 1993 FW를 발견했습니다. 많은, 더 많은 사람들이 따를 것이다…

Tremaine과 그의 동료들은 1988 년 논문에서 Neptune 이외의 가상 영역을 "Kuiper Belt"라고 언급했습니다. Fernández가 그의 논문의 첫 문장에서 "Kuiper"와 "comet belt"라는 단어를 사용했기 때문입니다. 이것은 공식적인 이름으로 남아 있지만 천문학 자들은 때때로 다른 이론적 이름 인 Edgeworth-Kuiper 벨트를 사용하여 그의 초기 이론 연구에 Edgeworth를 인정합니다.

그러나 일부 천문학 자들은이 이름들 중 어느 것도 정확하지 않다고 주장하기까지했습니다. 예를 들어, 영국 천문학 자이자 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 MPC (Minorty Planet Center) 소장 인 Brian G. Marsden은 다음과 같이 주장했습니다. 그러나 Fred Whipple (“더러운 눈덩이”혜성 가설을 제시 한 미국 천문학 자)은 그렇게했다.

또한 데이비드 저이 트 (David Jewitt)는“페르난데스가 카이퍼 벨트를 예측할만한 가치가 거의 있다면”이라고 언급했다. 이름과 관련된 논란으로 인해 여러 과학 그룹이 벨트에있는 물체에 TN (Trans-Neptunian Object)이라는 용어를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 이것은 다른 사람들에 의해 불충분 한 것으로 간주됩니다. 이는 Kuiper Belt의 객체뿐만 아니라 해왕성 궤도를 벗어나는 모든 객체를 의미 할 수 있기 때문입니다.

구성:

Kuiper Belt에서 천개가 넘는 물체가 발견되었으며 직경 100km보다 큰 물체는 100,000 개가 넘는 것으로 이론화되었습니다. 크기가 작고 지구와의 거리가 멀기 때문에 KBO의 화학적 구성은 결정하기가 매우 어렵습니다.

그러나, 발견 이후이 지역에서 수행 된 분 광학적 연구는 일반적으로 그 구성원이 주로 얼음으로 구성되어 있음을 나타냅니다. 메탄과 같은 경질 탄화수소의 혼합물, 암모니아 및 물 얼음 – 혜성과 공유하는 성분. 초기 연구는 또한 KBO에서 중성 회색에서 진한 빨간색에 이르는 광범위한 색상을 확인했습니다.

이는 표면이 더러운 얼음에서부터 탄화수소에 이르기까지 광범위한 화합물로 구성되어 있음을 시사합니다. 1996 년 Robert H. Brown et al. KBO 1993 SC에 대한 분광 데이터를 얻음으로써 표면 성분이 넵튠의 달 트리톤뿐만 아니라 명왕성의 표면 조성과 현저히 유사하며 많은 양의 메탄 얼음이 있음을 보여줍니다.

1996 년을 포함하여 여러 KBO에서 수빙이 감지되었습니다.₆₆, 38628 Huya 및 20000 Varuna. 2004 년 Mike Brown et al. 알려진 가장 큰 KBO 중 하나 인 50000 Quaoar에서 결정질 수빙 및 암모니아 수화물의 존재를 확인했습니다. 이 물질들 모두 태양계 시대에 걸쳐 파괴되었을 것이다. 이는 Quaoar가 최근에 내부의 지각 활동이나 운석 충격에 의해 재 포장 된 것을 시사한다.

Pluto 회사를 Kuiper 벨트에 보관하는 것은 언급 할 가치가있는 다른 많은 것들입니다. Quaoar, Makemake, Haumea, Orcus 및 Eris는 모두 벨트의 큰 얼음 체입니다. 그들 중 일부는 심지어 자신의 달을 가지고 있습니다. 이것들은 모두 엄청나게 멀리 떨어져 있지만 여전히 도달 할 수있는 범위 내에 있습니다.

탐구:

2006 년 1 월 19 일 NASA는 새로운 지평 명왕성, 달과 하나 또는 두 개의 다른 Kuiper Belt 물체를 연구하기위한 우주 탐사선. 2015 년 1 월 15 일 현재이 우주선은 왜 소행성에 접근하기 시작했으며 2015 년 7 월 14 일까지 비행 할 것으로 예상됩니다.이 지역에 도착하면 천문학 자들은 카이퍼 벨트의 흥미로운 사진 몇 장을 기대하고 있습니다.

더 흥미로운 것은 다른 태양계를 조사한 결과 태양계가 독특하지 않다는 사실이 밝혀졌습니다. 2006 년 이후 9 개의 다른 별 시스템에서 발견 된 다른 "Kuiper Belts"(예 : 얼음 파편 벨트)가있었습니다. 이것들은 두 가지 범주로 나뉩니다 : 50 AU 이상의 반경을 가진 넓은 벨트와 20-30 AU의 반경을 가진 좁은 벨트 (우리의 Kuiper Belt와 같은)와 비교적 날카로운 경계.

적외선 조사에 따르면 태양계 별의 약 15-20 %가 거대한 Kuiper-Belt와 유사한 구조를 갖는 것으로 추정됩니다. 이들 중 대부분은 상당히 어리지만 2006 년 허블 우주 망원경에 의해 관측 된 HD 139664 및 HD 53143의 두 가지 별 시스템은 3 억 년으로 추정됩니다.

넓고 탐험되지 않은 Kuiper Belt는 많은 혜성의 원천이며 모든주기 또는 단기간 혜성 (즉, 궤도가 200 년 이하인 혜성)의 기원으로 여겨집니다. 이 중 가장 유명한 것은 Halley 's Comet이며 지난 16,000 ~ 200,000 년 동안 활동 해 왔습니다.

카이퍼 벨트의 미래 :

카이퍼는 처음에 해왕성 너머의 물체 벨트의 존재에 대해 추측했을 때 그러한 벨트가 더 이상 존재하지 않았을 것이라고 지적했다. 물론, 이후의 발견은 이것이 잘못된 것으로 판명되었습니다. 그러나 Kuiper가 확실히 옳은 것은이 Trans-Neptunian Objects가 영원히 지속되지 않을 것이라는 생각이었습니다. 마이크 브라운은 다음과 같이 설명합니다.

우리는 이것을 벨트라고 부르지 만 매우 넓은 벨트입니다. 하늘을 가로 질러 45도 정도의 거리입니다.이 거대한 재료는 해왕성에 의해 휘젓고 휘젓습니다. 요즘에는 몸을 더 크게 키우는 대신 충돌하고 천천히 먼지를 grinding습니다. 1 억 년 후에 다시 돌아 오면 Kuiper Belt가 남지 않습니다.

발견 가능성과 태양계의 초기 역사에 대해 자세히 살펴볼 수있는 많은 과학자와 천문학 자들은 우리가 Kuiper Belt를 더 자세히 조사 할 수있는 날을 고대합니다. 여기에 바라고 있습니다 새로운 지평 미션은이 신비로운 지역에 대한 미래의 수십 년의 연구의 시작일뿐입니다!

Space Magazine에는 Outer Solar System 및 Trans-Neptunion Objects (TNOs)에 관한 흥미로운 기사가 많이 있습니다.

그리고이 기사는 지구상에서 가장 최신 난쟁이 행성이자 가장 큰 TNO 인 Eris에서 확인하십시오.

그리고 천문학 자들은 우리 태양계에서 두 개의 더 큰 행성을 발견 할 것으로 기대하고 있습니다.

Space Magazine은 Caltech의 Mike Brown과의 전체 인터뷰를 진행했습니다.