Εξερευνώντας τα Μυστήρια της Ζώνης Κάιπερ

Σε μια καθαρή νύχτα, αν δεν υπάρχει πολλή φωτορύπανση, μπορείτε πιθανώς να δείτε μια χούφτα πλανήτες. Ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης και ο Δίας είναι όλα ορατά με γυμνό μάτι. Σε μια τέλεια νύχτα, ίσως μπορείτε ακόμη και να εντοπίσετε τον Κρόνο ή τον Ποσειδώνα, αλλά αυτοί συνήθως χρειάζονται κάποια επιπλέον βοήθεια. Τι υπάρχει πέρα ​​από τον Ποσειδώνα; Ας εξερευνήσουμε τα μυστήρια της Ζώνης Κάιπερ και ας δούμε τι μπορεί να βρούμε στις άκρες του ηλιακού συστήματος.

Τι είναι η ζώνη Kuiper;

Ονομάστηκε από τον Gerald Kuiper, έναν αστρονόμο που δημοσίευσε μια εργασία το 1951 θεωρώντας ότι μπορεί να υπάρχουν ουράνια αντικείμενα πέρα ​​από τον Πλούτωνα. Η Ζώνη Κάιπερ ξεκινά στην άκρη της τροχιάς του Ποσειδώνα και φτάνει στην αρχή του Νέφους του Όορτ, περίπου 1.000 AU από τον ήλιο. Θα ακούσετε συχνά τους όρους ζώνη Kuiper και Trans-Neptunian area που χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, αλλά και οι δύο αναφέρονται στην ίδια έκταση του διαστήματος.

Η ζώνη Kuiper είναι γεμάτη από παγωμένα αντικείμενα που μπορεί να έχουν απομείνει από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Αν δεν υπήρχε ο Ποσειδώνας, η ζώνη θα μπορούσε να είχε ενωθεί για να σχηματίσει έναν επιπλέον πλανήτη στα περίχωρα του συστήματος. Αντίθετα, η βαρυτική έλξη και η ακανόνιστη τροχιά του αέριου γίγαντα μας εμπόδισαν να έχουμε έναν άλλο πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα.

Μακριά έξω:Η ζώνη του Κάιπερ στην εστίαση

Οι επιστήμονες έχουν καταγράψει πάνω από 2.000 αντικείμενα της ζώνης Kuiper, ή KBO, αλλά εκτιμούν ότι υπάρχουν πολύ περισσότερα από αυτό. Τα περισσότερα από αυτά τα KPO είναι αστεροειδείς, άγονα κομμάτια βράχου και πάγου. Ωστόσο, η Ζώνη Κάιπερ φιλοξενεί επίσης μια γειτονιά νάνων πλανητών, με επικεφαλής τον Πλούτωνα.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν έως και 200 ​​νάνοι πλανήτες στη Ζώνη του Κάιπερ, αν και μόνο τέσσερις έχουν επιβεβαιωθεί και ονομαστεί μέχρι στιγμής. Αυτοί οι νάνοι πλανήτες περιλαμβάνουν τον Πλούτωνα, τον Makemake, τον Haumea και την Eris.

Ηφαίστεια πάγου στον Πλούτωνα

Ο Πλούτωνας είναι ο μεγαλύτερος από τους νάνους πλανήτες της Ζώνης Kuiper και έχει τις περισσότερες δυνατότητες για πρωτοποριακές ανακαλύψεις. Έχει πέντε εκπληκτικά φεγγάρια – τον ​​Χάρωνα, τον Νίξ, τη Στύγα, τον Κέρμπερο και την Ύδρα. Το διαστημόπλοιο New Horizons αποκάλυψε μια πληθώρα νέων πληροφοριών για τον Πλούτωνα όταν έφτασε στην τροχιά του Πλούτωνα το 2015.

Πιο συγκεκριμένα, το New Horizons κατέγραψε στοιχεία για κάποια ασυνήθιστη γεωλογική δραστηριότητα στον Πλούτωνα, μια περιοχή με ηφαίστεια πάγου που άλλαξε την επιφανειακή γεωγραφία του Πλούτωνα. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι τα κρυοηφαίστεια θα μπορούσαν να υποδηλώνουν θερμότητα κάτω από την επιφάνεια του Πλούτωνα καθώς και ένα μεγάλο σώμα υγρού νερού που τροφοδοτεί τα ηφαίστεια πάγου. Εάν συνέβαινε αυτό, ο Πλούτωνας θα μπορούσε να ενώσει τον αυξανόμενο αριθμό κόσμων στο ηλιακό σύστημα με ωκεανούς υπόγειους, που πιθανώς φιλοξενούν μικροβιακή υδρόβια ζωή.

Ενώ άλλοι κόσμοι, όπως το φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες για την παρουσία ενός ωκεανού υπόγειο, αξίζει να μελετήσετε περαιτέρω τον Πλούτωνα για να μάθετε αν υπάρχει νερό κάτω από την επιφάνειά του.

Εξερευνώντας την περιοχή του Ποσειδώνα

Εκτός από τον Πλούτωνα, τι μπορούμε να βρούμε στη Ζώνη Κάιπερ; Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει πολλά KBO και μάλιστα έχουν κατονομάσει μερικά. Έχουμε μια χούφτα νάνους πλανήτες, όπως ο Haumea και ο Makemake. Η Haumea, για παράδειγμα, είναι ένας μικροσκοπικός νάνος πλανήτης που περιστρέφεται τόσο γρήγορα που επιμηκύνεται σε σχήμα αυγού. Μια μέρα σε αυτόν τον πλανήτη είναι μόνο τέσσερις ώρες, αλλά ένας χρόνος; Χρειάζονται 285 γήινα χρόνια για να περιφερθεί γύρω από τον ήλιο. Παρά το μικρό της μέγεθος, το Haumea έχει δύο φεγγάρια — Namaka και Hi’iaka.

Οι περισσότεροι από αυτούς τους νάνους πλανήτες έχουν τουλάχιστον ένα φεγγάρι. Η Έρις έχει ένα που ονομάζεται Dysnomia. Το φεγγάρι του Makemake έχει ονομαστεί MK2. Έχουμε επίσης:

• Gonggong με το φεγγάρι του, Xiangliu
• Quaoar με το φεγγάρι του, Weywot
• Orcus με το φεγγάρι του, Vanth
• Η Σαλακία με το φεγγάρι της, την Ακταία

Άλλοι πλανήτες νάνοι χωρίς φεγγάρι που ονομάζονται επί του παρόντος είναι οι Sedna και 2002 MS4 που δεν έχει ακόμη επίσημο όνομα.

Υπάρχουν πολλά KBO που δεν έχουμε εντοπίσει ακόμα. Από το 2020, οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι υπάρχουν πάνω από 70.000 KBOs με διάμετρο τουλάχιστον 60 μιλίων. Θα μπορούσαν να υπάρχουν χιλιάδες ουράνια αντικείμενα μικρότερα από 60 μίλια που απλά δεν έχουμε εντοπίσει ακόμα.

Τι μπορούμε να μάθουμε από τη ζώνη Kuiper;

Αν η Ζώνη Κάιπερ μας έχει διδάξει κάτι, είναι ότι πρέπει να αλλάξουμε την αντίληψή μας για το ηλιακό σύστημα. Δεν είναι ένας επίπεδος δίσκος που μπορείτε να στριμώξετε σε έναν πίνακα αφίσας για να τον κρεμάσετε σε έναν τοίχο της τάξης. Η μελέτη της Ζώνης Κάιπερ μάς έχει διδάξει ότι ενώ το διάστημα φαίνεται άδειο, υπάρχουν στην πραγματικότητα πολλά εκεί έξω που κρέμονται στο κενό, απλώς περιμένουν να τα ανακαλύψουμε.

Η σημαντική απόστασή του από τη Γη καθιστά τη λήψη δειγμάτων και τη μεταφορά τους στο σπίτι ένα τρομακτικό έργο πολλών δεκαετιών. Εάν μπορούσαμε να πάρουμε δείγματα του πάγου και των βράχων που επιπλέουν πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα, θα μπορούσε να βελτιώσει την κατανόησή μας για την προέλευση του ηλιακού μας συστήματος.

Έχουμε στείλει μερικούς ανιχνευτές μέσα και μέσω της Ζώνης Kuiper, συμπεριλαμβανομένων των Voyager 1 και 2 και του σκάφους New Horizons. Δυστυχώς, κανένα από αυτά δεν σχεδιάστηκε για να κάνει μια αναστροφή και να κάνει το ταξίδι της επιστροφής. Όσο πιο μακριά απέχουν αυτοί οι ανιχνευτές, τόσο πιο δύσκολο γίνεται η ανάκτηση δεδομένων από αυτούς — αλλά εξακολουθούν να παλεύουν. Τον Μάιο του 2022, η NASA ανακοίνωσε ότι το Voyager 1 έστελνε πίσω δεδομένα 45 χρόνια μετά την αρχική του εκτόξευση.

Γιατί πρέπει να εξερευνήσουμε τη ζώνη Kuiper;

Οι νάνοι πλανήτες θεωρούνται όλοι γενικά άγονοι, έρημοι βράχοι, με αξιοσημείωτη εξαίρεση τα ηφαίστεια πάγου του Πλούτωνα. Λοιπόν, γιατί οι αστρονόμοι και οι επιστήμονες να ασχοληθούν με την εξερεύνηση της ζώνης Kuiper; Αυτό το πλανητικό νεκροταφείο θα μπορούσε να κρατήσει απολιθώματα από το σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος και να μας βοηθήσει να μελετήσουμε τι βρίσκεται πέρα ​​από τη γωνιά μας στο σύμπαν.

Χρονική κάψουλα ζώνης Kuiper

Οι αρχαιολόγοι στη Γη πρέπει να σκάψουν βαθιά στο υπόγειο για να βρουν στοιχεία για το πώς ήταν η ζωή στην αρχή της ιστορίας της Γης. Στο διάστημα, οι αστρονόμοι πρέπει να ψάξουν βαθιά στο πιο απομακρυσμένο σημείο του ηλιακού μας συστήματος για να βρουν παρόμοια αμετάβλητα στοιχεία για το πώς ήταν το πρώιμο ηλιακό σύστημα. Το 2019, το διαστημόπλοιο New Horizons έγραψε ιστορία όταν διεξήγαγε μια πτήση δίπλα στο πλανητιστικό Arrokoth, το πιο απομακρυσμένο αντικείμενο από τη Γη που έχει επισκεφθεί ποτέ ανθρωπογενές αντικείμενο – και ένα από τα παλαιότερα.

Το Arrokoth πιστεύεται ότι είναι ένα ουσιαστικά αναλλοίωτο δείγμα από την αυγή του ηλιακού συστήματος πριν από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Το Arrokoth μοιάζει με έναν περίεργο σχήμα, πορτοκαλοκόκκινο χιονάνθρωπο, που αποτελείται από δύο αστεροειδείς που κάποτε ήταν χωριστοί αλλά ενώθηκαν μαζί με την πάροδο του χρόνου. Ο σχηματισμός και η σύνθεσή του θα μπορούσαν να πουν στους επιστήμονες πώς σχηματίστηκαν οι πλανήτες πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Σε αντίθεση με τους αστεροειδείς που έχουν πετάξει πιο κοντά στη Γη, η ακτινοβολία από τον Ήλιο δεν έχει καταστρέψει ή αλλάξει το Arrokoth κατά τη διάρκεια των χιλιετιών χάρη στην εξαιρετική του απόσταση από τον Ήλιο στη Ζώνη Kuiper. Περαιτέρω μελέτη του Arrokoth και παρόμοιων αντικειμένων στη ζώνη Kuiper θα μπορούσε να αποκαλύψει πώς ήταν το ηλιακό σύστημα κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του, πριν ξεκινήσει η ζωή στη Γη.

Διαβρώνεται αργά

Για κάτι που υπάρχει από την αρχή του ηλιακού συστήματος, η ζώνη Kuiper είναι εκπληκτικά εύθραυστη. Η ελλειπτική τροχιά του Ποσειδώνα σημαίνει ότι το φρεάτιο της βαρύτητάς του τραβιέται στις άκρες της ζώνης. Αυτό το τράβηγμα προκαλεί τη σύγκρουση των αντικειμένων μέσα στη ζώνη και τη διάσπαση σε μικρότερα κομμάτια. Η κίνηση εντός της Ζώνης Κάιπερ έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Μεγάλα παγωμένα κομμάτια διασπώνται σε μικρότερα κομμάτια και διαστημική σκόνη. Οι ηλιακοί άνεμοι - τα ενεργητικά σωματίδια που απελευθερώνονται από τον ήλιο - μπορούν στη συνέχεια να διώξουν αυτά τα μικρά κομμάτια και τα σωματίδια σκόνης μακριά.

Μπορεί να μην χάσουμε ποτέ τη Ζώνη Κάιπερ, αλλά μέχρι να φτάσουμε στα περίχωρα του ηλιακού μας συστήματος με ανθρώπινα διαστημόπλοια, μπορεί να φαίνεται πολύ διαφορετικό από ό,τι τώρα.

Κοιτάζοντας προς το μέλλον

Υπάρχουν ακόμα πολλά που δεν καταλαβαίνουμε για το σύμπαν που ονομάζουμε σπίτι. Επί του παρόντος, η ανθρώπινη φυλή περιορίζεται από την τεχνολογία μας. Μπορούμε να στείλουμε ανιχνευτές στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος, αλλά χρειάζονται χρόνια για να φτάσουν εκεί, χωρίς καμία πιθανότητα να επιστρέψουν στο σπίτι. Η ζώνη Kuiper είναι ένα από τα πιο απομακρυσμένα μέρη του ηλιακού συστήματος, αλλά τα μυστικά που κρύβει θα μπορούσαν να αλλάξουν την κατανόησή μας για το σύμπαν για πάντα.