Afbeelding tegoed: Hubble
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop hebben astronomen drie van de zwakste en kleinste objecten ooit in het buitenste zonnestelsel ontdekt. Het verrassende is echter hoe weinig Kuiper-objecten het team heeft ontdekt. Ze verwachtten 60 zo klein als 15 km te vinden in het veld dat ze hadden onderzocht, maar kwamen er maar 3.
Astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, hebben drie van de zwakste en kleinste objecten ontdekt die ooit buiten Neptunus zijn waargenomen. Elk object is een brok ijs en steen? ongeveer zo groot als Philadelphia? in een baan voorbij Neptunus en Pluto, waar de ijzige lichamen mogelijk hebben gewoond sinds de vorming van het zonnestelsel 4,5 miljard jaar geleden. Ze bevinden zich in een ringvormig gebied dat de Kuipergordel wordt genoemd en waarin een zwerm ijzige rotsen zijn overgebleven bouwstenen of 'planetesimalen' van de schepping van het zonnestelsel.
De resultaten van de zoektocht werden bekend gemaakt door een groep onder leiding van astronoom Gary Bernstein van de University of Pennsylvania op de bijeenkomst van de afdeling Planetary Sciences van vandaag in Monterey, Californië.
De grote verrassing van de studie is dat er zo weinig Kuipergordel-leden werden ontdekt. Met de voortreffelijke resolutie van Hubble verwachtten Bernstein en zijn collega's dat ze minstens 60 Kuipergordel-leden zo klein als 10 mijl (15 km) in diameter zouden vinden? maar slechts drie werden ontdekt.
"Door veel minder Kuipergordel-objecten te ontdekken dan was voorspeld, is het moeilijk te begrijpen hoeveel kometen in de buurt van de aarde verschijnen, omdat werd gedacht dat veel kometen afkomstig zijn uit de Kuipergordel", zegt Bernstein. "Dit is een teken dat misschien de kleinere planetesimalen in de afgelopen paar miljard jaar in stof zijn gebroken door met elkaar in botsing te komen."
Bernstein en zijn collega's gebruikten Hubble om te zoeken naar planetesimalen die veel kleiner en zwakker zijn dan te zien is vanaf telescopen op de grond. Hubble's Advanced Camera for Surveys werd in januari en februari 2003 gedurende 15 dagen op een regio in het sterrenbeeld Maagd gericht. Een bank van 10 computers op de grond werkte zes maanden lang op zoek naar vaag bewegende plekken in de Hubble-beelden.
De zoekopdracht leverde drie kleine objecten op, genaamd 2003 BF91, 2003 BG91 en 2003 BH91, die in grootte variëren van 15-28 mijl (25-45 km) breed. Het zijn de kleinste objecten die ooit buiten Neptunus zijn gevonden. Op hun huidige locaties zijn deze ijzige lichamen een miljard keer zwakker (magnitude 29) dan de zwakste objecten die met het blote oog zichtbaar zijn. Maar een ijskoud lichaam van deze omvang dat ontsnapt uit de Kuipergordel om rond de zon te dwalen, kan vanaf de aarde als een komeet zichtbaar worden terwijl het ronddolende lichaam begint te verdampen en een omringende wolk vormt.
Astronomen onderzoeken de Kuipergordel omdat de regio een venster biedt op de vroege geschiedenis van ons zonnestelsel. De planeten zijn meer dan 4 miljard jaar geleden gevormd uit een wolk van gas en stof rond de jonge zon. Microscopische stukjes ijs en stof plakten aan elkaar om klonters te vormen die groeiden van kiezels tot rotsblokken tot planetaire dimensies van stad of continent. De bekende planeten en manen zijn het resultaat van botsingen tussen planetesimalen. In het grootste deel van het zonnestelsel zijn alle planetesimalen ofwel geabsorbeerd in planeten of uitgestoten in de interstellaire ruimte, waardoor de sporen van de begindagen van het zonnestelsel zijn vernietigd.
Rond 1950 stelden Gerard Kuiper en Kenneth Edgeworth voor dat er in de regio buiten Neptunus geen planeten zijn die de overgebleven planetesimalen kunnen uitwerpen. Er zou een zone moeten zijn, zeiden de twee astronomen? nu de Kuipergordel genoemd? gevuld met kleine, ijskoude lichamen. Ondanks jarenlang zoeken werd het eerste dergelijke object pas in 1992 gevonden. Sindsdien hebben astronomen bijna 1.000 van telescopen op de grond ontdekt. De meeste astronomen geloven nu dat Pluto, ontdekt in 1930, in feite lid is van de Kuipergordel.
Astronomen gebruiken nu de Kuipergordel om meer te weten te komen over de geschiedenis van het zonnestelsel, net zoals paleontologen fossielen gebruiken om het vroege leven te bestuderen. Elke gebeurtenis die het buitenste zonnestelsel beïnvloedde? zoals mogelijke zwaartekrachtstoringen door voorbijgaande sterren of lang verdwenen planeten? is bevroren in de eigenschappen van de Kuipergordel-leden die astronomen tegenwoordig zien.
Als de Hubble-telescoop de hele hemel zou kunnen doorzoeken, zou hij misschien een half miljoen planetesimalen vinden. Indien verzameld op een enkele planeet, zou het resulterende object echter slechts een paar keer groter zijn dan Pluto. De nieuwe Hubble-waarnemingen, gecombineerd met de nieuwste Kuiper Belt-onderzoeken op de grond, versterken het idee dat Pluto zelf en zijn maan Charon slechts grote Kuiper Belt-leden zijn. Waarom de planetesimalen van de Kuipergordel geen grotere planeet vormden en waarom er minder kleine planetesimalen zijn dan verwacht, zijn vragen die met verdere Kuipergordelonderzoeken zullen worden beantwoord. Deze studies zullen astronomen helpen begrijpen hoe planeten zich mogelijk ook rond andere sterren hebben gevormd.
De nieuwe Hubble-resultaten werden gerapporteerd door Bernstein en David Trilling (University of Pennsylvania); Renu Malhotra (Universiteit van Arizona); Lynne Allen (University of British Columbia); Michael Brown (California Institute of Technology); en Matthew Holman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). De resultaten zijn voor publicatie voorgelegd aan het Astronomical Journal en een voorlopig rapport is beschikbaar op het web op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0308467.
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
