Cinturón de Kuiper para niños
El cinturón de Kuiper es una región en el espacio, con forma de disco, que se encuentra en la parte exterior de nuestro sistema solar. Se extiende desde la órbita de Neptuno, a unas 30 UA (unidades astronómicas, que es la distancia de la Tierra al Sol), hasta aproximadamente 50 UA del Sol.
Es parecido al cinturón de asteroides, pero mucho más grande: unas 20 veces más ancho y entre 20 y 200 veces más pesado. Al igual que el cinturón de asteroides, está formado principalmente por pequeños cuerpos o restos de cuando se formó el sistema solar. Mientras que muchos asteroides son de roca y metal, la mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper están hechos de "hielos" congelados, como metano, amoníaco y agua.
El cinturón de Kuiper es el hogar de cuatro planeta enanos reconocidos: Plutón, Eris, Haumea y Makemake. Algunas lunas de nuestro sistema solar, como Tritón de Neptuno y Febe de Saturno, podrían haber venido de esta región.
El cinturón de Kuiper lleva el nombre del astrónomo neerlandés-estadounidense Gerard Kuiper. Él pensó en una estructura similar, pero no predijo su existencia. En 1980, el astrónomo uruguayo Julio Ángel Fernández publicó un estudio sugiriendo que existía un cinturón de cometas más allá de Neptuno. Este cinturón sería la fuente de los cometas de período corto (los que tardan menos de 200 años en orbitar el Sol). Aunque lleva el nombre de Kuiper, fue Fernández quien predijo su existencia por primera vez.
En 1992, se descubrió el planeta menor (15760) Albion, el primer objeto del cinturón de Kuiper (conocidos como KBO por sus siglas en inglés) encontrado después de Plutón y Caronte. Desde entonces, se han descubierto miles de KBO, y se cree que hay más de 100.000 KBO de más de 100 kilómetros de diámetro.
El cinturón de Kuiper es diferente de la nube de Oort, que está mil veces más lejos y tiene forma de esfera. Los objetos del cinturón de Kuiper, junto con los del disco disperso y otros posibles objetos lejanos, se llaman en conjunto objetos transneptunianos (TNO). Plutón es el KBO más grande y pesado. También es el TNO más grande y el segundo más pesado, solo superado por Eris, que está en el disco disperso. Plutón fue considerado un planeta, pero en 2006 fue reclasificado como planeta enano porque es parte del cinturón de Kuiper.
Contenido
Un Poco de Historia: ¿Quién lo Descubrió?
Después de que se descubriera Plutón en 1930, muchos pensaron que no estaría solo. La región que hoy llamamos cinturón de Kuiper fue propuesta de varias maneras durante décadas. Pero no fue hasta 1992 que se encontró la primera prueba directa de su existencia.
Primeras Ideas y Predicciones
El primer astrónomo en sugerir que había más objetos más allá de Neptuno fue Frederick C. Leonard. Poco después del descubrimiento de Plutón por Clyde Tombaugh en 1930, Leonard se preguntó si Plutón no sería el primero de muchos cuerpos más allá de Neptuno que aún esperaban ser descubiertos. Ese mismo año, el astrónomo Armin Otto Leuschner también sugirió que Plutón podría ser uno de muchos objetos planetarios lejanos.
En 1943, Kenneth Edgeworth propuso que, en la región más allá de Neptuno, el material de la nebulosa solar original estaba demasiado disperso para formar planetas grandes. En cambio, se habría condensado en muchos cuerpos más pequeños. Él pensó que de vez en cuando, uno de estos cuerpos se acercaría al sistema solar interior, convirtiéndose en un cometa.
En 1951, Gerard Kuiper especuló que un disco similar se había formado al principio del sistema solar. Sin embargo, él creía que ese cinturón ya no existiría hoy. Kuiper pensaba que Plutón era del tamaño de la Tierra y que, por lo tanto, habría dispersado estos cuerpos hacia la nube de Oort o fuera del sistema solar. Si la idea de Kuiper hubiera sido correcta, hoy no habría un cinturón de Kuiper.
En 1977, Charles Thomas Kowal descubrió 2060 Quirón, un planetoide helado que orbita entre Saturno y Urano. Hoy sabemos que hay una población entera de cuerpos parecidos a cometas, llamados centauros, en la región entre Júpiter y Neptuno. Los astrónomos pensaron que los centauros debían reponerse con frecuencia desde algún lugar más lejano.
Más tarde, el estudio de los cometas dio más pistas sobre el cinturón de Kuiper. Los cometas tienen una vida limitada. Cuando se acercan al Sol, el calor hace que su superficie se evapore, dispersándolos. Para que los cometas sigan siendo visibles, deben reponerse. Una de esas zonas es la nube de Oort, una gran esfera de cometas muy lejos del Sol, propuesta por Jan Hendrik Oort en 1950. Se cree que la nube de Oort es el origen de los cometas de período largo, como el Cometa Hale-Bopp, que tardan miles de años en orbitar.
Existe otra población de cometas, los de período corto, como el cometa Halley, que tardan menos de 200 años en orbitar. En la década de 1970, la cantidad de cometas de período corto que se descubrían no encajaba con la idea de que solo vinieran de la nube de Oort. En 1980, el astrónomo uruguayo Julio Ángel Fernández sugirió que se necesitaría un cinturón de cometas entre 35 y 50 UA para explicar el número observado de cometas. Sus simulaciones por computadora mostraron que la nube de Oort no podía explicar todos los cometas de período corto, especialmente porque estos se agrupan cerca del plano del sistema solar. Con un "cinturón" como el que describió Fernández, las simulaciones coincidieron con las observaciones. Por eso, esta región hipotética se llamó "cinturón de Kuiper".
El Gran Descubrimiento de 1992
En 1987, el astrónomo David C. Jewitt se sentía intrigado por el "aparente vacío del sistema solar exterior". Animó a su estudiante Jane Luu a ayudarle a buscar otro objeto más allá de Plutón. Usando telescopios en Arizona y Chile, Jewitt y Luu buscaron de la misma manera que Clyde Tombaugh había descubierto Plutón: con un microscopio de parpadeo.
Con el tiempo, la tecnología mejoró con los dispositivos electrónicos de carga acoplada (CCD), que eran más eficientes y permitían hacer la búsqueda en una pantalla de computadora. En 1988, Jewitt se mudó a la Universidad de Hawái, y Luu se unió a él. Después de cinco años de búsqueda, el 30 de agosto de 1992, Jewitt y Luu anunciaron el "Descubrimiento del candidato cinturón de Kuiper objeto 1992 QB1". Seis meses después, encontraron un segundo objeto. Para 2018, se habían descubierto más de 2000 objetos en el cinturón de Kuiper.
Los estudios posteriores han demostrado que la región que ahora llamamos cinturón de Kuiper no es el origen principal de los cometas de período corto. Estos cometas provienen de una población relacionada llamada disco disperso. El disco disperso se formó cuando Neptuno se movió hacia afuera en el cinturón de proto-Kuiper, que estaba más cerca del Sol. Esto dejó una población de objetos estables (el cinturón de Kuiper) y otra cuyos puntos más cercanos al Sol están lo suficientemente cerca como para que Neptuno aún pueda afectarlos (el disco disperso). Como el disco disperso es más activo, se considera el origen más probable de los cometas periódicos.
Los Habitantes del Cinturón de Kuiper
Se han observado más de 800 objetos del cinturón de Kuiper (KBO). Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que Plutón y Caronte eran los únicos objetos grandes en este grupo.
Sin embargo, el 4 de junio de 2002, se descubrió (50000) Quaoar, un objeto de tamaño inusual. Era la mitad de grande que Plutón y más grande que Caronte, convirtiéndose por un tiempo en el segundo objeto más grande del cinturón de Kuiper. Desde entonces, se han descubierto otros KBO más pequeños.
El 13 de noviembre de 2003, se anunció el descubrimiento de un cuerpo muy grande y más lejano que Plutón, llamado Sedna. Sedna superó a Quaoar como el segundo objeto transneptuniano más grande. Algunos astrónomos dudan si Sedna pertenece al cinturón de Kuiper, ya que está muy lejos. Podría ser un representante del límite inferior de la nube de Oort.
La sorpresa llegó el 29 de julio de 2005, cuando se anunciaron tres nuevos objetos: Eris, Makemake y Haumea. Al principio, se pensó que Eris era más grande que Plutón. Sin embargo, la sonda New Horizons de la NASA reveló en 2015 que Plutón es ligeramente más grande que Eris. Eris no pertenece estrictamente al cinturón de Kuiper, sino al disco disperso, ya que su distancia media al Sol es de 67 UA.
La clasificación exacta de todos estos objetos no es clara porque las observaciones ofrecen pocos datos sobre su composición o superficies. Incluso las estimaciones de su tamaño son inciertas, ya que a menudo se basan en datos indirectos sobre su albedo (cuánta luz reflejan).
Características de sus Órbitas
Los KBO son objetos que orbitan entre unas 30 y 50 UA del Sol. Orbitan en el plano de la eclíptica (el plano en el que giran los planetas), aunque sus inclinaciones pueden ser bastante altas.
Algunos KBO tienen una resonancia orbital con Neptuno. Esto significa que sus períodos orbitales son fracciones exactas del período orbital de Neptuno. Por ejemplo, los objetos en resonancia 2:3 se llaman plutinos, porque Plutón es uno de ellos.
¿Cómo se Formó el Cinturón de Kuiper?
Los científicos aún no han aclarado completamente cómo se formó el cinturón de Kuiper y cómo es su estructura actual. Se espera que nuevos telescopios ayuden a encontrar más KBO y a entender mejor la formación del sistema solar.
Algunas simulaciones por computadora sugieren que los objetos del cinturón de Kuiper podrían haberse formado más cerca del Sol. Luego, fueron empujados a sus posiciones actuales (entre 30 y 50 UA) por las interacciones con Neptuno y Urano. Esto ocurrió debido a la influencia gravitacional de Júpiter cuando entró en una resonancia 2:1 con Saturno. Este proceso dispersó los planetesimales que formarían el cinturón de Kuiper y el disco disperso.
Estas simulaciones también indican que podría haber algunos objetos grandes en el cinturón, quizás del tamaño de Marte.
Explorando el Cinturón de Kuiper
Actualmente, hay muchos programas para buscar KBO. La sonda espacial New Horizons fue la primera misión dedicada a explorar el cinturón de Kuiper. Fue lanzada el 19 de enero de 2006 y pasó muy cerca de Plutón el 14 de julio de 2015. Después de Plutón, la misión planea explorar uno o varios KBO. Estos KBO deberían tener entre 40 y 90 kilómetros de diámetro y, si es posible, ser blancos o grises para contrastar con el color rojizo de Plutón.
El Misterio del Acantilado de Kuiper
El "acantilado de Kuiper" es el nombre que los científicos le dan a la parte más lejana del cinturón de Kuiper. Es un misterio que ha existido durante años. La cantidad de objetos en el cinturón de Kuiper disminuye drásticamente en esa zona, de ahí el nombre de "acantilado".
Hay varias ideas para explicar esta anomalía. La más aceptada es que sí hay objetos en esa parte lejana, pero aún no se han agrupado en cuerpos lo suficientemente grandes como para ser observados. Otra idea es que los objetos en esta área fueron "barridos" por un cuerpo planetario que tendría el tamaño de la Tierra o de Marte. Esto sugiere que podría haber un planeta hipotético más allá de Neptuno.
Véase también
En inglés: Kuiper belt Facts for Kids
