De Kuipergordel is een soort zeer grote asteroïdengordel (deze ligt zelf tussen de banen van Mars en Jupiter in) die voorbij de baan van Neptunus ligt. Het verschil met de asteroïdengordel is, o.a., dat de asteroïdengordel bestaat uit rotsachtige objecten, met daarbij nog wat ijs en metaal, terwijl de Kuipergordel vooral bestaat uit bevroren vluchtige gassen, die ‘ijzen’ (in het Engels ices) genoemd worden. Deze gassen zijn met name methaan, ammoniak en water. Onder deze ijzen bevinden zich planeetachtige objecten, bijvoorbeeld de drie dwergplaneten Pluto (vóór 2006 een planeet genoemd), Haumea en Makemake. Allemaal behoren ze tot de zogenaamde ‘klassieke Kuipergordel’, die een min of meer regelmatige schijfvorm heeft en een dynamisch evenwicht vertoont.
Sinds de ontdekking van deze gordel zijn er al meer dan duizend Kuipergordel-objecten (KBO’s) in kaart gebracht. Geschat wordt dat er in totaal zo’n 70.000 objecten zijn met een diameter groter dan 100 km. De Kuipergordel ligt tussen de dertig en vijftig Astronomische Eenheden van de zon verwijderd. Een Astronomische Eenheid is de afstand tussen Zon en Aarde. Dat is zo’n 150 miljoen kilometer.
De ‘verspreide schijf’ rond de klassieke gordel, is de vermoedelijke oorsprong van diverse soorten kometen. Deze zeer dynamische regio van het zonnestelsel werd 4,5 miljard jaar geleden gevormd door de buitenwaartse beweging van Neptunus. Het bekendste object in deze schijf is momenteel de dwergplaneet Eris, tot nu toe het grootste object in de Kuipergordel en slechts een fractie groter dan Pluto. Beide zijn, ter vergelijking, een derde kleiner dan onze Maan, die weer zes keer kleiner is dan onze Aarde.
Mogelijk is de Kuipergordel ontstaan uit de protoplanetaire schijf die zich rond de Zon bevond in een vroeg ontwikkelingsstadium van ons zonnestelsel. Tijdens haar formatie is ze waarschijnlijk sterk beïnvloed door de zwaartekracht van Jupiter en Neptunus. Bovendien zijn Uranus en Neptunus, nu de verst verwijderde planeten, waarschijnlijk binnen de baan van Saturnus ontstaan, dichtbij Jupiter, en later buitenwaarts gedrukt. Door de toenmalige wisselwerking tussen Jupiter en Saturnus bewoog Neptunus zich verder weg over de planetesimale oerschijf. Dit noemt men de ‘baanverschuiving’ van Neptunus, gevolgd door de geringere baanverschuiving van Uranus. De oerschijf werd door de verschuiving van deze zware lichamen tijdelijk chaotisch. Later stabiliseerde ze weer, echter in een veel meer uitgespreide en verder van de Zon af gelegen schijf, de huidige Kuipergordel.
Oortwolk
Op een afstand van ruim anderhalf lichtjaar, waar de zon voor een theoretische waarnemer niet meer is dan een van de talloze achtergrondsterren, bevindt zich het thuis van de kometen: de Oortwolk. Waarschijnlijk verblijven in de Oortwolk vele miljarden van dit soort ‘vuile sneeuwballen’, waarvan er af en toe enkele naar de binnendelen van het zonnestelsel afreizen - om miljoenen jaren later weer terug te keren. Het was de Nederlander Jan Hendrik Oort die in 1950 het bestaan van deze 'kosmische achtertuin' opperde en daarmee de grens van het zonnestelsel enkele lichtjaren verlegde.
De Leidse astronoom Oort kwam tot zijn hypothese na een studie naar de herkomst van kometen. Hij merkte op dat deze ijzige hemellichamen werkelijk uit alle uithoeken van het zonnestelsel leken te komen. Bovendien bezaten velen omlooptijden van honderden miljoenen jaren. Volgens Oort kon het bijna niet anders zijn dan dat onze Zon tot halverwege de meest nabije ster wordt omringd door een enorme sferische wolk van tientallen miljarden ‘slapende’ kometen. Meer dan vijftig jaar later bestaat er desondanks nog steeds onzekerheid over de Oortwolk. Astronomen worstelen met verscheidene problemen, waaronder de geringe aantrekkingskracht van de zon op een afstand van zo’n twee lichtjaar. Deze zou bij lange na niet sterk genoeg zijn om de kometen in de buurt van het zonnestelsel te houden.
De theorie van Oort werd enkele jaren geleden nóg verder ondermijnd toen een computersimulatie, uitgevoerd door het Jet Propulsion Laboratory (JPL), uitwees dat de door hem geschatte hoeveelheid kometen schromelijk was overdreven. De berekeningen toonden aan dat kometen met een diameter van twintig kilometer of minder door onderlinge botsingen volledig aan stukken geslagen moesten zijn. Eerdere modellen hielden daar geen rekening mee. Onduidelijk blijft aan welke getallen dan wel gedacht moet worden, maar over het algemeen wordt nu aangenomen dat de Oortwolk vele malen ijler is dan lang werd gedacht. Ook haar totale massa moest recent nog naar beneden worden bijgesteld. Waar men voorheen uitging van zeker veertig aardmassa’s, lijkt tien maal het gewicht van onze planeet nu een veel realistischer waarde.
De kleine ijzige hemellichamen bleven na de vorming van het zonnestelsel achter als bijproducten en werden door de zwaartekrachten van de grote planeten systematisch weggeslingerd. In de Oortwolk vond een klein deel van deze potentiële kometen een relatief stabiele omgeving. De kometen in de Oortwolk zijn niet egaal verdeeld, maar bevinden zich vooral in het equatoriale vlak en aan haar binnenste grens op ongeveer 5000 AE van de Zon. Maar ook in andere delen van het sferische geheel zijn ze ruim vertegenwoordigd. De temperaturen liggen, zó ver van de Zon, slechts enkele graden boven het absolute nulpunt.
Het idee van een enorme materiewolk om de Zon werd onder meer ingegeven door de hypothese dat zich ruwweg elke dertig miljoen jaar een zogenaamde massa-extinctie door inslagen op aarde heeft voorgedaan. De aanwezigheid van de Oortwolk bood hiervoor een uitstekende verklaring, want het geheel is uitermate gevoelig voor invloeden van buitenaf. Één van die invloeden is de getijdenwerking in het vlak van de Melkweg. Storingen in de zwaartekracht kunnen talloze kometen uit hun baan trekken. En een interplanetair ‘bombardement’ van de binnenste regionen van het zonnestelsel is dan volgens berekeningen onvermijdelijk.
Galactische getijdengolven zijn het gevolg van de beweging van de Zon door het vlak van ons sterrenstelsel. De verdeling van massa in dit vlak is erg onregelmatig en varieert naar schatting met een factor vier. Sinds onze planeet zo’n vier miljard jaar geleden ontstond, heeft het leven op aarde ten minste zeven maal een catastrofale gebeurtenis op het nippertje overleefd. Zeker drie rampen werden vermoedelijk direct veroorzaakt door botsingen met buitenaardse objecten. Het bekendste voorbeeld is ongetwijfeld de inslag die 65 miljoen jaar geleden (De Krijt-Paleogeengrens) een einde maakte aan de heerschappij van de dinosauriërs. En toevallig of niet: alle bekende grote meteorietinslagen vonden plaats omstreeks het moment dat het zonnestelsel zich een weg baande door het ijlste deel van ons sterrenstelsel.
Tot voor kort werd aangenomen dat de galactische getijdengolven vooral te wijten waren aan de aanwezigheid van enorme moleculaire gaswolken in het galactische vlak. Een recent onderzoek van onderzoekers aan de zuidwestelijke universiteit van Louisiana wees echter uit dat ook getijdenkrachten op grotere afstand, bijvoorbeeld vanuit het centrum van de Melkweg, een belangrijke rol spelen bij het bevrijden van hemellichamen uit de Oortwolk. Geschat wordt nu dat ten minste eenderde van alle bekende lang-periodieke kometen de binnendelen van het zonnestelsel dankzij dergelijke invloeden bereikt.
Een klein percentage van de kometen die in de buurt van de Zon komen, is vermoedelijk via een ander mechanisme uit de Oortwolk ontsnapt. Om de zoveel tijd passeert een andere ster de zon op geringe afstand. Feitelijk betekent dit dat er af en toe een zwaar object door de kometenwolk trekt. Verscheidene objecten worden dan uit hun baan gerukt. De mate waarin dit gebeurt, is sterk afhankelijk van de massa van het passerende object en het pad dat het volgt.
Bestudeer eerst bovenstaande cursus. Vul de gaten in. Druk dan op de toets "Controleer" om je antwoorden te controleren. Gebruik wanneer aanwezig, de "Hints"-knop om een extra letter te krijgen, wanneer je het lastig vindt om een antwoord te geven. Je kan ook op de "[?]"-knop drukken om een aanwijzing te krijgen. Let wel: je verliest punten, wanneer je hints of aanwijzingen vraagt!
MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN IN HET GEOPENDE VENSTER, ALS HET WOORD BESTAAT,TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
