חגורת קויפר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

תרשים של חגורת קויפר במערכת השמש.

תרשים של חגורת קויפר, ושל עננת אורט המרוחקת עוד יותר.

חגורת קוּיפּר (באנגלית: Kuiper belt. בעברית נכתב גם: חגורת קָייפּר או חגורת קווִיפר) היא אסופת גופים הסובבים את השמש במסלול הנמצא מעבר לכוכב הלכת נפטון, במרחק של 30-50 יחידות אסטרונומיות מהשמש ובמישור הקרוב למישור המלקה. החגורה קרויה על שם האסטרונום ההולנדי-אמריקאי ג'ררד קויפר (Gerard Kuiper), אשר ניבא את קיומה בשנת 1951 (עם זאת, קנט אדג'וורת' העלה את ההשערה בדבר קיומה עוד ב-1943, ולכן היו כאלה שהציעו לקרוא לו "חגורת אדג'וורת'-קויפר"). מספר הגופים בחגורה שרדיוסם מעל ל-100 ק"מ מוערך בכ-35,000 - פי מאה מכמות האסטרואידים בגודל זה.

שם החגורה נהגה בצורה שונה במדינות שונות. בהולנדית, הדיפתונג ui נהגה בדרך ייחודית, והתעתיק קוּיפר הוא הקרוב ביותר לדרך ההגייה שלו. גם באנגלית אין תעתיק מדויק לדיפתונג זה, ומקובל להגות את שם החגורה בתור קָייפר. צורת ההגייה קָייפר היא הנפוצה בעולם כיום, אך יחד עם זאת במקומות מסוימים, בעיקר באירופה, אומרים קוּיפר, קוֹיפר (למשל ברוסית) או קווִיפר (למשל בספרדית). התעתיק הנפוץ לעברית הוא "חגורת קויפר".

[עריכה] הגילוי

השערתו של קויפר באה להסביר את קיומה של משפחת שביטי צדק, אשר בניגוד לשביטים ארוכי-המחזור הם בעלי מחזור קצר למדי (לרוב עד 20 שנה, ועל כל פנים לא יותר מ-200 שנה), מסלולים שנמצאים במישור המלקה (או קרוב אליו) וכיוון תנועה כשל כל הפלנטות והאסטרואידים. ההשערה קיבלה חיזוק נוסף בשנות ה-80, ממודלים ממחושבים של ימיה הראשונים של מערכת השמש, אשר הראו שכוכבי הלכת אשר נוצרו "דחפו" "זבל חללי" למיניו כלפי הקצה של מערכת השמש.

בשנת 1992 השערתו של קויפר אומתה, כאשר התגלה הגוף הראשון בחגורת קויפר, 1992QB1. כיום ידוע שיש מעל 800 גופים בחגורה אולם רק פרטים בודדים ידועים עליהם, בעיקר בהירותם ומסלוליהם סביב השמש. הגופים נחשבים חלק מקטגוריית הגופים הטרנס-נפטוניים. כמעט כל הגופים התגלו אחרי 1992 בגלל התקדמות משמעותית בחומרה ותוכנה של מחשבים באותה תקופה, ושימוש ברכיב ה-CCD בטלסקופים שאיפשרו חיפוש אוטמטי יעיל ואפקטיבי הרבה יותר לטווח של חגורת קויפר.

[עריכה] מאפיינים

מתוך חישוב הבהירות - והנחה לגבי כושר החזרת האור - ניתן להעריך את גודלו של גוף. החוקרים מניחים שכושר ההחזרה של גופי חגורת קויפר לקוי, כפי שנמדד בגרעיני השביטים, כלומר, הוא פחות מ־10 אחוזים, ועל סמך הנחה זו חושבו גדלי הגופים בחגורת קויפר.

גופי חגורת קויפר נעים במסלולים המתחלקים לשני סוגים: של גופי החגורה המכונים ה"אמיתיים", הנשארים כל הזמן במרחק גדול של 50-30 יחידות אסטרונומיות מהשמש; ולגופים ש"התפזרו" מהחגורה - כנראה עקב כוח משיכה של גוף אחר - ויכולים להתרחק מהשמש עד למרחק של כמאה יחידות אסטרונומיות (אם כי הפריהליון שלהם הוא עדיין בתחומי החגורה). גוף אחד כזה, שסימונו CR105 2000, נתגלה בשנת 2000, ורק שנה לאחר מכן הובהר מסלולו: הוא מגיע למרחק של עד 400 יחידות אסטרונומיות.

הגבול העליון של חגורת קויפר אינו שרירותי: מספר הגופים אחרי נקודת המרחק של 50 יחידות אסטרונומיות מהשמש פוחת באופן קיצוני, תופעה אשר קרויה "מרווח קויפר" או "מצוק קויפר". ההשערה היא, שגוף רחוק יותר בעל מסה דומה לזו של כדור הארץ או מאדים "מסלק" מהאזור ההוא גופים על ידי השפעתו הכבידתית.

מרחקם הרב של גופי חגורת קויפר מהשמש גורם לתאורה נמוכה ולכן לקור עז על פניהם. כש־CR105 2000 נמצא בנקודה הרחוקה ביותר במסלולו, הוא מקבל כמות אנרגיה קטנה פי 16 אלף מזו שהשמש מקרינה עלינו. עצמת התאורה בחלק הגוף המואר דומה לעצמת התאורה על פני כדור הארץ בליל ירח מלא.

חישובי טמפרטורה מצביעים על טמפרטורה של כמה עשרות מעלות מעל לאפס המוחלט. הגופים בחגורת קויפר קפואים וצפויים להישאר כאלה אלא אם הפרעה מסלולית תסיט אותם לעבר פנים מערכת השמש, שם יתאייד הקרח שבהם והם יהפכו לשביטים מן המניין.

[עריכה] גופי קויפר ידועים

אף שרוב גופי חגורת קויפר אינם גדולים במיוחד (גודלם אינו עולה על כמה מאות ק"מ), יש ביניהם מספר גופים בעלי ממדים גדולים יותר, כדוגמת פלוטו. מסיבה זו, לאחר גילויים היה ויכוח אם הם צריכים לזכות להכרה ככוכבי לכת מן המניין (ועל סדנה אף הכריזו בחגיגיות כעל כוכב הלכת העשירי, אם כי לבסוף ביטלו את ההכרזה הזו). בסופו של דבר הוחלט שפלוטו צריך לרדת למעמד של כוכב לכת ננסי, בגלל השתיכותו לחגורת קויפר ובגלל תכונותיו שמאפינות כוכב לכת ננסי. להלן התיאור של כמה מגופי קויפר הגדולים ביותר:

[עריכה] קווה-וואר

בשנת 2002 התגלה גוף גדול בחגורת קויפר, שזכה לשם 50000 קווה-וואר "Quaoar" (מבטאים kwa-whar), על שמו של אחד מהאלים להם סגדו האינדיאנים ילידי אמריקה. הוא שוכן מיליארד קילומטרים מאחורי פלוטו ומקיף את השמש אחת ל־288 שנים במעגל כמעט מושלם.

קווה-וואר נמדד באמצעות טלסקופ החלל האבל ונמצא כי רוחבו 1,300 קילומטרים – כ־400 קילומטרים יותר מקרס, האסטרואיד הגדול ביותר בחגורת האסטרואידים העיקרית עד כה, ויותר ממחצית קוטרו של פלוטו. זה היה העצם הגדול ביותר שהתגלה במערכת השמש מאז גילויו של פלוטו לפני 72 שנה. מאז התגלו עוד כמה גופים שכנראה גדולים ממנו, כגון 2005 FY9.

[עריכה] אורקוס

ב־19 בפברואר 2004 נמסר על גילוי עצם קפוא במרחק של כ־7 מיליארד קילומטרים מהשמש, שנראה כי גודלו הוא כמחצית גודלו של פלוטו והוא גדול מכארון, הירח של פלוטו. עצם זה קיבל את השם הזמני DW2004, והסתבר שזהו הפלנטואיד הגדול ביותר שנמצא במערכת השמש שלנו מאז גילוי פלוטו עצמו ב־1930.

תצפיות ראשוניות על העצם, שקיבל את השם 90482 אורקוס, מראות כי הגוף השמימי הקפוא גדול בעשרה אחוזים מקווה-וואר. הוא שוכן בחלק החיצוני של חגורת קויפר, אזור של סלעים קפואים מעבר למסלולו של נפטון, והוא ה־15 בסדרת עצמים בגודל של למעלה מ־500 קילומטרים, שנמצא באזור זה. מדידות ראשוניות מציעות כי אורקוס נע במסלול אליפטי סביב השמש, במסגרתו הוא מתקרב אליה למרחק של כ־4.3 מיליארד קילומטרים ומתרחק ממנה עד למרחק של 7.5 מיליארד קילומטרים. לדברי בראון, לוקח לו 252 שנה להקיף את השמש.

[עריכה] סדנה

90377 סדנה (Sedna), גוף דומה בגודלו פחות או יותר לפלוטו, נתגלה ב־14 בנובמבר 2003 על ידי מצפה כוכבים ליד סאן דייגו, וגילויו אושר גם על ידי טלסקופים בצ'ילה, ספרד, אריזונה והוואי וכן בטלסקופ החלל שפיצר. סדנה מקיף את השמש ב-11,487 שנים.

סדנה בעל מסלול מאוד אליפטי, האפהליון שלו מוערך ב-942 יחידות אסטרונומיות והפריהליון שלו הוא בסביבות 76.1 יחידות אסטרונומיות. כאשר נתגלה, הוא היה במרחק של כ-90 יחידות אסטרונומיות מהשמש, קרוב לפריהליון. לשם השוואה, המרחק הממוצע של פלוטו מהשמש הוא בסביבות 40 יחידות אסטרונומיות. הטמפרטורה בו אינה עולה על 30 מעלות קלווין. בשל מרחקו, חלק מהחוקרים אינם כוללים אותו בחגורת קויפר, אלא מחשיבים אותו כחלק מעננת אורט הפנימית.

[עריכה] טבלת גופי קויפר הגדולים

שם	קוטר (ק"מ)	גודל אמיתי	אלבדו	חצי הציר הגדול (יח"א)	שנת הגילוי	המגלה
פלוטו	2320	1.0-	0.6	39.4	1930	קלייד טומבו
2005FY9	1800	0.3-	0.6-1.0	45.7	2005	בראון, טרוז'ילו, רבינוביץ'
2003EL61	1500~	0.1	0.6 (הערכה)	43.3	2005	בראון, טרוז'ילו, רבינוביץ'
אורקוס	1500~	2.3	0.1 (הערכה)	39.4	2004	בראון, טרוז'ילו, רבינוביץ'
קווה-וואר	1070-1450	2.6	0.1	43.5	2002	בראון, טרוז'ילו
כארון	1205	1	0.4	39.4	1978	ג'. קריסטי
2002UX25	910~	3.6	0.08	42.5	2002	א. דסקור / ספייסווטש
2002AW197	650-750	3.3	0.14-0.2	47.4	2002	בראון, טרוז'ילו ואח' / מצפה הכוכבים פלומר
ורונה	450-750	3.7	0.12-0.3	43.0	2000	ר. מקמילן
איקסיון	400-550	3.2	0.25-0.5	39.6	2001	Deep Ecliptic Survey