Tajemniczy pas

Pas Kuipera jest najbardziej zewnętrzną częścią Układu Słonecznego. Mimo że jego istnienie zostało teoretycznie przewidziane już w 1950 r., pierwsze obiekty należące do niego (tzw. KBO – Kuiper Belt Object) zaobserwowano dopiero kilkanaście lat temu. Poszukiwania obiektów poza orbitą Plutona rozpoczęto pod koniec lat 80. XX wieku. Pomogło zastosowanie w astronomii matryc światłoczułych, które teraz są standardem w fotografii cyfrowej. Prace ruszyły z kopyta w 1989 roku, gdy powstała matryca CCD o rozdzielczości 1024x1024 pikseli (czyli 1 mln pixeli). Dzisiaj w amatorskiej fotografii matryce mają rozdzielczość około 10 razy większą. To nie znaczy, że kupiony za kilkaset złotych aparat fotograficzny może z Ziemi robić zdjęcia obiektów w Pasie Kuipera. Najważniejsza była optyka, czyli cały teleskop. Matryce stosowano, bo obraz cyfrowy mógł być automatycznie przetwarzany przez komputery.

Skała, metal i woda
W odległości nawet 100 AU (jednostek astronomicznych) od Słońca krążą jądra przyszłych komet, planetoidy, kawałki zmrożonych skał i międzyplanetarny pył. Jedna AU to średnia odległość Ziemi od Słońca, czyli ok. 150 mln kilometrów. Pas Kuipera znajduje się zatem poza orbitą najdalszej planety. Obecnie znanych jest kilka tysięcy obiektów w Pasie Kuipera, a przewidywania teoretyczne mówią, że powinno ich być ok. 10 mld (w tym kilkadziesiąt tysięcy o średnicy powyżej 100 km). Skąd bierze się różnica pomiędzy liczbą obiektów dotychczas zaobserwowanych i liczbą przewidywanych?

Obiekty w Pasie Kuipera znajdują się bardzo daleko, są bardzo małe i nie emitują własnego światła. I to właśnie jest powodem, że nawet najpotężniejsze ziemskie teleskopy nie potrafią sobie poradzić z ich obserwacją. Z powodów czysto technicznych badania tego obszaru Układu Słonecznego stały się możliwe dopiero kilkanaście lat temu. Pierwszy obiekt w Pasie Kuipera odkryto 30 sierpnia 1992 roku po kilku latach obserwacji. Nazwano go (15760) 1992 QB1. Ocenia się, że jego średnica wynosi około 150 km, ale nie wiadomo, z czego się składa. Zewnętrzny pas planetoid to głównie nieforemne kawałki skał i metalu. Ale całkiem sporo obiektów w Pasie Kuipera to zamarznięte kule amoniaku, metanu i wody.

Pluton to nie planeta
To, czego nie mogą zobaczyć teleskopy naziemne, nie umknie uwadze kosmicznego teleskopu Hubble’a. Znajduje się poza warstwą ziemskiej atmosfery, więc może obserwować obiekty trudne albo wręcz niemożliwe do obserwacji przez tradycyjne przyrządy. Ziemskie obserwatoria mogą jednak pełnić rolę pomocniczą w przyglądaniu się tak dalekim obiektom. Skąd w Pasie Kuipera wzięły się jakiekolwiek obiekty? Z całą pewnością – przynajmniej w dużej części – są to kawałki materii, które nie uformowały się w żadną planetę. Mówi się także, że małe ciała mogły powstać w pobliżu tzw. planet gigantów (np. Jowisza czy Saturna), a następnie zostać wyrzucone siłami grawitacyjnymi na peryferie Układu Słonecznego.