Kuiperov pojas

**Kajperov** ili **Kojperov pojas** (bos., srp.) ili **Kuiperov pojas** (hrv.) je oblast malih tela Sunčevog sistema u obliku diska iza planete Neptun udaljenosti od 30 AJ do 50 AJ od Sunca i sadrži veliki broj malih tela sastavljenih uglavnom od leda. Izvor je mnogih kratkoperiodičnih kometa. Orbite tela unutar Kajperovog pojasa pod stalnim su dejstvom velikih planeta (Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna), koje su imale veliki uticaj na oblikovanje pojasa. Iza Kajperovog pojasa prostire se Ortov oblak, a u njemu se nalaze i 4 patuljaste planete, kao što je Pluton.

## Historija

### Hipoteze o postojanju Kajperovog pojasa

Sredinom 20. veka veći broj naučnika je spekulisao o mogućem postojanju objekata iza planetskog regiona. Razmišljanjem o poreklu kratko-periodičnih kometa irski aristokrata Kenet Edžvort () je 1943. došao na zamisao da one potiču iz oblasti dalje od Plutona  – ideja koja je danas opšte prihvaćena. Američki astronom holandskog porekla Džerard Kajper () je 1951. pretpostavio postojanje pojasa manjih objekata iza Plutona, kasnije spekulišući da bi to mogla biti i planeta . Međutim, još ranija pisanja Frederika Leonarda govore da je on 1930. godine prilikom otkrića Plutona pravilno spekulisao da bi Pluton mogao biti samo prvi objekat koji je pronađen na udaljenosti većoj od Neptunove .

Pretpostavke o postojanje pojasa objekata daleko od Sunca došle su iz ideja o načinu nastanka Sunčevog sistema. Cirkumstelarni akrecioni diskovi su posmatrani oko velikog broja drugih zvezda i to se smatra za osnovni način nastanka zvezda i planeta oko njih. Planete i manji objekti nastanu iz gasa i prašine koja se nalazi u disku oko protozvezde. Ipak, taj proces nije stoprocentno efikasan. Planete mogu da nastanu samo iz dela diska gde ima dovoljno materijala za njih. Gustina materijala u akrecionom disku se smanjuje postepeno kako se udaljavamo od centralne zvezde (Sunca u našem slučaju). U spoljnim delovima protosunčevog diska gde nije bilo dovoljno materijala za planete stvorili su se manji objekti - asteroidi Kajperovog pojasa.

### Otkrića

Prvi direktan posmatrački dokaz za ovakvu populaciju objekata je otkriće -{1992 QB1}-, prvog poznatog objekta u Kajperovom pojasu . Pre ovog otkrića teorije o postojanju “kometnog pojasa” iza Neptuna se često smatrane za teoretski moguće, ali u isto vreme i spekulativne iako nije postojao ubedljiv razlog zašto bi se formiranje planetoida zaustavilo kod Plutonove orbite. Ovaj pojas, kako je danas poznato, sadrži velik broj malih tela koja orbitiraju na samoj ivici Sunčevog sistema, iza putanje Neptuna. Usled velikog rastojanja od Sunca asteroidi u Kajperovom pojasu imaju jako mali prividni sjaj (prividna magnituda -{*m*}- > 19) pa se izuzetno teško otkrivaju i detektuju. Posle više sistematskih pretraga, trenutno je poznato 2380 objekata u pojasu zajedno sa kentaurima (jul 2010.) .

Iako se objekti u Kajperovom pojasu teško detektuju, oni su po veličini poprilično veliki, sa prečnicima čak i preko 1.000 -{km}-. Do sada najveći pronađeni objekti u ovom pojasu su (136108) Haumea, (136472) Makemake i (136199) Erida koje imaju prečnike od približno 1.500 -{km}-, 1.600 -{km}- i 2.400 -{km}- respektivno. Prečnik Plutona iznosi 2.300 -{km}-. Iz ovog se vidi da poznajemo asteroide Kajperovog pojasa koji imaju približnu masu i veličinu Plutona s tim da je Erida objekat koji je i veći i masivniji od samog Plutona. Takođe, najveći asteroid u Sunčevom sistemu više nije Cerera (975 -{km}-) već su tu titulu preuzeli asteroidi koji se nalaze iza Neptuna. Verovatno u tim udaljenim delovima Sunčevog sistema ima i većih objekata i od Plutona i od Eride. Zbog svega rečenog je u prošloj deceniji sa pravom pokrenuta debata da li je Pluton planeta ili je to samo najveći asteroid u pojasu, jer on i po fizičkim odlikama a i karakteristikama orbite izgleda samo kao objekat u Kajperovom pojasu, pogotovo posle pronalaska Eride. I zaista, Međunarodna astronomska unija je na godišnjoj skupštini 24. avgusta 2006. godine u Pragu donela odluku  da se Plutonu oduzme status planete, i od tada je on član nove klase objekata – patuljastih planeta. Pored Plutona još 4 objekta ima ovaj status: Cerera, Haumea, Makemake i Erida (poslednja tri u nizu su članovi Kajperovog pojasa).

## Struktura Kajperovog pojasa

Današnja struktura Kajperovog pojasa je formirana pod intenzivnim gravitacionim uticajem velikih planeta, prvenstveno Neptuna. Preko karakteristika orbita asteroidi u Kajperovom pojasu su podeljeni u četiri dinamičke grupe: (a) *klasične*, (b) *rezonantne*, (v) *rasejane objekte* i (g) *objekte u proširenom rasejanom disku*. Ipak, granice između ovih grupa objekata nisu čvrsto definisane.

### Rezonantni objekti

Najbliži Neptunu od svih objekata u pojasu su rezonantni objekti. Oni se nalaze u rezonanci sa Neptunom, tj. odnos Neptunovog i njihovog orbitalnog perioda je ceo broj. Najbrojnija je 3:2 rezonanca, koja se nalazi na 39.4 AJ od Sunca na samoj unutrašnjoj ivici pojasa. U ovoj rezonanci se nalazi i Pluton (zbog toga se ovi objekti nazivaju i Plutini), tj. dok Neptun načini tri obrtaja oko Sunca, Pluton i Plutini se obrnu dva puta. Preko ovih objekata mi smo saznali dosta o velikim planetama u vreme najmlađih dana Sunčevog sistema. Naime, mehanizam koji je dovukao ove objekte u rezonantne orbite je radijalno pomeranje (migracija) velikih planeta. Tokom završnih faza formiranja planeta, velike planete su se radijalno pomerale (menjale svoju udanjenost od Sunca) usled razmene momenta impulsa sa malim objektima čije su putanje često skretane prilikom bliskog prolaska pored neke od tih velikih planeta i na taj način često izbacivane iz sistema. Pomenuta razmena impulsa za vreme "čišćenja" diska dovela je do udaljavanja Saturna, Urana i Neptuna od Sunca i blagog približavanja Suncu masivnog Jupitera. Kako se Neptun udaljavao i kretao kroz protoplanetarni disk uhvatio je Plutona i ostale Plutine u 3:2 rezonancu. Objekti su hvatani i u druge rezonance, ali ipak sa manjom efikasnošću. Neptun se pri ovom mehanizmu udaljio od Sunca za čak oko 10 AJ.

### Klasični objekti

Klasični objekti su trenutno najbrojniji u Kajperovom pojasu i nalaze se na *a* = 35 – 48 AJ od Sunca tako da nisu pod tako snažnim uticajem Neptuna kao rezonatni objekti. U tom delu Kajperovog pojasa razlikujemo dve vrste asteroida koji se razlikuju i po karakteristikama orbita i po boji.
 
Jedan deo objekata ima veće inklinacije (i do 30°) i ekscentricitete i crveniji su od drugog dela klasičnih objekata i to je dinamički *vruća* populacija. Objekti sa malim inklinacijama (-{*i*}- 4 godina, a orbite su im dinamički stabilne u periodu ~105 godina (na dužem vremenskom opsegu su nestabilne usled izbacivanja ili udara sa planetama ili Suncem). 
Da bi se održavala stabilna populacija kometa na velikim vremenskim skalama potrebno je da postoji i stabilan izvor koji popunjava tu populaciju. Pre se mislilo da komete Jupiterove familije potiču od dugoperiodičnih kometa (komete iz Ortovog oblaka) gravitacionim zarobljavanjem od strane velikih planeta kad komete uđu u planetarni deo Sunčevog sistema, ali detaljni proračuni govore da je taj put nastanka kometa Jupiterove familije neefikasan. Najverovatnije da su te komete nekadašnji objekti u Kajperovom pojasu koji su privučeni ka unutrašnjosti Sunčevog sistema uticajem planeta. Nestabilnost Kajperovog pojasa, koja izaziva pomeranje objekata sa orbita koje su iza Neptuna na orbite bliže Suncu, može biti ili dinamički haos  ili sudari. Kad neki objekat preseca Neptunovu putanju, za prelaz u unutrašnji planetarni region mu je potrebno od 107 do 108 godina.

Ako komete Jupiterove familije potiču iz Kajperovog pojasa i na kraju imaju orbite ne mnogo veće od Jupiterove, očekivalo bi se da možemo videti objekte u tranziciji, tj. objekte koji se trenutno pomeraju od Kajperovog pojasa ka unutrašnjosti. Ovi objekti su verovatno poznati i pripadaju klasi Kentaura. Trenutno je poznato oko 30 Kentaura i neki od njih pokazuju kometsku aktivnost. Najbolje proučeni Kentaur 2060 Hiron ima leda na površini  i pokazuje stalnu komu već oko petnaest godina. Drugi (recimo 5145 Folus) nemaju komu što dozvoljava da se jezgro direktno proučava. Kao i objekti u Kajperovom pojasu i Kentauri pokazuju veliku raznolikost u bojama .

## Izvori

## Vanjske veze

* Dave Jewitt's page @ University of Hawaii
** The belt's name
* The Kuiper Belt Electronic Newsletter 
* Wm. Robert Johnston's TNO page
* Minor Planet Center: Plot of the Outer Solar System, illustrating Kuiper gap