Een van Neptunus se natuurlike satelliete, Triton, is waarskynlik ’n KGV wat deur die planeet in ’n wentelbaan vasgevang is.
Met ’n deursnee van meer as 2 000 km is die dwergplaneet Pluto die grootste lid van die Kuipergordel. Dit is ook die naasgrootste TNV (naas Eris in die verstrooide skyf). Pluto, wat aanvanklik as ’n planeet geklassifiseer is maar sedert 2006 ’n dwergplaneet is omdat dit as ’n KGV beskou word, se samestelling is soortgelyk aan dié van baie ander voorwerpe in die Kuipergordel en sy wentelperiode is kenmerkend van ’n klas KGV's bekend as plutino's, wat dieselfde 2:3-baanresonansie met Neptunus het.
In 1943 het Kenneth Edgeworth ’n hipotese voorgestel dat die materiaal in die streek anderkant Neptunus in die aanvanklike sonnewel te wydverspreid was om planete te vorm en dus talle kleiner voorwerpe gevorm het. Daaruit het hy afgelei die streek anderkant die planete word beset deur ’n groot aantal relatief klein liggame en dat een van hulle nou en dan "uit sy eie sfeer dwaal en as ’n ongereelde besoeker sy opwagting in die binneste Sonnestelsel maak" en ’n komeet word.
Gerard Kuiper het in 1951 in Astrophysics: A Topical Symposium gespekuleer dat ’n soortgelyke skyf vroeg in die evolusie van die Sonnestelsel gevorm het, maar hy het nie gedink dat so ’n gordel nog bestaan nie. Kuiper het, soos baie mense in dié tyd, veronderstel Pluto is so groot soos die Aarde en dat dit hierdie klein liggame uitwaarts na die Oortwolk of na buite die Sonnestelsel versprei het. As hy reg was, sou daar dus nie vandag ’n Kuipergordel gewees het nie.
In 1977 het Charles Kowal 2060 Chiron ontdek. Dit is ’n ysagtige planetoïde in ’n wentelbaan tussen Saturnus en Uranus. In 1992 is nog ’n voorwerp, 5145 Pholus, in ’n soortgelyke wentelbaan ontdek. Vandag is dit bekend ’n groot groep komeetagtige liggame, die sentoure, bestaan in die streek tussen Jupiter en Neptunus. Die sentoure se wentelbane is onstabiel en hulle het ’n dinamiese bestaan van ’n paar miljoen jaar. Sedert die ontdekking van Chiron in 1977 het sterrekundiges gespekuleer die sentoure moet dus gedurig deur die een of ander buitenste bron aangevul word.
Verdere bewyse vir die bestaan van die Kuipergordel is later gevind met die bestudering van komete. Dit was reeds ’n geruime tyd bekend dat komete ’n beperkte leeftyd het. Terwyl hulle naby aan die Son beweeg, veroorsaak die Son se hitte dat hul vlugtige oppervlakke in die ruimte verdamp en hulle word mettertyd kleiner. Die feit dat hulle steeds voorkom ná al die jare van die Sonnestelsel se bestaan, beteken hulle moet aanhoudend aangevul word. Een so ’n aanvullingsgebied is die Oortwolk, ’n sferiese swerm komete wat strek tot verder as 50 000 AE van die Son af; die bestaan van die wolk is die eerste keer in 1950 deur die Nederlandse sterrekundige Jan Oort voorgestel. Daar word geglo die Oortwolk is die bron van langperiodekomete, wat duisende jare neem om ’n wentelbaan te voltooi.
Daar is ’n ander soort komeet, kortperiodekomete soos Halley se Komeet, wat ’n wentelbaan in minder as 200 jaar voltooi. Teen die 1970's is kortperiodekomete teen so ’n tempo ontdek dat besef is hulle kan nie net van die Oortwolk af kom nie. Vir ’n voorwerp in die Oortwolk om ’n kortperiodekomeet te word, sou dit eers deur die groot planete aangetrek moes word. In ’n uitgawe van Monthly Notices of the Royal Astronomical Society van 1980 het die Uruguayaanse sterrekundige Julio Fernández gesê vir elke kortperiodekomeet wat uit die Oortwolk na die binneste Sonnestelsel gestuur word, sou 600 in die interstellêre ruimte uitgewerp moes word. Hy het gespekuleer ’n komeetgordel tussen 35 en 50 AE van die Son af sal nodig wees om die getal waargenome komete te verduidelik.
Studies wat uitgevoer is sedert die trans-Neptunus-gebied ontdek is, het gewys die streek wat nou die Kuipergordel genoem word, is nie die oorsprong van kortperiodekomete nie, maar dat hulle kom van ’n verwante groep voorwerpe, wat die verstrooide skyf genoem word. Dié skyf is geskep toe Neptunus uitwaarts migreer het tot in die proto-Kuipergordel, wat in dié stadium veel nader aan die Son was. Die planeet het ’n groep dinamies stabiele voorwerpe agtergelaat wat nooit deur sy wentelbaan beïnvloed kan word nie (die ware Kuipergordel), asook ’n groep waarvan die perihelium naby genoeg is dat Neptunus hulle steeds kan versteur in sy wenteling om die Son (die verstrooide skyf). Omdat die verstrooide skyf dinamies aktief is en die Kuipergordel dinamies relatief stabiel, word die verstrooide skyf nou beskou as die waarskynlikste bron van kortperiodekomete.
KGV's word soms ook "kuiperoïdes" genoem, ’n naam wat deur Clyde Tombaugh voorgestel is. Die term Trans-Neptunus-voorwerp word deur verskeie wetenskapgroepe aanbeveel vir voorwerpe in die gordel, want die term is minder omstrede as al die ander – dit is egter nie ’n presiese sinoniem nie, want dit sluit alle voorwerpe in wat om die Son wentel buite die wentelbaan van Neptunus, nie net voorwerpe in die Kuipergordel nie.
Stof in die Kuipergordel skep ’n dowwe infrarooiskyf. (Klik op die speelknoppie om die video te kyk.)
Op sy uiterste (maar sonder die verstrooide skyf) strek die Kuipergordel rofweg van 30 tot 55 AE. Die hoofdeel strek van die 2:3-middelbarebeweging-resonansie (sien onder) by 39,5 AE tot die 1:2-resonansie by rofweg 48 AE. Die Kuipergordel is taamlik dik; die hoofkonsentrasie strek tot 10 grade buite die sonnebaan en meer verspreide deel verskeie kere verder. Oor die algemeen lyk dit meer soos ’n oliebol as soos ’n gordel. Sy gemiddelde posisie het ’n baanhelling van 1,86 grade tot die sonnebaan.
Die teenwoordigheid van Neptunus het ’n groot invloed op die struktuur van die Kuipergordel vanweë die wentelresonansies. Op ’n tydskaal wat ooreenstem met die ouderdom van die Sonnestelsel, destabiliseer Neptunus se swaartekrag die wentelbaan van enige voorwerp wat in sekere streke lê – dit stuur die voorwerp óf na die binneste Sonnestelsel óf na die verstrooide skyf of interstellêre ruimte. Dit veroorsaak dat die Kuipergordel duidelike gapings in sy huidige struktuur het, soortgelyk aan die Kirkwoodgapings in die asteroïdegordel. In die streek tussen 40 en 42 AE kan geen voorwerp byvoorbeeld oor so ’n lang tyd ’n stabiele wentelbaan handhaaf nie. Enige voorwerp wat daar voorkom, moes redelik onlangs daarheen migreer het.
Daar is ’n relatiewe afwesigheid van voorwerpe met ’n semihoofas kleiner as 39 AE wat skynbaar nie deur die huidige resonansies verklaar kan word nie. Die huidig aanvaarde hipotese vir die oorsaak daarvan is dat toe Neptunus na buite migreer het, onstabiele wentelresonansies geleidelik deur hierdie streek beweeg het, en dus is enige voorwerp daarin weggevee of deur swaartekrag daaruit gewerp.
Dit lyk of die 1:2-resonansie ’n rand vorm waarbuite min bekende voorwerpe voorkom. Dit is nie duidelik of dit werklik die buiterand van die klassieke gordel is of net die begin van ’n breë gaping nie. Voorwerpe is wel al waargeneem by die 2:5-resonansie by rofweg 55 AE, ’n hele ent buite die klassieke gordel. (Sien skets bo, onder "Resonansies".) Voorspellings van ’n groot aantal voorwerpe in klassieke wentelbane tussen hierdie resonansies kon nie deur waarneming bevestig word nie.
Daar word geglo die Kuipergordel bestaan uit planetesimale, fragmente van die oorspronklike protoplanetêre skyf om die Son wat nie heeltemal in planete saamgepak het nie, maar in kleiner liggame, waarvan die grootste ’n deursnee van minder as 3 000 km het. ’n Studie van die kraters op Pluto en Charon onthul ’n skaarste aan klein kraters, en dit dui daarop dat sulke voorwerpe van die begin af groot was (dosyne kilometers breed) en nie uit veel kleiner liggame (van sowat ’n kilometer breed) gevorm het nie. Een van die hipotetiese meganismes vir die vorming van hierdie groter liggame is die swaartekraginstorting van wolke klippies wat gekonsentreer was tussen kolke in ’n onstuimige protoplanetêre skyf.
Die oorspronklike weergawe van die model wat tans die gewildste is, die Nice-model, reproduseer baie kenmerke van die Kuipergordel, soos die "koue" en "warm" populasies, resonansievoorwerpe en ’n verstrooide skyf, maar dit verduidelik steeds nie sommige kenmerke van hul verspreiding nie. Die model voorspel ’n groter gemiddelde eksentrisiteit in klassieke KGV-wentelbane as wat waargeneem word (0,10–0,13 teenoor 0,07) en sy voorspelde baanhellingverspreiding bevat te min voorwerpe met ’n groot baanhelling. Boonop skep die gereelde voorkoms van dubbelvoorwerpe in die koue gordel, waarvan baie ver van mekaar en losweg verbind is, ook ’n probleem vir die model. Daar word voorspel hulle het geskei geraak tydens wisselwerkings met Neptunus. Dit laat sommige wetenskaplikes vermoed die koue skyf het in sy huidige posisie gevorm, en dat dit die enigste werklik plaaslike populasie van klein liggame in die Sonnestelsel is.
Volgens ’n onlangse modifikasie van die Nice-model het die Sonnestelsel aanvanklik vyf groot planete gehad, onder meer ’n ekstra ysreus, in ’n ketting van middelbarebeweging-resonansies. Die resonansieketting is sowat 400 miljoen jaar ná die vorming van die Sonnestelsel verbreek. In plaas van om in die skyf gewerp te word, het die ysreus eers verskeie astronomiese eenhede na buite geskuif. Hierdie migrasie het eindelik tot ’n resonansiekruising gelei wat die wentelbane van die planete gedestabiliseer het. Die ekstra ysreus is deur Saturnus na binne gewerp waar dit ’n paar wisselwerkings met Jupiter gehad het voordat dit eindelik uit die Sonnestelsel gewerp is. Die oorblywende planete het daarna hul migrasie voortgesit tot die skyf planetesimale byna uitgeput was, met klein fragmente wat op verskeie plekke oorgebly het.
As Neptunus se eksentrisiteit klein bly tydens dié wisselwerking, word die chaotiese evolusie van wentelbane van die oorspronklike Nice-model vermy en ’n oer- koue gordel word bewaar. In die latere fases van Neptunus se migrasie verwyder die gevolge van middelbarebeweging-resonansies die voorwerpe met ’n groter eksentrisiteit uit die koue gordel, en snoei so die eksentrisiteitverspreiding.
Omdat Kuipergordelvoorwerpe ver weg van die Son en die meeste planete geleë is, word geglo hulle is relatief onveranderd gelaat deur die prosesse wat ander voorwerpe in die Sonnestelsel gevorm en verander het. As hul samestelling dus vasgestel kan word, kan dit baie inligting oor die samestelling van die vroegste Sonnestelsel verskaf. Weens hul klein grootte en uiterse afstand van die Aarde af, is dit moeilik om die chemiese samestelling van KGV's te bepaal. Die belangrikste manier waarop sterrekundiges die samestelling van ’n hemelliggaam vasstel, is deur spektroskopie. Wanneer ’n voorwerp se lig opgebreek word in die samestellende kleure, word ’n beeld soortgelyk aan ’n reënboog gevorm. Die beeld word ’n "spektrum" genoem. Verskillende stowwe absorbeer lig by verskillende golflengtes, en wanneer die spektrum van ’n spesifieke voorwerp ontrafel word, verskyn donker lyne, bekend as absorpsielyne, waar die stowwe in die voorwerp daardie spesifieke golflengte lig geabsorbeer het. Elke element of samestelling het sy eie unieke spektroskopiese handtekening en deur ’n voorwerp se hele spektrale "vingerafdruk" te lees, kan sterrekundiges vasstel uit watter stowwe dit bestaan.
Ontledings dui daarop dat KGV's saamgestel is uit ’n mengsel van rots en verskeie yse soos water, metaan en ammoniak. Die gordel se temperatuur is net sowat 50 K, en dus bly baie verbindings solied wat nader aan die Son gasagtig sou wees. Die digtheid en rots-ys-dele van net ’n klein aantal voorwerpe waarvan die deursnee en massa bepaal is, is bekend. Die deursnee kan bepaal word met ’n beeld deur ’n hoëresolusieteleskoop, soos die Hubble-ruimteteleskoop, tydens ’n okkultasie (wanneer ’n voorwerp voor ’n ster verbybeweeg) of meestal deur ’n voorwerp se albedo te gebruik wat uit sy infrarooi-emissies bereken is. Die massa word bepaal deur die semihoofas en periode van satelliete te gebruik, en dus is net ’n paar dubbelvoorwerpe s’n bekend. Die digtheid wissel van minder as 0,4 tot 2,6 g/cm3. Die voorwerpe met die kleinste digtheid bestaan waarskynlik grootliks uit ys en is taamlik poreus. Die digste voorwerpe bestaan waarskynlik uit rots en ’n dun yskors. Daar is ’n neiging dat klein voorwerpe ’n lae digtheid het en die grootste voorwerpe ’n groot digtheid. ’n Moontlike verklaring hiervoor is dat ys van die oppervlak verlore gegaan het toe kleiner voorwerpe teen mekaar gebots het om die grootste voorwerpe te vorm.
Dit lyk of die huidige voorwerpe in die gordel nader aan die Son ontstaan het of dat die een of ander meganisme die oorspronklike massa verstrooi het. Neptunus se huidige invloed is te klein om so ’n enorme verstrooiing te verduidelik, hoewel die Nice-model voorstel dit kon die gevolg van ’n massa-uitwerping in die verlede gewees het. Hoewel dit nie ’n uitgemaakte saak is nie, sluit hipoteses in ’n verbygaande ster of die fynmaal van kleiner voorwerpe deur botsings in stofdeeltjies klein genoeg om deur sonstraling beïnvloed te word. Die omvang van massaverlies deur sulke botsings word egter beperk deur die teenwoordigheid van losweg verbonde dubbelvoorwerpe in die koue skyf, wat waarskynlik deur botsings uitmekaargedryf sou word.
Daar word geglo Neptunus het tydens sy migrasie ’n groot KGV, Triton, in ’n wentelbaan vasgevang. Dit is die enigste maan in die Sonnestelsel met ’n retrograde wentelbaan (dit wentel in die teenoorgestelde rigting as waarin Neptunus roteer). Dit dui daarop Triton was ’n ten volle ontwikkelde liggaam toe dit uit die omringende ruimte vasgevang is, anders as die mane van Jupiter, Saturnus en Uranus, wat waarskynlik uit die roterende skywe materiaal om die planete ontstaan het.
Die kwessie het ’n punt bereik met die ontdekking van Eris, ’n voorwerp in die verstrooide skyf naby die Kuipergordel, waarvan die massa 27% groter is as dié van Pluto. Die IAU was vir die eerste keer verplig om te definieer wat ’n planeet is – een van die kriteria is dat hy sy wentelbaan "skoon moes gevee het". Omdat Pluto sy wentelbaan met talle ander voorwerpe deel, is dit as lid van die Kuipergordel tot ’n dwergplaneet herklassifiseer.
Die meeste puinskywe om ander sterre is redelik jonk, maar dié op die twee foto's regs, wat in Januarie 2006 deur die Hubble-ruimteteleskoop geneem is, is oud genoeg (rofweg 300 miljoen jaar) dat dit in stabiele konfigurasies gevestig is. Op die linkerkantse foto is ’n breë gordel van bo af gesien en regs is ’n beeld van ’n smal gordel van die kant af.