Basamentos Científicos
La Búsqueda del Cinturón de Kuiper

En 1950, el astrónomo Holandés Jan Oort [1900-1992] propuso la hipótesis de que los cometas venían de una vasta capa de cuerpos helados cerca de 50.000 veces más lejos del Sol que la Tierra. Un año más tarde el astrónomo Gerard Kuiper [también Holandés, 1905-1973] sugirió que algunos desechos de la formación del Sistema Solar parecidos a cometas también deberían existir justo más allá de Neptuno. De hecho, argumentó, sería inusual no encontrar tal continuo de partículas puesto que ello implicaría que el Sistema Solar primitivo tenía un "borde" discreto.

Esta idea fue reforzada al reconocer que hay una población separada de cometas, llamados de la familia de Júpiter, que se comportan notoriamente diferentes de los que vienen de los lejanos confines de la nube de Oort. Además de que orbitan el Sol en menos de 20 años (opuesto a los 200 millones de años para un miembro de Oort), estos cometas son únicos porque sus órbitas están cerca del plano orbital de la Tierra alrededor del Sol. Adicionalmente, todos estos cometas dan vueltas al Sol en la misma dirección que los planetas.

La hipótesis de Kuiper fue reforzada al principio de los 1980s cuando simulaciones de computación de la formación del Sistema Solar predijeron que un disco de desechos debería formarse naturalmente alrededor del borde del Sistema Solar. De acuerdo con este escenario, los planetas se habrían aglomerado rápidamente en la región interior del primitivo disco circumstelar del Sol, y gravitacionalmente recoger los desechos residuales. Pero, más allá de Neptuno, el último de los gigantes de gas, debería existir un campo de desechos helados de objetos que nunca se aglomeraron para formas planetas.

El Cinturón de Kuiper permaneció como teoría hasta la detección en 1992 de un cuerpo de 150 millas de ancho, llamado 1992QB1, a la distancia del supuesto cinturón. Varios objetos de tamaño similar fueron descubiertos rápidamente, confirmando que el Cinturón de Kuiper era real. El planeta enano Plutón, descubierto en 1930, está considerado el mayor miembro de esta región del Cinturón de Kuiper. Además, Tritón y Nereida, los satélites de Neptuno, y Febe, el satélite de Saturno, tienen órbitas inusuales y podrían ser objetos capturados del Cinturón de Kuiper.

Técnicas de Observación:

Para aislar y substraer los efectos de los impactos de los rayos cósmicos en los detectores electrónicos de la Wide Field and Planetary Camera 2 (Cámara de Campo Amplio y Planetaria, WPFC 2) del Telescopio Hubble, que podrían imitar la débil señal de un cometa, se tomaron 34 imágenes del mismo lugar en el cielo. Los impactos de los rayos cósmicos cambian de una imagen a otra, pero los objetos reales permanecen constantes. Sin embargo, localizar cometas era aún más difícil porque se mueven lentamente en sus órbitas alrededor del Sol. Aún cuando los períodos orbitales de estos objetos son 200 años o más, el HST tiene suficiente resolución espacial como para verlos moverse en apenas unos minutos. Esto significa que los cometas cambian de posición de una imagen a otra, justo como lo harían los impactos de los rayos cósmicos. Sin embargo, los impactos de los rayos cósmicos están distribuidos al azar, mientras que los movimientos de los cometas están bien definidos.

Para distinguir entre los efectos de los cometas y de los rayos cósmicos, las 34 imágenes fueron digitalmente corridas y apiladas con el corrimiento predicho para compensar el corrimiento esperado para los cometas. Es como hacer que una cámara fija en un trípode tome una rápida serie de cuadros de alguien caminando frente al lente. Los fotogramas resultantes podrían apilarse para que la persona pareciera estacionaria.

Los investigadores probaron la confiabilidad de este método corriendo las imágenes apiladas en dirección opuesta al esperado movimiento de los cometas. Idealmente, no debieron aparecer cometas, pero las alineaciones aleatorias alcanzaron 24 detecciones anómalas.

Cuando el equipo apiló y corrió las imágenes en la dirección del movimiento esperado para los cometas, obtuvieron 53 objetos. Asumiendo que 24 de ellos son, estadísticamente, anómalos también, deja un resto de 29 objetos considerados "reales".

La técnica de corrimiento y apilado fue probada aún más dividiendo las imágenes en dos grupos y corriendo un algoritmo automatizado de búsqueda para encontrar objetos que aparecieran en la misma posición en conjuntos de exposiciones.

De The Search for The Kuiper Belt (HubbleSite - NewsCenter - Background, April 17, 2002)

Nota:
Plutón es ahora un "planeta enano" debido a la IAU definition of "planet" and "dwarf planets" (IAU 2006 General Assembly, August 24 '06).
Ver Observatorio ARVAL: Datos del Sistema Solar.

El 13 de Septiembre '06 el IAU Minor Planet Center asignó a Plutón el número de asteroide 134340.
Ver IAU Minor Planet Center Circular 8747 (.pdf).

Actualizada: Septiembre 15 '06

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