How big is Kuiperi vöö?

Kuiperi vöö on sõõrikukujuline jäiste kehade piirkond Päikesesüsteemi välisosas, Neptuuni orbiidist kaugemal. Selle põhiosa ulatub Päikesest umbes 30 kuni umbes 50 astronoomilise ühiku kaugusele, kusjuures astronoomiline ühik on Maa keskmine kaugus Päikesest. Seega on vöö põhiosa läbimõõt umbes 100 astronoomilist ühikut ehk 15 miljardit kilomeetrit. Põhiosast väljaspool pole vööl ühtegi selget välisserva ning hõredam hajusalt paiknevate objektide kogum ulatub palju kaugemale.

Suurus

Üks astronoomiline ühik (au) on täpselt 149 597 870 700 meetrit, umbes 150 miljonit kilomeetrit. NASA andmeil algab vöö sisemine serv Neptuuni orbiidil, umbes 30 au kaugusel Päikesest, ning selle põhipiirkond lõpeb umbes 50 au juures. Rahulikel, peaaegu ringikujulistel orbiitidel liikuvate objektide arv muutub umbes 47 au tagant järsult väiksemaks serva juures, mida nimetatakse Kuiperi kaljuks. Põhivöö välisserva kohalt mõõdetuna on vöö umbes 100 au ehk 15 miljardit kilomeetrit lai.

Vöö ei ole rõnga kombel lame, vaid paks, nagu paisunud ketas. Paljud selle objektid, mida nimetatakse klassikalisteks Kuiperi vöö objektideks, tiirlevad keskmiselt 40–50 au kaugusel. Välisserva katab teine piirkond, hajusketas, mille objektid liiguvad väljavenitatud ja kaldus orbiitidel kuni peaaegu 1 000 au kaugusele. Mõned astronoomid peavad neid kaht eraldi piirkonnaks, kuid nende piirid kattuvad, mistõttu on iga vöö suurust väljendav üksik arv ligikaudne.

Suuruste võrdlused

Välisserva kohalt mõõdetuna on vöö laius rohkem kui kolm korda Neptuuni ja Päikese vaheline kaugus.
Valgusel kulub selle läbimiseks umbes 14 tundi, veidi rohkem kui pool valguspäeva.
Kääbusplaneet Pluuto, mille läbimõõt on 2 377 kilomeetrit, liigub orbiidil, mis viib ta Päikesest umbes 30 kuni 49 au kaugusele, läbi peaaegu kogu põhivöö.
Kui Päike oleks kahandatud korvpalli suuruseks, tiirleks Neptuun umbes 780 meetri kaugusel. Vöö välisserv oleks umbes 1,3 kilomeetri kaugusel, seega oleks vöö läbimõõt umbes 2,6 kilomeetrit.

Avastamine ja nimi

Vöö on nime saanud astronoomi Gerard Kuiperi järgi, kes avaldas 1951. aastal artikli, milles esitas oletusi Pluutost kaugemal asuvate objektide kohta. Ka Kenneth Edgeworth oli 1940. aastatel selliseid objekte käsitlenud, seepärast nimetatakse piirkonda vahel Edgeworthi–Kuiperi vööks. Pluuto, mis leiti 1930. aastal, oli esimene avastatud Kuiperi vöö objekt. Astronoomid hakkasid leidma palju rohkem objekte 1990. aastate alguses.

Mis vöös on

Astronoomide arvates sisaldab vöö miljoneid väikesi jäiseid objekte, nende hulgas sadu tuhandeid, mis on laiemad kui 100 kilomeetrit. Lisaks kivimile ja veejääle sisaldavad need teisi külmunud aineid, näiteks ammoniaaki ja metaani. Kääbusplaneedid Pluuto, Eris, Haumea ja Makemake on kõik Kuiperi vöö objektid, millel on omad kuud. Sellegipoolest on kogu vöö aine mass hinnanguliselt kokku mitte rohkem kui umbes kümnendik Maa massist.

NASA andmeil on 2025. aasta seisuga Kuiperi vööd külastanud vaid üks kosmoseaparaat: New Horizons. See lendas 2015. aasta juulis mööda Pluutost ning 1. jaanuaril 2019 möödus väikesest objektist nimega Arrokoth. Selle pildid näitasid kahte kokku liitunud sagarat, nagu osaliselt lamendatud punane lumememm.

Kuidas vöö tekkis

Vöö jäiste objektide arvatakse olevat Päikesesüsteemi tekkest jäänud ülejäägid. Neptuuni gravitatsioon segas piirkonda nii tugevalt, et need objektid ei saanud planeediks kokku liituda. Ühe hästi põhjendatud teooria järgi nihkusid hiidplaneetide orbiidid varakult ja Neptuun liikus väljapoole läbi tiheda jäiste kehade ketta. Suurem osa algsest ainest, tõenäoliselt 7–10 korda Maa mass, võis kaduda.

Vöö kulub endiselt aeglaselt. Selle objektid põrkuvad vahel kokku ja lagunevad väiksemateks tükkideks ning mõnest neist saavad komeedid.