מה הגודל של חגורת קויפר?

חגורת קויפר היא אזור בצורת דונאט של גופים קפואים בחלק החיצוני של מערכת השמש, מעבר למסלולו של נפטון. החלק העיקרי שלה משתרע מכ-30 עד כ-50 יחידות אסטרונומיות מהשמש, כאשר יחידה אסטרונומית היא המרחק הממוצע של כדור הארץ מהשמש. כלומר רוחבו של החלק העיקרי של החגורה הוא כ-100 יחידות אסטרונומיות, או 15 מיליארד קילומטרים. מעבר לחלק העיקרי אין לחגורה קצה חיצוני אחד, ופיזור דליל יותר של עצמים מגיע הרבה יותר רחוק.

גודל

יחידה אסטרונומית אחת (au) היא בדיוק 149,597,870,700 מטרים, כ-150 מיליון קילומטרים. לפי נאס"א, הקצה הפנימי של החגורה מתחיל במסלולו של נפטון, כ-30 au מהשמש, והאזור העיקרי שלה מסתיים בסביבות 50 au. עצמים במסלולים שקטים וכמעט עגולים נעשים נדירים יותר בחדות מעבר לכ-47 au, בקצה הנקרא מצוק קויפר. כשמודדים לרוחבה בקצה החיצוני של החלק העיקרי, רוחב החגורה הוא כ-100 au, או 15 מיליארד קילומטרים.

החגורה אינה שטוחה כמו טבעת, אלא עבה, כמו דיסק נפוח. רבים מהעצמים שבה, הנקראים עצמי חגורת קויפר הקלאסיים, מקיפים את השמש במרחק ממוצע של 40–50 au. אזור שני, הדיסק המפוזר, חופף את הקצה החיצוני, ועצמי הדיסק נעים במסלולים מוארכים ומוטים עד כמעט 1,000 au. יש אסטרונומים שרואים בשני האזורים אזורים נפרדים, אך הגבולות שלהם חופפים, ולכן כל מספר בודד לגודל החגורה הוא בקירוב.

השוואות גודל

רוחבה בקצה החיצוני הוא יותר מפי שלושה מהמרחק מנפטון לשמש.
לאור נדרשות כ-14 שעות לחצות אותה, מעט יותר ממחצית יממת אור.
מסלולו של כוכב הלכת הננסי פלוטו, שרוחבו 2,377 קילומטרים, מוביל אותו ממרחק של כ-30 עד 49 au מהשמש, על פני כמעט כל החגורה הראשית.
אילו הוקטנה השמש לגודל של כדור כדורסל, נפטון היה מקיף את השמש במרחק של כ-780 מטרים. הקצה החיצוני של החגורה היה במרחק של כ-1.3 קילומטרים מהשמש, ולכן רוחב החגורה היה כ-2.6 קילומטרים.

גילוי ושם

החגורה קרויה על שם האסטרונום ג'רארד קויפר, שפרסם ב-1951 מאמר שהעלה השערות על עצמים מעבר לפלוטו. גם קנת' אדג'וורת' כתב על עצמים כאלה בשנות ה-40, ולכן האזור נקרא לעיתים חגורת אדג'וורת'-קויפר. פלוטו, שהתגלה ב-1930, היה עצם חגורת קויפר הראשון שהתגלה. בתחילת שנות ה-90 החלו אסטרונומים למצוא רבים נוספים.

מה יש בחגורה

אסטרונומים סבורים שבחגורה יש מיליוני עצמים קטנים וקפואים, ובהם מאות אלפים ברוחב של יותר מ-100 קילומטרים. מלבד סלע וקרח מים, העצמים האלה מכילים חומרים קפואים אחרים כמו אמוניה ומתאן. כוכבי הלכת הננסיים פלוטו, אריס, האומאה ומאקה-מאקה הם כולם עצמי חגורת קויפר שיש להם ירחים משלהם. ועם זאת, מוערך שכל החומר שבחגורה, יחד, אינו עולה על כעשירית ממסת כדור הארץ.

לפי נאס"א, נכון ל-2025 רק חללית אחת ביקרה בחגורת קויפר: ניו הורייזנס. היא חלפה על פני פלוטו ביולי 2015, וב-1 בינואר 2019 חלפה על פני עצם קטן בשם ארוקות'. התמונות שלה הראו שתי אונות מחוברות זו לזו, כמו איש שלג אדום ושטוח חלקית.

כיצד נוצרה החגורה

מקובל לחשוב שהעצמים הקפואים של החגורה הם שאריות מיצירת מערכת השמש. כוח המשיכה של נפטון ערבל את האזור עד כדי כך שהעצמים לא יכלו להתאחד לכוכב לכת. לפי תאוריה אחת, שיש לה תמיכה רבה, מסלולי כוכבי הלכת הענקיים זזו בשלב מוקדם, ונפטון נע החוצה דרך דיסק צפוף של גופים קפואים. ייתכן שרוב החומר המקורי, שמסתו כנראה פי 7 עד 10 ממסת כדור הארץ, אבד.

החגורה עדיין נשחקת לאט. העצמים שלה מתנגשים לפעמים ונשברים לחתיכות קטנות יותר, וחלקן הופכות לשביטים.