O Cinturão de Kuiper é uma zona do sistema solar que se estende além da órbita de Netuno, entre 30 a 50 UA (4,5 a 7,5 bilhões de quilômetros). Esta zona em forma de anel é sem dúvida composta por mais de 35 mil objetos, com pelo menos 100 quilômetros de diâmetro, essencialmente situado nas vizinhanças do plano da eclíptica. Sua massa total é portanto várias centenas de vezes superior à do cinturão principal de asteróides situado entre Marte e Júpiter.
Trata-se certamente dos últimos vestígios do disco de acreção que deu origem ao sistema solar. As regiões mais densas, no interior do disco se condensaram sob a forma de planetas enquanto as do bordo externo, mais difuso, produziram um grande número de pequenos objetos.
Descoberta
Em 1992, um corpo celeste denominado (15760) 1992 QB1 foi descoberto além das órbitas de Plutão e Netuno. Nos decênios seguintes descobriram-se várias centenas de outros. Esses objetos constituem amostras do Cinturão de Kuiper assim designado em homenagem ao astrônomo norte-americano de origem holandesa Gerard Kuiper, o primeiro a defender a sua existência desde 1951. Ele descreveu-o como a fonte dos cometas de curto período (daqueles que giram ao redor do Sol em menos de 200 anos).
Com efeito, os cometas perdem uma parte da sua massa a cada ciclo, possuem um período de vida limitado. Por exemplo, o Cometa de Halley, que consome 1/10 milésimo de sua massa em cada revolução, tem uma vida estimada em 50.000 anos, bem inferior à idade do sistema solar.
Em 1943 e 1949, um escritor irlandês, o astrônomo amador Kenneth E. Edgeworth, publicou argumentos semelhantes aos de Kuiper. Esta é a razão pela qual, algumas vezes, este anel de pequenos corpos celestes é denominado Cinturão de Edgeworth-Kuiper em reconhecimento da sua contribuição.
No entanto, foi depois dos trabalhos de Jan Oort, em 1950, quando sugeriu que os cometas de longo período de revolução deveriam ter origem numa zona extremamente afastada do Sol, chamada Nuvem de Oort, que a hipótese de Kuiper passou a ser considerada como uma tese aceitável. Essa zona seria tão afastada que a influência do Sol seria muito fraca, a simples gravidade de uma estrela passando nas proximidades poderia bastar para perturbar a órbita desses corpúsculos que compõem o cinturão e, eventualmente, transformá-los em cometa de longo período. Supunha-se, portanto, que os cometas de curta duração eram antigos cometas de longa duração cuja trajetória fora modificada pela ação dos planetas. Essa hipótese não explicava entretanto porque os cometas de curto período tinham quase todos uma trajetória no plano da eclíptica, enquanto que os cometas de longo período entravam no sistema solar em qualquer ângulo.
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| O nome do cinturão é uma homenagem ao astrônomo Gerard Kuiper. |
Em 1970, Paul Joss calculou que o mecanismo de modificação da órbita de um cometa por um planeta do sistema solar é altamente improvável. Seus cálculos seriam confirmados por simulações realizadas por Martin Duncan e Scott Tremaine em 1988. Para esses astrofísicos, isto confirmava a teoria de Kuiper, que postulava a idéia de que os cometas de curto período provinha de um anel situado no sistema solar externo. Na realidade, isso absolutamente não contradiz a existência, já verificada, de família de cometas de curto período: os planetas gigantes, em especial Júpiter, capturam muito bem o cometa que é afetado qualquer que seja a sua origem.
Após a descoberta de (15760) 1992 QB1, o primeiro objeto observado no Cinturão de Kuiper, admitiu-se que os cometas de curto período provinham da ação progressiva de Netuno sobre o cinturão.
A descoberta do cinturão sem dúvida marcou o fim da pesquisa do planeta X, que se supunha existir além do nono ex-planeta Plutão, classificado a partir de agosto de 2006 na categoria de planeta anão. A presença do cinturão explica por si só as perturbações de Netuno e Urano. Além do mais o mecanismo de formação do cinturão parece incompatível com a concentração de matéria necessária à formação de um planeta.
Ronaldo Rogério de Freitas Mourão é astrônomo, criador e primeiro diretor do Museu de Astronomia e Ciências Afins. Escreveu mais de 80 livros, entre outros, Anuário de Astronomia e Astronáutica 2007. Consulte a homepage: http://www.ronaldomourao.com.
Oitocentos objetos tinham sido localizados até 2004
Os objetos do Cinturão de Kuiper são classificados como: KBO (da expressão inglesa Kuiper belt objects) ou, às vezes, TNO (da expressão inglesa trans-neptunian objects, objetos transnetunianos). Em 2004, tinham já sido localizados cerca de 800, que podem ser classificados em diversos tipos:
* Os objetos clássicos do Cinturão de Kuiper ou CKBOs (da expressão inglesa classical Kuiper belt objects), também designados cubewanos, dentre eles (28978) Ixion, (47171) 1999 TC, que possui um satélite, e (50000) Quaoar, o maior conhecido, com cerca de 1.280 km de diâmetro.
* Os plutinos ou PKBOs (da expressão inglesa plutinos Kuiper belt objects), objetos em ressonância 2:3 com Netuno, do qual Plutão é o principal representante.
* Outros objetos em ressonância diferente da dos plutinos: 1:2, 2:5, 3:4, 3:5, 4:5 ou 4:7.
* Os objetos dispersos(1) ou SKBOs (da expressão inglesa scattered Kuiper belt objects), ou objetos do disco dispersos ou SDOs (da expressão inglesa scattered disk objects), que descrevem uma órbita muito excêntrica e um raio mínimo próximo ao bordo interno do cinturão. É provável que as órbitas destes objetos tenham sido perturbadas, sem que se possa indicar o objeto responsável. Desde 1999, conhece-se um número suficiente de objetos desse tipo, que, permite distingui-los em uma classe de objetos diferente dos plutinos e dos clássicos. Entre os representantes desta família encontram-se: (15874) 1996 TL66 e 2003 UB313 que com seus 2,5 mil quilômetros de diâmetro, constituem os maiores objetos transnetunianos conhecidos.
* Finalmente um determinado número de objetos que não se incluem nas categorias anteriores.
Exceto os cometas, os outros objetos do sistema solar provêm desta região. Estima-se também que um grupo particular de asteróides, os Centauros, seja originário do Cinturão de Kuiper. Aliás, um deles (2060) Chiron, é um cometa ativo.
Composição
É difícil conhecer a composição de objetos tão afastados. No entanto, várias análises espectroscópicas desses objetos foram realizadas. Alguns objetos tais, como: (15789) 1993 SC, parecem recobertos de metano e outros hidrocarbonetos leves. Por outro lado, os objetos como (19308) 1996 TO66 parecem possuir uma superfície de água congelada. No momento, tudo que se conhece a respeito deles só será esclarecido graças ao sobrevôo de sondas interplanetárias que poderão recriar o nosso conhecimento em relação a essa composição.
Limite exterior do Cinturão de Kuiper
Desde 1998, uma nítida queda ocorreu no número de objetos observados além de uma distância de 47 UA (5 bilhões de quilômetros). Isso não parece ser uma falha de observação; se bem que os astrônomos não estejam de acordo com esta explicação, isto parece sugerir que o Cinturão de Kuiper termina por volta de 50 UA. No entanto, esta ilação não significa que não existe nenhum objeto além desse limite. Aliás, nada exclui a existência de um segundo Cinturão de Kuiper mais distante. Com efeito, a descoberta de (90377) Sedna, em 2004, parece confirmar a existência de objetos entre o Cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort. (RRFM)
(1) Objeto espalhado ou do disco disperso é um objeto transnetuniano situado em uma região remota do nosso sistema solar povoada por planetóides gelados. Ao contrário dos cubewanos e dos objetos classicos do Cinturão de Kuiper, que possuem uma órbita pouco excêntrica, os objetos dispersos descrevem órbitas muito excêntricas. A porção interior de sua órbita penetra nos domínios do cinturão, mas o seu limite exterior prolonga-se para muito além, mais acima e abaixo da elíptica e do próprio cinturão em si, de onde o nome da classificação. O planeta anão (136199) Éris, provisoriamente 2003 UB313, desloca-se nesta região do sistema solar, atingindo a distância de cerca de 97 UA do Sol, no afélio e de 35 UA no periélio.