De Kuipergordel, een schijf van ijzige rotsen aan de uiterste rand van ons zonnestelsel, lijkt meer structuur te hebben dan we aanvankelijk dachten. In 2011 ontdekten onderzoekers een cluster van objecten met vergelijkbare banen daar, dat ze de “kern” van de Kuipergordel noemden. Nu heeft een ander team een nog compacter cluster van objecten gevonden dat ze de “binnenste kern” noemen.
De oorspronkelijke kern werd visueel ontdekt aan de hand van banen van 189 Kuipergordelobjecten (KBO’s). Deze bevindt zich op ongeveer 44 astronomische eenheden van de zon, waarbij één astronomische eenheid de afstand tussen de zon en de aarde is. Sinds de ontdekking van de kern zijn er geen bijkomende structuren in de Kuipergordel ontdekt.
Totdat Amir Siraj van de Princeton Universiteit en zijn collega’s de moeilijke taak op zich namen om de baangegevens van 1650 KBO’s te verfijnen en deze in een algoritme te voeden dat zoekt naar clustering en structuur. Ze trainden het algoritme om de kern te zoeken en onderzochten vervolgens de resultaten om te zien of er nog meer structuren waren. “De kern werd nooit alleen gevonden – telkens wanneer het algoritme de kern vond, vond het ook een andere groep,” zegt Siraj.
De onderzoekers noemden dit nieuwe cluster de binnenste kern vanwege de locatie, ongeveer 43 astronomische eenheden van de zon. Alle objecten in de binnenste kern hebben opmerkelijk cirkelvormige banen, die bijna volledig in lijn zijn met de schijf van het zonnestelsel.
“Die soort baanrust is een signaal van een zeer oude, ongestoorde structuur – het type structuur dat aanwijzingen kan bieden voor de evolutie van het zonnestelsel, hoe de reuzenplaneten zich in hun banen hebben bewogen, welke interstellaire omgevingen ons zonnestelsel heeft doorgemaakt, en allerlei zaken over de vroege dagen van het zonnestelsel,” zegt Siraj.
Deze ontdekking kan bijzonder verhelderend zijn als het gaat om de migratie van Neptunus van het binnenste zonnestelsel, waar het vermoedelijk is gevormd, naar zijn huidige positie. David Nesvorný van het Southwest Research Institute in Colorado, een van de ontdekkers van de oorspronkelijke kern, merkt op dat het mogelijk is dat terwijl Neptunus naar buiten bewoog, de KBO’s die de kern en de binnenste kern vormen, tijdelijk op hun plek werden gevangen door de zwaartekrachtsinteracties met de reuzenplaneet, wat de clumping verklaart die we nu zien, voordat ze werden vrijgelaten toen Neptunus verder kwam.
De Vera C. Rubin-observatorium in Chili, dat dit jaar operationeel is gegaan, wordt verwacht veel meer KBO’s te ontdekken dan we nu kennen. Dit zou ons meer informatie moeten geven over de kern en de binnenste kern, en of er nog andere tot nu toe onontdekte structuren aan de rand van het zonnestelsel zijn. “Hoe meer we leren over de architectuur van de Kuipergordel, hoe meer we leren over de geschiedenis van het zonnestelsel,” zegt Siraj.
