Recentelijk hebben wetenschappers een nieuwe structuur ontdekt in de Kuipergordel, een regio van de ruimte die zich buiten de baan van Neptunus bevindt. Dit nieuwe object ligt dicht bij een eerder ontdekte groep, wat ons vermoeden bevestigt dat de architectuur van dit deel van ons zonnestelsel mogelijk complexer is dan voorheen gedacht.
Wat vertellen de studies?
Onderzoekers van Princeton University en het Institute for Advanced Study (IAS) hebben gebruikgemaakt van geavanceerde algoritmen om grote hoeveelheden astronomische data te analyseren. Ze vonden een nieuwe groep objecten op ongeveer 43 astronomische eenheden (AU) van de zon, wat dichterbij is dan de eerder ontdekte kern van de groep, die zich op 44 AU bevindt.
De oorspronkelijke kern werd in 2011 ontdekt door astronoom Jean-Marc Petit, die een opmerkelijke concentratie objecten met ronde, licht hellende banen observeerde in de buurt van 44 AU. Na deze ontdekking begonnen andere astronomen zich af te vragen of er mogelijk meer soortgelijke groepen in deze regio aanwezig waren. Om dit te kunnen identificeren, werd het DBSCAN-algoritme (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) gebruikt, dat uitstekend geschikt is voor het vinden van dichte groepen gegevenspunten te midden van verspreid ‘ruis’.
De ontdekking van de interne kern
Het team gebruikte een database van 1650 klassieke Kuiperbelt-objecten, met stabiele, niet al te excentrische banen. Voor elk object werd de gemiddelde afstand, excentriciteit en inclinatie berekend. Met deze drie waarden als coördinaten in een driedimensionale ruimte, werd het DBSCAN-algoritme geactiveerd.
Het algoritme identificeerde een groep die overeenkwam met de definitie van de eerder ontdekte kern. Belangrijk is dat DBSCAN ook een extra cluster vond op ongeveer 43 AU, dat de interne kern werd genoemd. Deze groep heeft enkele kenmerkende eigenschappen, zoals dat het centrum zich rond de 43 AU bevindt, terwijl de oorspronkelijke kern op 44 AU ligt. Net als de oorspronkelijke kern en de rest van de ‘koude’ Kuiperbelt-objecten hebben de objecten van de interne kern banen die dicht bij het vlak van ons zonnestelsel liggen, met minimale hellingen.
De grote vraag: aparte structuren of één geheel?
Een van de grootste raadsels is of de oorspronkelijke kern en de interne kern daadwerkelijk twee aparte structuren zijn, of dat ze deel uitmaken van één grotere, doorlopende structuur. Dit is moeilijk te zeggen, mede vanwege de nabijheid van Neptunus, dat zich op 43,7 AU bevindt en een ‘gemiddelde bewegingsresonantie’ veroorzaakt. Resonanties zijn gebieden waar de banen van objecten periodiek worden verstoord door de zwaartekracht van een planeet, wat vaak resulteert in instabiliteit.
Er zijn dus twee mogelijke verklaringen: of de kern is veel groter dan eerder gedacht, of er is een aanvullende, aparte structuur in de Kuipergordel. In beide gevallen is de onlangs ontdekte interne kern een waardevol toevoeging. Of het nu een afzonderlijke structuur is of niet, de ontdekking heeft verstrekkende gevolgen voor ons begrip van de vorming en evolutie van het zonnestelsel. Verdere studies zijn noodzakelijk om deze regio beter te begrijpen.
