KVHS Northeim 2025 : Astronomie - eine Reise durch Raum und Zeit

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Der Kuipergürtel

Der Kuipergürtel ist eine Region jenseits der Neptunbahn (etwa 30–55 AE von der Sonne entfernt) und enthält Millionen von eisigen Objekten, darunter Zwergplaneten, Asteroiden und Kometen.
Der Kuipergürtel beinhaltet die Überbleibsel der Planetenentstehung und beherbergt einige der ältesten und kältesten Objekte im Sonnensystem.

Eigenschaften des Kuipergürtels:

1. Größe & Ausdehnung

• Innere Grenze: ~30 AE (Neptun-Umlaufbahn)
• Äußere Grenze: ~50–55 AE
• Breite: ~20–25 AE
• Gesamtmasse: ~10–20 % der Erdmasse (ursprünglich vielleicht mehr)
• Form: Torus (dicke Scheibe), mit Objekten ober- und unterhalb der Ekliptik

2. Zusammensetzung der Objekte

Kuipergürtel-Objekte (KBOs) bestehen aus:

• Wassereis
• Methaneis
• Ammoniakeis
• Silikate und Kohlenstoffverbindungen
• Organische Moleküle (tholinartige Stoffe, die Oberflächen rötlich färben)

3. Temperatur und Energiefluss

• Sehr kalt: ~30–50 K (-243 bis -223 °C)
• Kaum Sonnenlicht: 0,06 % der Lichtmenge, die die Erde erhält

4. Dynamik und Bahnverhalten

KBOs sind in verschiedene Gruppen unterteilt:

1. Klassische KBOs ("Cubewanos")
   • Haben stabile, fast kreisförmige Bahnen
   • Beispiel: Makemake, Quaoar
2. Resonante KBOs
   • Beeinflusst von Neptun (z. B. in einer 2:3-Resonanz wie Pluto)
   • Beispiel: Pluto, Orcus
3. Gestreute KBOs (Scattered Disk Objects, SDOs)
   • Exzentrische, geneigte Bahnen durch Neptun-Störungen
   • Beispiel: Eris, Sedna (extreme Umlaufbahn)

5. Reflexionsvermögen und Farben

• Albedo (Helligkeit): 0,04 bis 0,8 (große Variation)
• Farbvariationen:
  • Rötlich: Organische Moleküle (Tholine)
  • Bläulich: Relativ frisches Wassereis

6. Magnetfeld und Atmosphäre

• Kein eigenes Magnetfeld im Kuipergürtel
• Einzelne große KBOs (z. B. Pluto) können eine dünne temporäre Atmosphäre besitzen

7. Dichte und Masse der Objekte

• Typische Dichte: 0,5–2,5 g/cm³ (je nach Anteil von Eis und Gestein)
• Masse von Zwergplaneten:
  • Pluto: ~1,3 × 10²² kg
  • Eris: ~1,6 × 10²² kg
  • Haumea: ~4 × 10²¹ kg

8. Wichtige Kuipergürtel-Objekte

• Pluto (größtes KBO, Zwergplanet)
• (136199) Eris (größter massereicher Zwergplanet)
• (136108) Haumea (elliptische Form, schneller Rotator)
• (136472) Makemake (rötliche Oberfläche, Methaneis)
• (50000) Quaoar (relativ großes KBO mit Mond)
• (90377) Sedna (extreme, langgestreckte Bahn)

9. Wechselwirkungen mit Neptun und der Oortschen Wolke

• Neptun beeinflusst viele Koiper-Belt-Objekte durch Gravitationsresonanzen
• Einige Objekte (z. B. Sedna) könnten Übergangsobjekte zur Oortschen Wolke sein