Vo vonkajších výbežkoch slnečnej sústavy, za obežnou dráhou Neptúnu, leží oblasť, ktorá prechádza nebeskými objektmi a menšími planétami. Tento región je známy ako „Kuiperov pás“ a je pomenovaný na počesť astronóma 20. storočia, ktorý špekuloval o existencii takého disku desaťročia predtým, ako bol pozorovaný. Tento disk, zdôvodnil, bol zdrojom mnohých Komét slnečných systémov a dôvodom, prečo mimo Neptúna neboli žiadne veľké planéty.
Gerard Kuiper je tiež mnohými považovaný za „otca planetárnej vedy“. Počas 60. a 70. rokov zohrával kľúčovú úlohu vo vývoji infračervenej vzdušnej astronómie, čo bola technológia, ktorá viedla k mnohým kľúčovým objavom, ktoré by nebolo možné dosiahnuť pomocou pozemných observatórií. Zároveň pomáhal katalogizovať asteroidy, skúmal Mesiac, Mars a vonkajšiu slnečnú sústavu a objavoval nové mesiace.
Skorý život:
Gerard Kuiper, rodená Gerrit Kuiper, sa narodil 7. decembra 1905 v dedine Harenkarspel v severnom Holandsku. Ako dieťa mal mimoriadne ostrý zrak a voľným okom bol schopný vidieť 7,5 hviezd (ktoré sú asi štyrikrát slabšie ako väčšina hviezd viditeľných voľným okom). Jeho horlivý zrak podnietil jeho záujem o astronómiu, čo bolo zrejmé už od útleho veku.
vzdelanie:
V roku 1924 začal Kuiper študovať na univerzite v Leidene, kde študoval aj slávny holandský astronóm Christiaan Huygens zo 17. storočia. V tej dobe sa na univerzite zhromaždilo veľké množstvo astronómov a Kuiper sa s nimi mnohými spriatelil. Medzi jeho učiteľov patrili holandský astronóm Jan Oort (pre ktorého je Oort Cloud) a rakúsko-holandský fyzik Paul Ehrenfest, ktorý vyvinul teóriu fázovej transformácie kvantovej mechaniky.
V roku 1927 dostal titul B.Sc. v astronómii a odišiel priamo do magisterského štúdia. V roku 1933 ukončil dizertačnú prácu o binárnych hviezdach a potom odišiel do Kalifornie, aby sa stal členom Lick Observatory. V roku 1935 odišiel pracovať na observatórium Harvard College Observatory, kde sa stretol so svojou budúcou manželkou Sarah Parker Fuller. Dvaja sa oženili 20. júna 1936.
Úspechy v astronómii:
V roku 1937 sa Kuiper stal členom Yerkesovho observatória na univerzite v Chicagu a stal sa americkým občanom. V priebehu niekoľkých nasledujúcich desaťročí sa zúčastnil mnohých astronomických prieskumov a uskutočnil mnoho objavov, ktoré pokročili v oblasti planétovej vedy. Prvý prišiel v rokoch 1944 až 1947, zatiaľ čo pozoroval Mars a vonkajšiu slnečnú sústavu.
Pomocou pozemných ďalekohľadov Kuiper potvrdil existenciu atmosféry bohatej na metán nad Titanom (Saturnov najväčší mesiac). V roku 1947 použil podobné metódy na zistenie, že oxid uhličitý je hlavnou súčasťou atmosféry na Marse. V tom istom roku predpovedal, že Saturnove prstence sú primárne zložené z častíc ľadu, a objavil Mirandu, piateho mesiaca Uránu.
V roku 1949 Kuiper začal prieskum asteroidov Yerkes-McDonald, fotometrickú štúdiu o asteroidoch uskutočnenú University of Chicago a University of Texas v Austine, ktorá prebiehala od roku 1950 do roku 1952. V tom čase bol prieskum obmedzený na 16 asteroidov o veľkosti , ale tiež pripravila pôdu pre prieskum Palomar-Leiden, ktorý začal aj Kuiper v roku 1961.
Toto úsilie v rámci spolupráce zahŕňalo Lunárne a planetárne laboratórium (LPL) v Arizone, observatórium Palomar v San Diegu a observatórium Leiden v Holandsku (Kuiper's Alma Mater). V tomto prieskume sa použili fotografické platne zhotovené LPL so 48-palcovou Schmidtovou kamerou na observatóriu Palomar.
Akonáhle boli objavené menšie planéty (a asteroidy s veľkosťou väčšou ako 20), boli ich orbitálne prvky vypočítané na observatóriu Cincinnati, pričom všetky ostatné aspekty programu - vrátane analýzy fotografií - boli vykonané na observatóriu Leiden. Tento prieskum vyústil do objavenia veľkého počtu asteroidov, pričom sa zistilo približne 200 - 400 asteroidov na doštičku a použilo sa celkom 130 platní.
V roku 1956 Kuiper dokázal, že polárne ľadové polia na Marse neboli zložené z oxidu uhličitého, ako sa predtým myslelo, a namiesto toho sa skladali z vodného ľadu. V šesťdesiatych rokoch pomohol spoločnosť Kuiper tiež pri identifikácii miest pristátia na Mesiaci pre program Apollo a dokonca predpovedal, na čo by chcel povrch Mesiaca chodiť. Jeho tvrdenia, že lunárny povrch bude „ako chrumkavý sneh“, potvrdil v roku 1969 astronaut Neil Armstrong.
Kuiper tiež prispel k rozvoju infračervenej vzdušnej astronómie v 60. rokoch. V roku 1967 boli k dispozícii štvormotorové lietadlá NASA Convair 990 s palubným ďalekohľadom, ktorý sa používal na vykonávanie infračervených štúdií v nadmorskej výške 12 192 metrov (40 000 stôp). Spoločnosť Kuiper ho intenzívne využívala na spektroskopické štúdie Slnka, hviezd a Slnečných planét.
Kuiper strávil väčšinu svojej kariéry na University of Chicago, ale v roku 1960 sa presťahoval do Tucsonu v Arizone, aby založil Lunárne a planetárne laboratórium na University of Arizona. Pre jeho kolegov bol Gerard známy ako náročný šéf, ktorého rutina zahŕňala tvrdú prácu a dlhé hodiny. Dale Cruikshank, kolega vedec, ktorý pracoval na LPL pod Kuiperom, tvrdil, že:
„Samotne pracoval veľmi tvrdo a od všetkých okolo neho požadoval rovnaké odhodlanie, oddanosť a vážnosť. Ak to nedali, alebo ak to nevykonali, bežali po ňom. To sa týkalo študentov. Vzťahovalo sa to aj na kolegov, technických spolupracovníkov a inžinierov - kohokoľvek okolo neho. Zároveň však mal vtipnú stránku, hrejivú stránku, osobnú stránku, ktorá bola nejakým spôsobom príťažlivá. “
Ale aj keď je ťažké s ním pracovať, bolo známe, že má tiež teplú stránku a zmysel pre humor. Páčil sa tiež tým, že bol informovaný a obklopoval sa ľuďmi, ktorí poznali veci, ktoré neurobil. Kuiper bol riaditeľom laboratória až do svojej smrti v roku 1973.
Kuiperov pás:
O možnej existencii transneptunovskej populácie predmetov sa špekulovalo asi krátko po objavení Pluta v roku 1930. Jedným z prvých bol astronóm Armin O. Leuschner, ktorý v roku 1930 navrhol, že Pluto „môže byť jedným z mnohých dlho- obdobie planetárnych objektov, ktoré ešte treba objaviť. “
V roku 1943 v USA Denník Britskej astronomickej asociácieKenneth Edgeworth sa podrobnejšie zaoberal touto témou a tvrdil, že materiál v prvotnej slnečnej hmlovine za Neptúnom bol príliš široký na to, aby kondenzoval na planéty, a teda skôr kondenzoval do nespočetných menších telies.
V roku 1951 v článku pre časopis astrofyzika, Gerard Kuiper uvažoval o tom, ako sa podobný disk mohol vytvoriť na začiatku vývoja slnečnej sústavy. Jeden z predmetov z tohto disku sa občas túlal do vnútornej slnečnej sústavy a stal sa kométou, tvrdil, čím vysvetlil pôvod komét a zároveň poskytol vysvetlenie, prečo mimo Neptúna neexistujú žiadne veľké planéty.
Bolo by však veľa desaťročí, kým sa preukáže existencia tohto disku a pomenuje sa jeho názov. Prvý krok prišiel v roku 1980, keď uruguajský astronóm Julio Fernández predložil mesačný oznam Kráľovskej astronomickej spoločnosti dokument, v ktorom špekuloval o tom, že za pozorovaný počet komét bude potrebný kometový pás, ktorý leží medzi 35 a 50 AU. , To bol tento článok, ktorý neskôr astronómovia čerpali, keď prišiel čas pomenovať opasok.
V roku 1987 astronóm David Jewitt z MIT a postgraduálna študentka Jane Luu začali používať ďalekohľady na Národnom observatóriu Kitt Peak v Arizone a na medziamerickom observatóriu Cerro Tololo v Čile na vyhľadávanie vonkajšej slnečnej sústavy. Po piatich rokoch hľadania 30. augusta 1992 Jewitt a Luu oznámili „Objav kandidátskeho objektu Kuiperovho pásu“ (15760) 1992 QB1. O šesť mesiacov neskôr objavili druhý objekt v regióne, (181708) 1993 FW, a mnoho ďalších ho nasledovalo.
Podobne v roku 1988 začal kanadský tím astronómov (tím Martin Duncan, Tom Quinn a Scott Tremaine) spustiť počítačové simulácie, ktoré určili, že Oortov oblak nedokáže vysvetliť všetky krátkodobé kométy. S „pásom“, ako to opísal Fernández, do formulácií sa simulácie zhodovali s pozorovaniami.
Tremaine a jeho kolegovia vo svojej správe z roku 1988 odkazovali na hypotetickú oblasť za Neptúnom ako na „Kuiperov pás“, zjavne kvôli tomu, že Fernández použil v úvodnej vete svojho slova slová „Kuiper“ a „pás kométy“. Aj keď to zostalo oficiálnym menom, astronómovia niekedy používajú alternatívne meno „Edgeworth-Kuiper Belt“, aby pripísali Edgeworthovi za jeho predchádzajúcu teoretickú prácu.
Smrť a odkaz:
Gerard Kuiper zomrel v roku 1973 počas dovolenky so svojou manželkou v Mexiku, kde utrpel smrteľný infarkt. Vďaka mnohým úspechom a dlhej histórii práce v oblasti astronómie získal za tie roky mnoho ocenení. Medzi ne patrí pomenovanie Kuiperovho pásu na jeho počesť, ako aj pomenovanie predmetu asteroidového pásu 2520 P-L po ňom (aka. 1776 Kuiper).
Na jeho počesť boli tiež menovaní traja krátery - kráter Kuiper na Mesiaci, kráter Kuiper na Marse a kráter Kuiper na ortuti. Vďaka jeho práci vo vzdušnej astronómii bol podľa neho pomenovaný aj teraz vyradené observatórium Kuiper Airborne Observatory (KAO), ktoré je vysoko vyradené z činnosti NASA.
Kuiperova cena je tiež pomenovaná po ňom a je najvýznamnejšou cenou, ktorú udeľuje Divízia americkej astronomickej spoločnosti pre planétové vedy. Cena sa udeľuje každoročne vedcom, ktorých celoživotné úspechy rozšírili naše chápanie planetárnych vied.
Medzi víťazov tohto ocenenia patria Carl Sagan, James Van Allen (objav Radiačného pásu Van Allen okolo Zeme) a Eugene Shoemaker (ktorý spolu so svojou manželkou Carolyn S. Shoemaker a David H. Levy) objavil kométu Shoemaker - Levy 9.
Z dôvodu svojho odhodlaného vedenia v lunárnom a planetárnom laboratóriu bola na jeho počesť pomenovaná jedna z troch budov, ktoré tvoria zariadenie (budova Kuiper Space Sciences Building). A sto rokov po Gerardovom narodení, NASA New Horizons misia bola na dobrej ceste do oblasti Kuiper Belt našej slnečnej sústavy, ako súčasť svojej misie študovať Pluto a jeho mesiac Charon.
Richard Binzel, spolu-vyšetrovateľ a profesor New Horizons na Technologickom technologickom inštitúte v Massachusetts (MIT), ocenil oddelenie svojho tímu odchádzajúcemu vedcovi. "Kuiper bol jedným z prvých vedcov, ktorý sa takmer výlučne sústredil na skúmanie vlastností planét," uviedol. „Jeho práca položila základy pre misie kozmických lodí na konci 20. a začiatku 21. storočia.“
Počas svojho života získal Kuiper za svoju prácu aj mnoho ocenení. V roku 1947 mu bola udelená cena Julesa Janssena Francúzskou astronomickou spoločnosťou, ktorá je ich najvyššou poctou. V roku 1959 mu americká astronomická spoločnosť udelila za prednášku Henry Norris Russell Lectureship ako uznanie za dlhoročné astronomické výskumy. A v roku 1971 dostal Kuiper Zlatú medailu Keplera od Americkej asociácie pre rozvoj vedy a Franklinovho inštitútu.
Keď sa pohneme vpred pri výskume slnečnej sústavy, nemôžeme poprieť veľký dlh, ktorý dlhujeme Gerardovi Kuiperovi. To, čo vieme o Marse a Titanovi a ich možnom obývaní, spočíva na práci Kuiperovej s infračervenou a spektroskopickou astronómiou. Bez neho by sa misie Apollo pravdepodobne nestali a naše znalosti o asteroidoch a vonkajšej slnečnej sústave by sa výrazne znížili.
Dá sa predstaviť, že keď začneme podrobnejšie študovať pás Kuiperov a začneme katalogizovať veľa, veľa objektov vo vnútri, mnoho z nich bude mať mená, ktoré na pamäti pomôžu neskorému veľkému Kuiperovi.
Napísali sme veľa článkov o Gerardovi Kuiperovi pre časopis Space. Tu je článok o Kuiperovom páse a tu je článok o hypotéze protoplanetu.
Ak chcete viac informácií o Gerardovi Kuiperovi, prečítajte si článok agentúry NASA o Gerardovi Kuiperovi a stránke Lunárneho a planetárneho laboratória.
Zaznamenali sme aj celú epizódu Obsadenia astronómie o trpasličích planétach. Počúvajte tu, Epizóda 194: Trpaslicové planéty.
