Cinturón de Kuiper

El Cinturón de Kuiper es una región extensa en los confines exteriores y fríos de nuestro sistema solar, más allá de la órbita de Neptuno, a veces llamada la “tercera zona” del sistema solar. Los astrónomos creen que hay millones de objetos pequeños y helados en esta región, incluidos cientos de miles que tienen más de 100 kilómetros (60 millas) de ancho. Algunos, incluido Plutón, tienen más de 1,000 kilómetros (600 millas) de ancho. Además de roca y hielo de agua, los objetos en el Cinturón de Kuiper también contienen una variedad de otros compuestos congelados como amoníaco y metano.

Esquemático de la localidad del Cinturón Kuiper y la nube Oort.
Fuente: ESA

La región lleva el nombre del astrónomo Gerard Kuiper, quien publicó un artículo científico en 1951 que especulaba sobre objetos más allá de Plutón. El astrónomo Kenneth Edgeworth también mencionó objetos más allá de Plutón en artículos que publicó en la década de 1940 y, por lo tanto, a veces se lo conoce como el Cinturón de Edgeworth-Kuiper. Algunos investigadores prefieren llamarla región transneptuniana y se refieren a los objetos del Cinturón de Kuiper (KBO) como objetos transneptunianos o TNO.

Tamaño y distancia

El Cinturón de Kuiper es una de las estructuras más grandes de nuestro sistema solar; otras son la Nube de Oort, la heliosfera y la magnetosfera de Júpiter. Su forma general es como un disco hinchado o dona. Su borde interior comienza en la órbita de Neptuno, a unas 30 UA* del Sol. La región principal interna del Cinturón de Kuiper termina a unas 50 UA del Sol. Superponiendo el borde exterior de la parte principal, se encuentra una segunda región llamada disco disperso, que continúa hacia afuera hasta casi 1000 UA, con algunos cuerpos en órbitas que van incluso más allá.

Hasta ahora, los observadores han catalogado más de 2,000 objetos transneptunianos, lo que representa sólo una pequeña fracción del número total de objetos que los científicos creen que existen. De hecho, los astrónomos estiman que hay cientos de miles de objetos en la región con más de 100 kilómetros (60 millas) de ancho o más. Sin embargo, se estima que la masa total de todo el material en el Cinturón de Kuiper no supera el 10 por ciento de la masa de la Tierra.

Formación / Orígenes

Los astrónomos creen que los objetos helados del Cinturón de Kuiper son restos de la formación del sistema solar. Similar a la relación entre el cinturón de asteroides principal y Júpiter, es una región de objetos que podrían haberse unido para formar un planeta si Neptuno no hubiera estado allí. En cambio, la gravedad de Neptuno agitó tanto esta región del espacio que los objetos pequeños y helados allí no pudieron fusionarse en un planeta grande.

La cantidad de material en el Cinturón de Kuiper hoy podría ser sólo una pequeña fracción de lo que originalmente estaba allí. Según una teoría bien respaldada, las órbitas cambiantes de los cuatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) podrían haber causado la pérdida de la mayor parte del material original, probablemente de 7 a 10 veces la masa de la Tierra.

La idea básica es que al principio de la historia del sistema solar, Urano y Neptuno se vieron obligados a orbitar más lejos del Sol debido a cambios en las órbitas de Júpiter y Saturno. A medida que se alejaban más hacia el exterior, atravesaron el denso disco de pequeños cuerpos congelados que quedaron después de que se formaran los planetas gigantes. La órbita de Neptuno era la más alejada y su gravedad alteraba los caminos de innumerables cuerpos helados hacia los otros gigantes. Júpiter finalmente expulsó la mayoría de estos cuerpos a órbitas extremadamente distantes (para formar la Nube de Oort) o fuera del sistema solar por completo. Cuando Neptuno arrojó objetos hacia el sol, ésto provocó que su propia órbita se alejara aún más, y su influencia gravitacional obligó a los objetos helados restantes a entrar en el rango de distancias donde los encontramos en el Cinturón de Kuiper.

Hoy en día, el Cinturón de Kuiper se está erosionando lentamente. Los objetos que permanecen allí chocan ocasionalmente, produciendo objetos más pequeños fragmentados por la colisión, a veces algunos cometas y también polvo que es expulsado del sistema solar por el viento solar.

El lugar de Plutón en el Cinturón de Kuiper

Plutón fue el primer objeto del Cinturón de Kuiper descubierto, en 1930, antes de que los astrónomos tuvieran motivos para esperar una gran población de mundos helados más allá de Neptuno. Hoy es conocido como el “Rey del Cinturón de Kuiper”, es el objeto más grande de la región, aunque otro objeto similar en tamaño, llamado Eris, tiene una masa ligeramente mayor. Se dice que la órbita de Plutón está en resonancia con la órbita de Neptuno, lo que significa que la órbita de Plutón está en un patrón estable y repetido con la de Neptuno. Por cada tres órbitas completadas por Neptuno, Plutón realiza dos órbitas. En esta situación, Plutón nunca se acerca lo suficiente a Neptuno como para verse afectado mucho por su gravedad. De hecho, aunque su órbita cruza la órbita de Neptuno, Plutón se acerca físicamente a Urano más que a Neptuno.

Relación con los cometas

El Cinturón de Kuiper es una fuente de cometas, pero no la única. Hoy en día, se cree que el Cinturón de Kuiper se está erosionando muy lentamente. Los objetos allí ocasionalmente chocan, y los fragmentos de colisión producen KBO más pequeños (algunos de los cuales pueden convertirse en cometas), así como polvo que el viento solar expulsa del sistema solar. Las piezas producidas por la colisión de KBO pueden ser empujadas por la gravedad de Neptuno a órbitas que las envían hacia el sol, donde Júpiter las acorrala aún más en bucles cortos que duran 20 años o menos. Estos se denominan cometas de la familia Júpiter de período corto. Dados sus frecuentes viajes al interior del sistema solar, la mayoría tiende a agotar sus hielos volátiles con bastante rapidez y eventualmente se vuelven cometas inactivos o muertos con poca o ninguna actividad detectable. Los investigadores han descubierto que algunos asteroides cercanos a la Tierra son en realidad cometas quemados, y la mayoría de ellos habrían comenzado en el Cinturón de Kuiper. Muchos cometas chocan contra el Sol o los planetas. Aquellos que tienen encuentros cercanos con Júpiter tienden a ser destrozados o arrojados completamente fuera del sistema solar.

La otra fuente de cometas es la Nube de Oort, de donde provienen la mayoría de los cometas de períodos prolongados en órbitas muy inclinadas.


Adaptado de la página de NASA Kuiper Belt.


* Unidad astronómica (UA): unidad de medición de magnitudes dentro de nuestro sistema solar y que equivale a la longitud del eje semimayor de la órbita terrestre (o distancia media de la Tierra al Sol), o a 149,604,970 km.

Para más información sobre el Cinturón Kuiper visite la página de NASA sobre el Sistema Solar.


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