Kuiperin vyöhykkeessä ei ole muutaman sadan metrin kokoisia kappaleita

Muutaman sadan metrin kokoisia kappaleita on odottamattoman niukasti ns. Kuiperin vyöhykkeessä eli aurinkokunnan ulkolaidalla, Neptunus-planeetan radan ulkopuolella olevalla alueella. Suuresta mittausaineistosta löydettiin vain yksi noin 500 metrin kokoinen kiertolainen. Isompia, vähintään kilometrin kokoisia kappaleita Kuiperin vyöhykkeestä löytyy runsaasti samoin kuin hienoa pölyä, mutta välikokoiset kappaleet ovat ilmeisesti murskautuneet palasiksi törmäyksissä.

Kuiperin vyöhyke 30-60 AU:n etäisyydellä auringosta (1 AU = maapallon ja auringon keskimääräinen etäisyys) kiinnostaa aurinkokunnan syntyä selvittäviä tähtitieteilijöitä, koska siellä on jäljellä aurinkokunnan syntyessä ylijäänyttä alkuperäistä materiaalia. Kuiperin vyöhykkeen kappaleiden kokojakaumaa ja kappaleiden koostumusta ja rakennetta on siksi yritetty määrittää eri tavoin. Se on kuitenkin maapallolta katsoen niin kaukana että kaukoputkien erotuskyky ei riitä.

Kansainvälinen tutkijaryhmä hyödynsi kekseliäästi Hubble-avaruusteleskoopin tähtikuvauksen ohjauslaitteella FGS:llä tehtyjä mittauksia. Se käyttää tunnettujen tähtien sijaintia ohjaamaan teleskooppi oikeaan suuntaan halutun kohteen kuvaamiseksi. Ohjaustähtien mittausaineistosta kerättiin 4,5 vuoden ajalta sellaiset joissa tähden ohi kulki joku kappale himmentäen tähden tilapäisesti. Näistä seulottiin ne joissa himmennyksen on aiheuttanut todennäköisesti Kuiperin vyöhykkeessä oleva, 200-500 metrin kokoinen kappale.

Etsityn kokoisia kappaleita löytyi vain yksi ja sen on aiheuttanut todennäköisimmin halkaisijaltaan 500 metrin kokoinen, 45 AU:n etäisyydellä oleva kiertolainen. Helpommin havaittavien ja aiemmin kartoitettujen, yli kilometrin kokoisten kappaleiden jakauman perusteella oli arvioitu että tällaisia muutaman sadan metrin kokoisia kappaleita pitäisi olla huomattavasti enemmän. Tilastollinen tutkimus osoitti että havainto on 98%:n todennäköisyydellä oikea eli pienehköjä kiertolaisia on todella harvassa.

Yksi mahdollinen selitys pienehköjen kappaleiden puuttumiselle on että ne ovat hajonneet muruiksi ja pölyksi miljardien vuosien aikana törmäillessään keskenään tai suurempiin kappaleisiin. Vastaavanlaisia pölypilviä on havaittu muiden tähtien ympärillä.

Hubblen ohjauslaitteen mittausaineistoa on vielä tutkimatta paljon ja sen seulonta on parhaillaan menossa. Sen myötä saadaan kolminkertainen määrä havaintotunteja tutkittavaksi. Näin kappaleiden kokojakauma saadaan määritettyä varmemmin.

(YLE tiede, Nature)