Saules sistēmas ārējā daļā, ārpus Neptūna orbītas, atrodas apgabals, kuru caurstrāvo debess objekti un nelielas planētas. Šis reģions ir pazīstams kā “Kuipera josta” un tiek nosaukts par godu 20. gadsimta astronomam, kurš gadu desmitiem pirms tā novēršanas prātoja par šāda diska esamību. Šis disks, pēc viņa domām, bija Saules sistēmas daudzo komētu avots, un iemesls tam, ka ārpus Neptūna nebija lielas planētas.
Gerardu Kuiperi daudzi uzskata arī par “planētu zinātnes tēvu”. Sešdesmitajos un 70. gados viņam bija izšķiroša loma gaisa infrasarkanās astronomijas attīstībā - tehnoloģijai, kas noveda pie daudziem svarīgiem atklājumiem, kas nebūtu iespējami, izmantojot zemes novērošanas observatorijas. Tajā pašā laikā viņš palīdzēja kataloģizēt asteroīdus, apsekoja Mēnesi, Marsu un ārējo Saules sistēmu un atklāja jaunus pavadoņus.
Agrīnā dzīve:
Džerards Kuipers, nee Gerrit Kuiper, dzimis 1905. gada 7. decembrī Harenkarspel ciematā Holandes ziemeļos. Kā bērns viņam bija ārkārtīgi asa redze un viņš varēja ar neapbruņotu aci redzēt 7,5 zvaigznītes lielumu (kas ir apmēram četras reizes gaišāks nekā vairums zvaigžņu, kas redzamas ar neapbruņotu aci). Viņa dedzīgā redze veicināja viņa interesi par astronomiju, kas bija acīmredzama jau no mazotnes.
Izglītība:
1924. gadā Kuipers sāka studijas Leidenes universitātē, kur mācījās arī slavenais 17. gadsimta holandiešu astronoms Kristians Hjūgens. Tajā laikā ļoti liels skaits astronomu bija pulcējušies universitātē, un Kuipers turpināja draudzēties ar daudziem no viņiem. Starp viņa skolotājiem bija kolēģi holandiešu astronoms Jans Oorts (kuram tiek nosaukts Oortas mākonis) un Pols Ehrenfests, Austrijas-holandiešu fiziķis, kurš izstrādāja fāzu pārejas teoriju kvantu mehānikā.
1927. gadā viņš ieguva savu B.Sc. gadā astronomijā un uzreiz sāka studijas maģistrantūrā. 1933. gadā viņš pabeidza promocijas darbu par binārām zvaigznēm un pēc tam devās uz Kaliforniju, lai kļūtu par līdzstrādnieku Lika observatorijā. 1935. gadā viņš aizbrauca strādāt uz Hārvarda koledžas observatoriju, kur satika savu nākamo sievu Sāru Pārkeru Fulleru. Viņi apprecējās 1936. gada 20. jūnijā.
Astronomijas sasniegumi:
1937. gadā Kuipers ieņēma amatu Čerkas Universitātes Jerkes observatorijā un kļuva par Amerikas pilsoni. Dažu nākamo gadu desmitu laikā viņš piedalījās daudzos astronomiskos apsekojumos un veica daudzus atklājumus, kas attīstīja planētu zinātnes jomu. Pirmais nāca no 1944. līdz 1947. gadam, veicot novērojumus par Marsu un ārējo Saules sistēmu.
Izmantojot sauszemes teleskopus, Kuipers apstiprināja ar metānu bagātas atmosfēras esamību virs Titāna (Saturna lielākais mēness). 1947. gadā viņš izmantoja līdzīgas metodes, lai atklātu, ka oglekļa dioksīds ir galvenā Marsa atmosfēras sastāvdaļa. Tajā pašā gadā viņš paredzēja, ka Saturna gredzeni galvenokārt sastāv no ledus daļiņām, un atklāja Mirandu, Urāna piekto mēnesi.
1949. gadā Kuipers uzsāka Yerkes-McDonald asteroīdu apsekojumu - fotometrisko pētījumu par asteroīdiem, ko veica Čikāgas Universitāte un Teksasas Universitāte Austinā un kas ilga no 1950. līdz 1952. gadam. Tajā laikā apsekojums bija ierobežots līdz 16 asteroīdiem. , bet arī pavēra ceļu Palomar-Leiden apsekojumam, kuru arī Kuipers uzsāka 1961. gadā.
Šajos sadarbības centienos iesaistījās Mēness un planētu laboratorija (LPL) Arizonā, Palomar observatorija Sandjego un Leidenes observatorija Nīderlandē (Kuiper’s Alma Mater). Šajā aptaujā tika izmantotas fotoplates, ko LPL uzņēma ar 48 collu Schmidt kameru Palomāra observatorijā.
Kad tika atklātas mazākas planētas (un asteroīdi, kuru magnētiskais lielums pārsniedz 20), to orbitāli elementi tika aprēķināti Sinsinati observatorijā, un visi pārējie programmas aspekti - ieskaitot fotogrāfiju analīzi - tika veikti Leidenes observatorijā. Šīs aptaujas rezultātā tika atklāts liels skaits asteroīdu - apmēram plāksnē tika atklāti aptuveni 200–400 asteroīdi un kopumā tika izmantotas 130 plāksnes.
Kuipers 1956. gadā pierādīja, ka Marsa polārie ledus korpusi nebija no oglekļa dioksīda, kā tika domāts iepriekš, bet gan no ūdens ledus. Sešdesmitajos gados Kuipers palīdzēja arī Apollo programmai noteikt nosēšanās vietas uz Mēness un pat paredzēja, kāda būs Mēness virsma, pa kuru varētu staigāt. Viņa apgalvojumus, ka Mēness virsma būs “kā kraukšķīgs sniegs”, 1969. gadā apstiprināja astronauts Neils Ārmstrongs.
Tieši sešdesmitajos gados Kuipers sniedza būtisku ieguldījumu gaisa infrasarkanās astronomijas attīstībā. 1967. gadā NASA četru dzinēju lidmašīna Convair 990 kļuva pieejama ar borta teleskopu, kuru izmantoja infrasarkano staru pētījumu veikšanai 12192 metru (40 000 pēdu) augstumā. Kuipers to plaši izmantoja, lai veiktu spektroskopiskus Saules, zvaigžņu un Saules planētu pētījumus.
Kuipers lielāko savas karjeras daļu pavadīja Čikāgas universitātē, bet 1960. gadā pārcēlās uz Tuksonu, Arizonas štatā, lai Arizonas universitātē atrastu Mēness un planētu laboratoriju. Kolēģiem Džerards bija pazīstams kā prasīgs priekšnieks, kura ikdienas darbā ietilpa smags darbs un ilgas stundas. Dale Cruikshank, zinātniskais līdzstrādnieks, kurš strādāja LPL zem Kuipera, apgalvoja, ka:
„Viņš pats smagi strādāja, un no visiem apkārtējiem viņš pieprasīja tādu pašu centību, uzticību un nopietnību. Ja viņi to nedeva, vai ja viņi to nedarīja, viņi pieskrēja pie viņa. Tas attiecās uz studentiem. Tas attiecās arī uz mācībspēkiem, tehniskajiem līdzstrādniekiem un inženieriem - visiem apkārtējiem. Bet tajā pašā laikā viņam bija humoriska puse, silta puse, personīga puse, kas savā ziņā bija pievilcīga. ”
Bet, lai gan ar viņu bija grūti strādāt, Kuipers bija pazīstams arī ar silto pusi un humora izjūtu. Viņš arī lepojās, ka ir zinošs un apņemas sevi ar cilvēkiem, kuri zināja lietas, kuras viņam nav. Kuipers bija laboratorijas direktors līdz pat savai nāvei 1973. gadā.
Kuipera josta:
Par iespējamo Trans-Neptūnas priekšmetu populācijas esamību tika spriests jau neilgi pēc Plutona atklāšanas 1930. gadā. Viens no pirmajiem bija astronoms Armīns O. Leišners, kurš 1930. gadā ierosināja, ka Plutons “var būt viens no daudzajiem ilgtermiņa perioda planētu objekti, kas vēl nav atklāti. ”
1943. gadā Lielbritānijas astronomijas asociācijas žurnāls, Kenets Edgevorts turpināja šo tēmu, apgalvojot, ka materiāls pirmatnējā saules miglājā ārpus Neptūna bija pārāk plaši izkārtots, lai kondensētos planētās, un tāpēc drīzāk tika kondensēts neskaitāmos mazākos ķermeņos.
1951. gadā rakstā žurnālam Astrofizika, Žerārs Kuipers spekulēja, kā līdzīgs disks varēja izveidoties jau Saules sistēmas evolūcijas sākumā. Reizēm kāds no šī diska objektiem varētu klīst iekšējā Saules sistēmā un kļūt par komētu, viņš apgalvoja, tādējādi izskaidrojot komētu izcelsmi, vienlaikus piedāvājot arī skaidrojumu, kāpēc ārpus Neptūna nebija lielas planētas.
Tomēr būtu pagājuši daudzi gadu desmiti, pirms tiktu pierādīta šī diska esamība un tam dots nosaukums. Pirmais solis tika veikts 1980. gadā, kad Urugvajas astronoms Džūlio Fernandess iesniedza Karaliskās astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumos rakstu, kurā viņš uzskatīja, ka komētas jostai, kas atrodas no 35 līdz 50 AU, būs jāatskaitās par novēroto komētu skaitu. . Tieši šo rakstu vēlāk izmantoja astronomi, kad pienāca laiks nosaukt jostu.
1987. gadā MIT astronoms Deivids Jevits un doktorante Džeina Luu sāka izmantot teleskopus Kitt Peak Nacionālajā observatorijā Arizonā un Cerro Tololo Amerikas Amerikas observatorijā Čīlē, lai meklētu ārējo Saules sistēmu. Pēc piecu gadu meklējumiem, 1992. gada 30. augustā, Jevits un Luu paziņoja par “Kēpera jostas objekta kandidāta atrašanu” (15760) 1992 QB1. Pēc sešiem mēnešiem viņi atklāja otru objektu reģionā (181708) 1993 FW un vēl daudzus citus.
Līdzīgi 1988. gadā Kanādas astronomu komanda (Martina Duncana, Toma Kvina un Skota Tremaine komanda) sāka darboties datoru simulācijām, kas noteica, ka Oorta mākonis nevar uzskaitīt visas īslaicīgas komētas. Ar “jostu”, kā Fernándezs to aprakstīja, pievienojot formulējumus, simulācijas atbilda novērojumiem.
Tremaine un viņa kolēģi savā 1988. gada rakstā hipotētisko reģionu ārpus Neptūna sauca par “Kuipera jostu”, acīmredzot tāpēc, ka Fernándezs sava darba sākuma teikumā izmantoja vārdus “Kuiper” un “komētas josta”. Lai arī tas joprojām ir oficiālais nosaukums, astronomi dažkārt izmanto alternatīvo vārdu “Edgeworth-Kuiper Belt”, lai Edgeworth novērtētu par viņa iepriekšējo teorētisko darbu.
Nāve un mantojums:
Džerards Kuipers nomira 1973. gadā, dodoties atvaļinājumā kopā ar sievu Meksikā, kur cieta letālu sirdslēkmi. Pateicoties daudzajiem sasniegumiem un ilgajai darba vēsturei astronomijas jomā, gadu gaitā viņš ir saņēmis daudz atzinību. Tie ietver Kuipera jostas nosaukšanu viņa godā, kā arī asteroīdu jostas objekta 2520 P – L nosaukšanu pēc viņa (pazīstams arī kā 1776 Kuiper).
Viņam par godu ir nosaukti arī trīs krāteri - Kuipera krāteris uz Mēness, Kuipera krāteris uz Marsa un Kuipera krāteris uz dzīvsudraba. Pateicoties viņa darbam gaisa astronomijas jomā, viņa vārdā tika nosaukts arī NASA tagad ekspluatācijā nodotais Kuipera gaisa novērošanas centrs (KAO) - ļoti modificētais Lockheed C-141A Starlifter, kuram bija 91,5 cm (36 collu) teleskops.
Kuipera balva tiek nosaukta arī viņa vārdā, un tā ir visizcilākā balva, ko piešķīrusi Amerikas Astronomijas biedrības Planētu zinātņu nodaļa. Balvu katru gadu piešķir zinātniekiem, kuru sasniegumi mūža garumā ir uzlabojuši mūsu izpratni par planētu zinātnēm.
Šīs balvas laureāti ir Karls Sagans, Džeimss Van Allens (Van Allen radiācijas jostas ap Zemi atklājums) un Jevgeņijs Kurpnieks (kurš līdzautoriski atklāja Comet Shoemaker – Levy 9 kopā ar savu sievu Karolīnu S. Kurpnieku un Deividu H. Levu).
Tā kā viņam ir īpaša vadība Mēness un planētu laboratorijā, viņa godā tika nosaukta viena no trim ēkām, kas veido iekārtu (Kuipera kosmosa zinātņu ēka, parādīta iepriekš). Un simts gadus pēc Džerarda dzimšanas NASA Jauni horizonti misija bija labi pa ceļam uz mūsu Saules sistēmas Kuipera jostas reģionu kā daļu no misijas izpētīt Plutonu un tā mēness Šaronu.
Dr Richards Binzels, New Horizons līdzdibinātājs un Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) profesors, atzina savas komandas padomi aizejošajam zinātniekam. "Kuipers bija viens no pirmajiem zinātniekiem, kurš gandrīz tikai koncentrējās uz planētu īpašību izpēti," viņš sacīja. "Viņa darbs lika pamatus kosmosa kuģu misijām 20. gadsimta beigās un 21. gadsimta sākumā."
Dzīves laikā Kuipers arī saņēma daudz atlīdzību par atzinību par savu darbu. 1947. gadā Francijas Astronomijas biedrība viņam piešķīra Jules Janssen balvu, kas ir viņu augstākais gods. 1959. gadā Amerikas astronomijas biedrība viņam piešķīra Henrija Norisa Rasela lekciju, atzīstot par viņa ilggadējiem astronomiskajiem pētījumiem. Un 1971. gadā Kuipers saņēma Keplera zelta medaļu no Amerikas Zinātnes attīstības asociācijas un Franklina institūta.
Virzoties uz priekšu Saules sistēmas izpētē, mēs nevaram noliegt lielo parādu, ko esam parādā Ģerādam Kuiperam. Tas, ko mēs zinām par Marsu un Titānu, kā arī par to iespējamo izmantojamību, balstās uz Kuipera darbu ar infrasarkano un spektroskopisko astronomiju. Bez viņa Apollo misijas varētu nebūt notikušas, un mūsu zināšanas par asteroīdiem un ārējo Saules sistēmu būtu ievērojami pasliktinājušās.
Var iedomāties, ka tad, kad mēs sākam detalizētāk izpētīt Kuipera jostu un sākt daudzo, daudzo objektu kataloģizēšanu, kas daudziem nesīs vārdus, kas prātā sauc vēlo dižo Kuiperi.
Mēs esam rakstījuši daudzus rakstus par Žerāru Kuiperi žurnālam Space. Šis ir raksts par Kuipera jostu, un šeit ir raksts par Protoplanet hipotēzi.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par Džerardu Kuiperi, apskatiet NASA rakstu par viņu Žerārs Kuipers un Mēness un planētu laboratorijas lapa.
Mēs esam ierakstījuši arī veselu epizodi no astronomijas, kas stāsta par Rūķu planētām. Klausieties šeit, 194. epizode: Rūķu planētas.
