(Quelle: MPIA)

Der Kuiper-Gürtel stellt eine Häufung von Kometen und kometenähnlichen Eis- und Gesteinskörpern, den so genannten Kuiperoiden, in einem Bereich knapp hinter der Neptun- und Plutobahn bis zu einer Entfernung von 500 AE (Astronomische Einheit). Diese Häufung wurde erstmals im Jahr 1930 von Frederick C. Leonard postuliert. Die These wurde im Jahr 1947 von Kenneth Edgeworth und im Jahr 1951 von Gerhard Peter Kuiper weiter ausgebaut. Der Kuiper-Gürtel wird dabei als Quelle der kurzperiodischen Kometen mit elliptischer Umlaufbahn angesehen. Die Oortsche Wolke hingegen bildet die Quelle der langperiodischen Kometen mit hyperbolischer Umlaufbahn. Das im Jahr 1992 von David C. Jewitt und Jane X. Luu entdeckte Objekt mit der Bezeichnung 1992 QB1 markierte den Beginn der Erforschung dieses Bereiches unseres Sonnensystems. Nach neusten wissenschaftlichen Ansichten wird der Planet Pluto auch als Vertreter dieser Objektgruppe eingestuft.

In Anbetracht der Tatsache, dass Kuiper nicht der erste Astronom war, der die Existenz der Objekte vorhergesagt hat, wird der Kuiper-Gürtel manchmal auch als Edgeworth-Kuiper-Gürtel, Leonard-Edgeworth-Kuiper-Gürtel oder Variationen daraus bezeichnet.

Die Objekte, die mit dem Kuiper-Gürtel assoziiert werden, auch Kuiperoiden oder Kuiper Belt Objects (KBOs) genannt, lassen sich grundsätzlich in vier Gruppen unterteilen:

• Transneptunische Objekte (TNOs)
• Neptun Trojaner
• Ungewöhnliche Kleinplaneten = Unusual Minor Planets (UMPs)
• Centauren

Die auch im inneren Sonnensystem sichtbaren kurzperiodischen Kometen werden aufgrund der Vielzahl von Objekten separat in der Rubrik Kometen behandelt. Eine Übersicht der langperiodischen Kometen ist in der Rubrik Oortsche Wolke zu finden.

In dieser Gruppe sind alle Objekte zusammengefaßt, deren Umlaufbahn aktuell jenseits der Bahn des Planeten Neptun, also im so genannten Kuiper-Gürtel haben. Diese Objekte sind durchschnittlich zwischen 150 und 800 km groß und bestehen meistens zu einem großen Teil aus Eis und Gestein. Dieser Aufbau ist ähnlich dem von Pluto und Charon.

Die Klassifizierung der TNOs hat ihren Ursprung sowohl in der differenten Bahnresonanz als auch im Abstand von der Sonne:

• Die resonanten KBOs haben eine Umlaufbahn um die Sonne, die in einem Resonanzverhältnisse von 2:1, 3:2, 5:2, 4:3, 5:3, 5:4 oder 7:4 zur Bahn des Planeten Neptun steht. Die Umlaufbahn der einzelnen Objekte weist dabei eine große Bahnhalbachse von durchschnittlich 40 AE auf. Knapp ein Drittel aller Objekte im Kuiper-Gürtel gehören zu dieser Gruppe.
  
  Die Plutinos stellen eine Teilmenge der resonanten KBOs dar. Die Umlaufbahn der Objekte steht, wie Pluto, in einem Resonanzverhältnis von 3:2 zum Planeten Neptun. Die Exzentrizität der Umlaufbahnen beträgt durchschnittlich 0,25. Dieses läßt auf eine stabile Bahn der Objekte schließen. Rund ein Viertel der bekannten Kuiperoiden sind Plutinos.
  
  Die Objekte Pluto, 1999 TC36, Ixion (2001 KX76) und 2004 DW sind klassische Vertreter der Gruppe der Plutinos. Bei 1999 TC36 handelt es sich, wie auch bei Pluto, um so genannte Binaries, also Systeme mit einem Mond.
  
  
  
• Die Classical Kuiper Belt Objects (CKBO) = klassischen Kuiperoiden bewegen sich auf fast kreisförmigen Bahnen mit entsprechend kleiner Exzentrizität hauptsächlich im Abstand von rund 42 bis 48 AE um die Sonne. Die Umlaufbahnen stehen in keinem Resonanzverhältnis zur Bahn von Neptun, des äußersten Planeten unseres Sonnensystems. Da sie nicht die Bahn von Pluto nach innen kreuzen, werden sie auch als transplutonische Objekte bezeichnet. Die Bahnen dieser Objekte sind mit bis zu 30° stark geneigt. Die Definition als klassische Kuiperoiden ist abgeleitet aus verschiedenen Modellen zur Agglomerationsphase des Sonnensystems. Diesen zu Folge haben Objekte im äußeren Bereich des Sonnensystems Umlaufbahnen mit einer kleinen Exzentrizität und einer Apheldistanz von maximal 50 AE. Knapp zwei Drittel aller Objekte im Kuiper-Gürtel gehören zu dieser Gruppe.
  
  Die Objekte 1992 QB1, 1998 WW31, Varuna (2000 WR106) und Quaoar (2002 LM60) gehören zur Gruppe der klassischen Objekte des Kuiper-Gürtels. Bei 1998 WW31 handelt es sich um einen Kuiperoiden mit einem Mond.
  
  Manchmal werden für die klassischen Kuiperoiden auch Cubewanos genannt. Es handelt sich um eine Bezeichnung die sich aus dem Namen des ersten entdeckten Kuiperoiden 1992 QB1 respektive QB1 ableitet: QB-One-os.
  
  
  
• Die Scattered Kuiper Belt Objects (SKBO) = gestreute Kuiperoiden bewegen sich auf Umlaufbahnen mit einer relativ großen Exzentrizität um die Sonne. Die Periheldistanz beträgt dabei rund 35 AE und die Apheldistanz kann bis zu 1.000 AE betragen. Man vermutet, dass rund 5% aller Objekte des Kuiper-Gürtels dieser Gruppe zugerechnet werden können. Hinsichtlich der Bahnform und des Bahnverlaufes besteht ein Zusammenhang mit den Centauren.
  
  Die Objekte 1996 TL66, 1998 SM165 und 2002 AW197 sind Vertreter der Gruppe der gestreuten Kuiperoiden.
  
  
  
• Aufgrund der ursprünglichen Herkunft können die Neptun Trojaner, die Ungewöhnlichen Kleinplaneten sowie die Centauren mit dem Kuiper-Gürtel assoziiert werden.
  
  

d = Durchmesser des Objektes (Schätzung auf Basis eines Albedo von 0,25)
q = Perihel (sonnennächster Punkt der Bahn des Objektes)
Q = Aphel (sonnenfernster Punkt der Bahn des Objektes)
a = Bahn-Halbachse (halber Abstand zwischen Periapsis und Apoapsis)
e = Exzentrizität (Verhältnis des Abstandes zwischen den Brennpunkten der Ellipse zur Hauptachse)
i = Inklination (Neigung der Bahn des Objektes gegen die Ekliptik)
AE = Astronomische Einheit (mittlere Entfernung Erde-Sonne = 149.597.870 km)
Albedo = Verhältnis zwischen einfallender und reflektierender Strahlung eines Körpers
Periapsis = nächster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
Apoapsis = fernster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
*) = Nummer in Klammern ist die provisorische Bezeichnung des Objekts gem. MPC
**) = ursprüngliche Bezeichnung war 2003 VB12

Die Objekte Sedna (2003VB16) und 2000OO67 sind keine klassischen KBO und wurden nur zum Vergleich in die Übersicht aufgenommen.

Augenblicklich sind über 820 TNOs (Stand September 2004) bekannt. Eine weitaus größere Zahl (ca. 70.000) wird noch im freien Raum jenseits des Planeten Neptun vermutet. Aufgrund der sehr langsamen Bewegung dieser Objekte und des relativ kurzen Beobachtungszeitraumes sind viele Bahndaten noch nicht gesichert, so daß die ursprüngliche provisorische Bezeichnung beibehalten wurde. Erst kürzlich wurde ein neues, mit rund 1.300 km Durchmesser außergewöhnlich großes Objekt namens Quaoar (2002 LM60) entdeckt. Bei dem Minor Planet Center der Harvard University ist eine aktuelle Übersicht der transneptunischen Objekte abrufbar.

Die Gruppe der so genannten Neptun Trojaner ist vergleichsweise jung. Die Existenz derartiger Objekte wurde bereits seit einigen Jahren vermutet, doch erst mit der Entdeckung des Objektes 2001 QR322 eindeutig bestätigt werden. Hierbei handelt es sich um eine Familie von Objekten, die, ähnlich der bislang bekannten trojanischen Asteroiden des Jupiters, auf der Umlaufbahn des Planeten Neptun ihre Bahnen zieht.

Man nimmt an, dass die Objekte ursprünglich aus dem Kuiper-Gürtel stammen und in Folge ungünstiger Bahnresonanzen im Laufe der Zeit von Neptun eingefangen wurden.

Alle bislang nicht in bekannte Klassifizierungen einzuordnende Objekte werden als UMPs bezeichnet. Die Ungewöhnlichkeit entsteht beispielsweise durch sehr eigenwillige und exzentrische Bahnen - wegen denen sie nicht zu den normalen Asteroiden des Asteroiden-Gürtels zwischen Mars und Jupiter zählen.

Ein "typischer" Vertreter der UMPs ist das Objekt Damocles (1991 DA), welches in 41 Jahren auf einer Bahn zwischen dem Mars und der Uranus um die Sonne läuft. Die Bahn des UMP Damocles ist um rund als 60 Grad gegenüber der Ekliptik geneigt (diese Neigung entspricht der Exzentrizität).

Die nachfolgende Tabelle enthält eine Übersicht der hinsichtlich Entdeckung, Größe oder Bahnelemente bedeutenden UMPs (die Objekte sind sortiert nach ihrer Bahn-Halbachse):

d = Durchmesser des Objektes (Schätzung auf Basis eines Albedo von 0,25)
q = Perihel (sonnennächster Punkt der Bahn des Objektes)
Q = Aphel (sonnenfernster Punkt der Bahn des Objektes)
a = Bahn-Halbachse (halber Abstand zwischen Periapsis und Apoapsis)
e = Exzentrizität (Verhältnis des Abstandes zwischen den Brennpunkten der Ellipse zur Hauptachse)
i = Inklination (Neigung der Bahn des Objektes gegen die Ekliptik)
AE = Astronomische Einheit (mittlere Entfernung Erde-Sonne = 149.597.870 km)
Albedo = Verhältnis zwischen einfallender und reflektierender Strahlung eines Körpers
Periapsis = nächster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
Apoapsis = fernster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
*) = Nummer in Klammern ist die provisorische Bezeichnung des Objekts gem. MPC

Zur Zeit werden über 2.000 Kleinstplaneten in die Gruppe der UMPs eingeordnet. Ein alter Vertreter der Gruppe der UMPs ist Eros. Eine Gesamtübersicht aller bislang bekannten UMPs ist im Internet bei dem Minor Planet Center der Harvard University verfügbar. Darüber hinaus bietet die Seite auch eine visuelle Übersicht der Bahnen vieler UMPs unseres Sonnensystems.

Eine sehr kleine Gruppe von 150 Objekten (Stand September 2004) bilden die Centauren. Hierbei handelt es sich um ehemalige Mitglieder der Kuiper-Gürtels und der TNOs, welche schon vor langer Zeit wahrscheinlich in Folge der Anziehungskraft des Neptun in das innere Sonnensystem "geflohen" sind.

Durch die sehr unterschiedlichen und sehr exzentrischen Bahnen kreuzen viele Centauren öfter gleich mehrere Bahnen der Planeten Neptun, Jupiter und Saturn. Eine größere Zahl kommt dabei in die Nähe des Saturn, wobei dieser in unregelmäßigen Perioden die Bahnen der Centauren stört. Die Bahn der Centauren wird deshalb langfristig nicht als stabil angesehen. Ihr Bahnverhalten ist chaotisch (schwer vorherzusehen und zu kalkulieren).

Zwölf Centauren (Asbolus, Bienor, Chariklo, Chiron, Cyllarus, Elatus, Hylonome, Nessus, Okyrhoe, Pelion, Pholus, und Thereus) wurden bereits benannt -  alle anderen, bislang entdeckten Objekte (wie z.B. 1994 TA, 1998 SG35, 1998 QM107, 2003 QC112 und 2004 CJ39) tragen noch einen provisorischen Namen.

Der wohl ungewöhnlichste Centaur ist Chiron: er ist ein Art Riesenkomet, dessen Aktivität aufgrund der großen Entfernung von der Sonne völlig unterschiedlich zu denen herkömmlicher Kometen sein muss und außerdem gegenüber normalen Kometen wie Hale-Bopp viel zu groß ist.

Centauren lassen sich eindeutig weder zu Asteroiden noch zu Kometen zuordnen, weshalb der Namen des Pferde-Mensch-Mischwesens aus der griechischen Mythologie passend zu sein scheint.

Die nachfolgende Tabelle enthält eine Übersicht der hinsichtlich Entdeckung, Größe oder Bahnelemente bedeutenden Centauren (die Objekte sind sortiert nach ihrer Bahn-Halbachse):

d = Durchmesser des Objektes (Schätzung auf Basis eines Albedo von 0,25)
q = Perihel (sonnennächster Punkt der Bahn des Objektes)
Q = Aphel (sonnenfernster Punkt der Bahn des Objektes)
a = Bahn-Halbachse (halber Abstand zwischen Periapsis und Apoapsis)
e = Exzentrizität (Verhältnis des Abstandes zwischen den Brennpunkten der Ellipse zur Hauptachse)
i = Inklination (Neigung der Bahn des Objektes gegen die Ekliptik)
AE = Astronomische Einheit (mittlere Entfernung Erde-Sonne = 149.597.870 km)
Albedo = Verhältnis zwischen einfallender und reflektierender Strahlung eines Körpers
Periapsis = nächster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
Apoapsis = fernster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
*) = Nummer in Klammern ist die provisorische Bezeichnung des Objekts gem. MPC

Das Minor Planet Center der Harvard University stellt eine regelmäßig aktualisierte Liste aller bislang entdeckten Centauren zur Verfügung.

Die Erforschung der TNOs und anderer Objekte aus dem Kuiper-Gürtel (KBO) ist ein recht neues und - im Vergleich zur Galileo-Mission zum Jupiter - unspektakuläres Forschungsgebiet. Es gibt daher nur einige wenige Wissenschaftler, die eine langjährige Erfahrung auf diesem Gebiet vorweisen können. Zu den wichtigsten zählt David C. Jewitt, der seit 1992 auf der Suche diesen Objekten ist.

Die Kuiperoiden wurden in der Geschichte der Raumfahrt bislang noch nicht von einer Sonde besucht. Der Hauptgrund hierfür liegt in der immensen Entfernung. Das von der NASA im Jahr 1997 initiierte Programm Pluto-Kuiper-Express wurde mangels finanzieller Ressourcen im September 2000 leider eingestellt. Zur Zeit wird unter der Bezeichnung New Horizons ein neuer Anlauf zur Erforschung dieses Bereiches unseres Sonnensystems genommen. Die Sonde wird voraussichtlich 2006 starten und die Region des Kuiper-Gürtels nach einer Flugzeit von rund 20 Jahren erreichen.

(Texte im Original zu finden unter: Meta-Evolutions)

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