I de ytre delene av solsystemet, utenfor Neptuns bane, ligger et område gjennomsyret av himmelobjekter og mindre planeter. Denne regionen er kjent som "Kuiper Belt", og er kåret til ære for astronomet fra det 20. århundre som spekulerte i om eksistensen av en slik plate tiår før den ble observert. Denne platen, hevdet han, var kilden til mange systemer i Solar Systems, og grunnen til at det ikke var noen store planeter utover Neptune.
Gerard Kuiper blir også av mange ansett for å være ”faren til planetarisk vitenskap”. I løpet av 1960- og 70-tallet spilte han en avgjørende rolle i utviklingen av infrarød luftbåren astronomi, en teknologi som førte til mange sentrale funn som ville vært umulige ved bruk av bakkebaserte observatorier. Samtidig hjalp han med å katalogisere asteroider, undersøkte månen, Mars og det ytre solsystemet og oppdaget nye måner.
Tidlig liv:
Gerard Kuiper, nee Gerrit Kuiper, ble født 7. desember 1905 i landsbyen Harenkarspel i Nord-Holland. Som barn hadde han ekstremt skarpt syn, og kunne se størrelsen 7,5 stjerner med det blotte øye (som er omtrent fire ganger svakere enn de fleste stjerner som er synlige for det blotte øye). Hans brennende blikk ga interesse for astronomi, noe som var tydelig fra en tidlig alder.
Utdanning:
I 1924 begynte Kuiper å studere ved Leiden universitet, der den berømte nederlandske astronomen fra 1600-tallet Christiaan Huygens også studerte. På det tidspunktet hadde et veldig stort antall astronomer samlet seg på universitetet, og Kuiper fortsatte å bli venn med mange av dem. Blant lærerne hans var den nederlandske astronomen Jan Oort (som Oort Cloud heter for) og Paul Ehrenfest, den østerriksk-nederlandske fysikeren som utviklet faseovergangsteorien for kvantemekanikk.
I 1927 fikk han sin B.Sc. i astronomi og gikk rett inn på doktorgradsstudiene. I 1933 avsluttet han sin doktoravhandling om binære stjerner og reiste deretter til California for å bli stipendiat ved Lick-observatoriet. I 1935 dro han ut for å jobbe ved Harvard College Observatory, hvor han møtte sin fremtidige kone, Sarah Parker Fuller. De to giftet seg 20. juni 1936.
Prestasjoner innen astronomi:
I 1937 inntok Kuiper stilling ved Yerkes-observatoriet ved University of Chicago og ble en amerikansk statsborger. I løpet av de neste tiårene deltok han i mange astronomiske undersøkelser og gjorde mange funn som avanserte planetenes vitenskap. Den første kom i mellom 1944 og 1947, mens han gjorde observasjoner av Mars og det ytre solsystemet.
Ved hjelp av bakkebaserte teleskoper bekreftet Kuiper eksistensen av en metanrik atmosfære over Titan (Saturns største måne). I 1947 brukte han lignende metoder for å oppdage at karbondioksid var en viktig komponent i Mars 'atmosfære. Samme år spådde han at ringene til Saturn først og fremst var sammensatt av ispartikler, og oppdaget Miranda, den femte månen til Uranus.
I 1949 initierte Kuiper Yerkes-McDonald asteroideundersøkelsen, en fotometrisk studie av asteroider utført av University of Chicago og University of Texas i Austin, som gikk fra 1950 til 1952. På den tiden var undersøkelsen begrenset til 16 asteroider i størrelsesorden , men banet også vei for Palomar-Leiden-undersøkelsen, som Kuiper også initierte, i 1961.
Denne samarbeidsinnsatsen involverte Lunar and Planetary Laboratory (LPL) i Arizona, Palomar Observatory i San Diego og Leiden Observatory i Nederland (Kuiper's Alma Mater). Denne undersøkelsen brukte fotografiske plater tatt av LPL med det 48-tommers Schmidt-kameraet ved Palomar Observatory.
Da mindre planeter (og asteroider med større enn 20 størrelser) ble oppdaget, ble orbitalelementene deres beregnet ved Cincinnati-observatoriet, med alle andre aspekter av programmet - inkludert analyse av fotografiene - utført ved Leiden-observatoriet. Denne undersøkelsen resulterte i oppdagelsen av et stort antall asteroider, med omtrent 200-400 asteroider som ble oppdaget per plate, og totalt 130 plater ble brukt.
I 1956 beviste Kuiper at Mars 'polare iskapper ikke var sammensatt av karbondioksid, som man tidligere hadde trodd, og i stedet var sammensatt av vannis. På 1960-tallet var Kuiper også med på å identifisere landingssteder på Månen for Apollo-programmet, og forutså til og med hvordan overflaten av Månen ville være å gå på. Hans påstander om at månens overflate ville være "som knasende snø" ble bekreftet i 1969 av astronauten Neil Armstrong.
Det var også på 1960-tallet Kuiper ga sin sentrale bidrag til utviklingen av infrarød luftbåren astronomi. I 1967 ble NASAs fire motorstråle Convair 990-fly tilgjengelige med et teleskop ombord, som ble brukt til å gjennomføre infrarøde studier i en høyde av 12192 meter (40.000 fot). Kuiper brukte den mye for å gjøre spektroskopiske studier av solen, stjernene og solplanetene.
Kuiper tilbrakte mesteparten av sin karriere ved University of Chicago, men flyttet til Tucson, Arizona, i 1960 for å grunnlegge Lunar and Planetary Laboratory ved University of Arizona. For kollegene var Gerard kjent for å være en krevende sjef, der rutinen inkluderte hardt arbeid og lange timer. Dale Cruikshank, en stipendiat som jobbet ved LPL under Kuiper, hevdet at:
”Han jobbet ekstremt hardt selv, og han krevde den samme dedikasjonen, hengivenheten og alvoret fra alle rundt ham. Hvis de ikke ga det, eller hvis de ikke opptrådte, sprang de av ham. Det gjaldt studenter. Det gjaldt også fakultetet, tekniske medarbeidere og ingeniører - hvem som helst rundt ham. Men på samme tid hadde han en humoristisk side, en varm side, en personlig side som på noen måter var tiltalende. ”
Men mens Kuiper var vanskelig å jobbe med, var han også kjent for å ha en varm side og en sans for humor. Han stolte også på å være kunnskapsrik og omgi seg med mennesker som visste ting som han ikke gjorde. Kuiper var laboratoriesjef frem til hans død i 1973.
Kuiper beltet:
Den mulige eksistensen av en transneptunisk befolkning av gjenstander hadde blitt spekulert i siden kort tid etter oppdagelsen av Pluto i 1930. En av de første var astronomen Armin O. Leuschner, som i 1930 antydet at Pluto “kan være en av mange lenge- periode planetobjekter som ennå ikke er oppdaget. ”
I 1943, i Tidsskrift for British Astronomical Association, Uttalte Kenneth Edgeworth ytterligere om temaet, og hevdet at materialet i den primitære solnebelen utenfor Neptun var for vidt fordelt til å kondensere til planeter, og så heller kondensert til et utall mindre kropper.
I 1951, i en artikkel for tidsskriftet astrofysikk, Gerard Kuiper spekulerte i hvordan en lignende plate kunne ha dannet seg tidlig i solsystemets utvikling. Noen ganger ville ett av objektene fra denne platen vandre inn i det indre solsystemet og bli en komet, hevdet han, og forklarte dermed kometenes opprinnelse mens han også ga en forklaring på hvorfor det ikke var noen store planeter utover Neptun.
Imidlertid ville det gå mange tiår før eksistensen av denne platen ble bevist og et navn gitt til den. Det første trinnet kom i 1980, da den uruguayanske astronomen Julio Fernández leverte et papir til den månedlige kunngjøringen av Royal Astronomical Society hvor han spekulerte i at et kometbelte som lå mellom 35 og 50 AU ville være nødvendig for å gjøre rede for det observerte antall kometer . Det var denne artikkelen senere astronomer ville trekke på når det var på tide å navngi beltet.
I 1987 begynte astronom David Jewitt fra MIT og doktorgradsstudent Jane Luu å bruke teleskopene ved Kitt Peak National Observatory i Arizona og Cerro Tololo Inter-American Observatory i Chile for å søke i det ytre solsystemet. Etter fem års søk, 30. august 1992, kunngjorde Jewitt og Luu "Oppdagelsen av kandidatens Kuiper-belteobjekt" (15760) 1992 QB1. Seks måneder senere oppdaget de en andre gjenstand i regionen, (181708) 1993 FW, og mange flere fulgte etter.
Tilsvarende, i 1988, begynte et kanadisk team av astronomer (team av Martin Duncan, Tom Quinn og Scott Tremaine) å kjøre datasimuleringer som slo fast at Oort-skyen ikke kunne stå for alle kometer i kort periode. Med et "belte", som Fernández beskrev det, lagt til formuleringene, samsvarte simuleringene med observasjoner.
I papiret fra 1988 omtalte Tremaine og hans kolleger den hypotetiske regionen utenfor Neptun som "Kuiper Belt", tilsynelatende på grunn av det faktum at Fernández brukte ordene "Kuiper" og "comet belt" i åpningssetningen til papiret. Mens dette har forblitt det offisielle navnet, bruker astronomer noen ganger det alternative navnet "Edgeworth-Kuiper Belt" for å kreditere Edgeworth for hans tidligere teoretiske arbeid.
Død og arv:
Gerard Kuiper døde i 1973 mens han var på ferie med sin kone i Mexico, hvor han fikk et dødelig hjerteinfarkt. På grunn av hans mange bragder og sin lange historie med arbeid innen astronomi, har han mottatt mange utmerkelser gjennom årene. Disse inkluderer å navngi Kuiper Belt til ære for ham, samt å navngi asteroide belteobjektet 2520 P – L etter ham (også kalt 1776 Kuiper).
Tre kratere er også kåret til hans ære - Kuiper-krateret på Månen, Kuiper-krateret på Mars og Kuiper-krateret på Merkur. På grunn av sitt arbeid i luftbåren astronomi ble NASAs nå avviklede Kuiper Airborne Observatory (KAO) - et sterkt modifisert Lockheed C-141A Starlifter som bar et 91,5 cm (36 tommers) teleskop - oppkalt etter ham.
Kuiper-prisen er også oppkalt etter ham, og er den mest utmerkede prisen som ble gitt av American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences. Prisen deles ut årlig til forskere hvis levetid har oppnådd vår forståelse av planetarvitenskapene.
Vinnere av denne prisen inkluderer Carl Sagan, James Van Allen (oppdagelse av Van Allen-strålingsbeltet rundt jorden), og Eugene Shoemaker (som co-oppdaget Comet Shoemaker – Levy 9 med kona Carolyn S. Shoemaker og David H. Levy).
På grunn av hans dedikerte ledelse ved Lunar and Planetary Laboratory ble en av de tre bygningene som utgjør anlegget (Kuiper Space Sciences Building, vist over) utnevnt til hans ære. Og hundre år etter Gerards fødsel, ble NASA Nye horisonter oppdraget var på god vei til Kuiper Belt-regionen i solsystemet vårt, som en del av oppdraget med å studere Pluto og månen Charon.
Dr. Richard Binzel, The New Horizons co-etterforsker og professor ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), erkjente teamets avdeling til den avgåtte forskeren. "Kuiper var en av de første forskerne som fokuserte nesten utelukkende på å utforske egenskapene til planeter," sa han. "Hans arbeid la grunnlaget for romfartsoppdragene på slutten av det 20. og begynnelsen av det 21. århundre."
I løpet av sin levetid fikk Kuiper også mange belønninger i sin anerkjennelse for sitt arbeid. I 1947 ble han tildelt Jules Janssen-prisen av French Astronomical Society, som er deres høyeste ære. I 1959 tildelte American Astronomical Society ham Henry Norris Russell Lectureship, som en anerkjennelse for hans mange år med astronomisk forskning. Og i 1971 mottok Kuiper Kepler gullmedalje fra American Association for the Advancement of Science og Franklin Institute.
Når vi går videre i utforskningen av solsystemet, kan vi ikke nekte den store gjelden vi skylder Gerard Kuiper. Det vi vet om Mars og Titan, og deres potensielle brukbarhet, hviler på Kuiper arbeid med infrarød og spektroskopisk astronomi. Uten ham hadde Apollo-oppdragene kanskje ikke skjedd, og vår kunnskap om asteroider og det ytre solsystemet ville blitt sterkt redusert.
Man kan forestille seg at når vi begynner å studere Kuiper Belt mer detaljert, og begynner å katalogisere de mange, mange gjenstandene i, at mange vil bære navn som kaller den avdøde store Kuiper.
Vi har skrevet mange artikler om Gerard Kuiper for Space Magazine. Her er en artikkel om Kuiper Belt, og her er en artikkel om Protoplanet Hypotese.
Hvis du vil ha mer informasjon om Gerard Kuiper, kan du sjekke NASAs artikkel om Gerard Kuiper og Lunar and Planetary Laboratory 's side om ham.
Vi har også spilt inn en hel episode av Astronomy Cast alt om Dvergplaneter. Hør her, avsnitt 194: Dvergplaneter.
