Cinturón de Kuiper

El cinturón de Kuiper ( / ˈ k aɪ p ər /^ⓘ ) ^{[ 2 ]} es undisco circunestelaren elSistema Solar, que se extiende desde laórbitadeNeptunoa 30unidades astronómicas(UA) hasta aproximadamente 50 UA delSol. ^{[ 3 ]} Es similar alcinturón de asteroides, pero es mucho más grande: 20 veces más ancho y 20–200 veces más masivo. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Al igual que el cinturón de asteroides, consiste principalmente encuerpos pequeñoso remanentes de cuandose formó el Sistema Solar. Si bien muchosasteroidesestán compuestos principalmente derocaymetal, la mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper están compuestos en gran parte devolátiles(denominados "hielos"), comometano,amoníacoyagua. El cinturón de Kuiper alberga la mayoría de los objetos que los astrónomos generalmente aceptan comoplanetas enanos:Orcus,Plutón, ^{[ 6 ]} Haumea, ^{[ 7 ]} QuaoaryMakemake. ^{[ 8 ]} Algunas de las lunasdel Sistema Solar, comoTritónyFebedeSaturno, pueden haberse originado en la región. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

El cinturón de Kuiper recibe su nombre en honor al astrónomo neerlandés Gerard Kuiper , quien conjeturó la existencia de una versión del cinturón en 1951. ^{[ 11 ]} Hubo investigadores antes y después de él que propusieron hipótesis similares, como Kenneth Edgeworth en la década de 1930. ^{[ 12 ]} La predicción más directa del cinturón fue realizada por el astrónomo Julio Ángel Fernández , quien publicó un artículo en 1980 sugiriendo la existencia de un cinturón de cometas más allá de Neptuno ^{[ 13 ] [ 14 ]} que podría servir como fuente de cometas de período corto. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

En 1992, se descubrió el planeta menor 15760 Albion , el primer objeto del cinturón de Kuiper (KBO) desde Plutón (en 1930) y Caronte (en 1978). ^{[ 17 ]} Desde su descubrimiento, el número de KBO conocidos ha aumentado a miles, y más deSe cree que existen 100 000  KBO de más de 100 km (62 mi) de diámetro. ^{[ 18 ]} Inicialmente se pensó que el cinturón de Kuiper era el principal depósito de cometas periódicos , aquellos con órbitas que duran menos de 200 años. Estudios realizados desde mediados de la década de 1990 han demostrado que el cinturón es dinámicamente estable y que el verdadero lugar de origen de los cometas es el disco disperso , una zona dinámicamente activa creada por el movimiento hacia afuera de Neptuno hace 4500 millones de años; ^{[ 19 ]} los objetos del disco disperso, como Eris, tienen órbitas extremadamente excéntricas que los llevan hasta 100 UA del Sol. ^{[ a ]}     

El cinturón de Kuiper es distinto de la hipotética nube de Oort , que se cree que está mil veces más distante y es mayormente esférica. Los objetos dentro del cinturón de Kuiper, junto con los miembros del disco disperso y cualquier posible objeto de la nube de Hills o de la nube de Oort, se denominan colectivamente objetos transneptunianos (TNO). ^{[ 22 ]} Plutón es el miembro conocido más grande y masivo del cinturón de Kuiper y el TNO conocido más grande y el segundo más masivo, superado solo por Eris en el disco disperso. ^{[ a ]} ​​Originalmente considerado un planeta, el estatus de Plutón como parte del cinturón de Kuiper hizo que fuera reclasificado como planeta enano en 2006. Es composicionalmente similar a muchos otros objetos del cinturón de Kuiper, y su período orbital es característico de una clase de KBO, conocidos como " plutinos ", que comparten la misma resonancia 2:3 con Neptuno.

El cinturón de Kuiper y Neptuno pueden tratarse como un marcador de la extensión del Sistema Solar, siendo las alternativas la heliopausa y la distancia a la que la influencia gravitacional del Sol es igualada por la de otras estrellas (estimada entre50 000 y125 000  UA ). ^{[ 23 ]}

Tras el descubrimiento de Plutón en 1930, muchos especularon que podría no estar solo. La región ahora conocida como el cinturón de Kuiper fue objeto de diversas hipótesis durante décadas. No fue hasta 1992 que se hallaron las primeras pruebas directas de su existencia. La cantidad y variedad de especulaciones previas sobre la naturaleza del cinturón de Kuiper han generado incertidumbre sobre quién merece el crédito por haberlo propuesto por primera vez. ^{[ 24 ] : 106}

Hipótesis

El primer astrónomo en sugerir la existencia de una población transneptuniana fue Frederick C. Leonard . Poco después del descubrimiento de Plutón por Clyde Tombaugh en 1930, Leonard reflexionó sobre si era probable que en Plutón hubiera salido a la luz el primero de una serie de cuerpos ultraneptunianos, cuyos miembros restantes aún esperan ser descubiertos, pero que están destinados a ser detectados eventualmente. ^{[ 25 ]} Ese mismo año, el astrónomo Armin O. Leuschner sugirió que Plutón podría ser uno de los muchos objetos planetarios de largo período aún por descubrir. ^{[ 26 ]}

En 1943, en el Journal of the British Astronomical Association , Kenneth Edgeworth planteó la hipótesis de que, en la región más allá de Neptuno , el material dentro de la nebulosa solar primordial estaba demasiado espaciado para condensarse en planetas, y por lo tanto se condensó en una miríada de cuerpos más pequeños. De esto concluyó que "la región exterior del sistema solar, más allá de las órbitas de los planetas, está ocupada por un gran número de cuerpos comparativamente pequeños" ^{[ 27 ] : xii} y que, de vez en cuando, uno de ellos "vaga de su propia esfera y aparece como un visitante ocasional al sistema solar interior", ^{[ 27 ] : 2} convirtiéndose en un cometa .

En 1951, en un artículo en Astrophysics: A Topical Symposium , Gerard Kuiper especuló sobre la formación temprana de un disco similar en la evolución del Sistema Solar y concluyó que el disco consistía en "restos de agrupaciones originales que han perdido muchos miembros que se convirtieron en asteroides errantes, de manera similar a como ha ocurrido con los cúmulos galácticos abiertos que se disuelven en estrellas". ^{[ 11 ]} En otro artículo, basado en una conferencia que Kuiper dio en 1950, también llamada Sobre el origen del Sistema Solar , Kuiper escribió sobre la "región más externa de la nebulosa solar, de 38 a 50 unidades astronómicas (es decir, justo fuera de proto-Neptuno)" donde "debieron formarse productos de condensación (hielos de H ₂ O, NH ₃ , CH ₄ , etc.), y los copos debieron acumularse lentamente y formar agregados más grandes, estimados en alcanzar hasta 1  km o más de tamaño". Continuó escribiendo que «estas condensaciones parecen explicar los cometas, en tamaño, número y composición». Según Kuiper, «el planeta Plutón, que barre toda la zona comprendida entre las 30 y las 50 unidades astronómicas, es considerado responsable de haber iniciado la dispersión de los cometas por todo el sistema solar». ^{[ 28 ]} Kuiper partía de la suposición, común en su época, de que Plutón era mucho más masivo de lo que ahora sabemos, y que, por lo tanto, había dispersado estos cuerpos hacia la nube de Oort o fuera del sistema solar; si esto fuera correcto, no existiría hoy el cinturón de Kuiper. ^{[ 29 ]}

La hipótesis adoptó muchas otras formas en las décadas siguientes. En 1962, el físico Alastair GW Cameron postuló la existencia de "una tremenda masa de material pequeño en las afueras del sistema solar". ^{[ 27 ] : 14} En 1964, Fred Whipple , quien popularizó la famosa hipótesis de la " bola de nieve sucia " para la estructura de los cometas, pensó que un "cinturón de cometas" podría ser lo suficientemente masivo como para causar las supuestas discrepancias en la órbita de Urano que habían impulsado la búsqueda del Planeta X , o, al menos, lo suficientemente masivo como para afectar las órbitas de los cometas conocidos. ^{[ 30 ]} La observación descartó esta hipótesis. ^{[ 27 ] : 14}

En 1977, Charles Kowal descubrió 2060 Quirón , un objeto helado con una órbita entre Saturno y Urano. Utilizó un comparador de parpadeo , el mismo dispositivo que le había permitido a Clyde Tombaugh descubrir Plutón casi 50 años antes. ^{[ 31 ]} En 1992, se descubrió otro objeto, 5145 Folo , en una órbita similar. ^{[ 32 ]} Hoy en día, se sabe que existe toda una población de cuerpos similares a cometas, llamados centauros , en la región entre Júpiter y Neptuno. Las órbitas de los centauros son inestables y tienen una vida útil dinámica de unos pocos millones de años. ^{[ 33 ]} Desde el descubrimiento de Quirón en 1977, los astrónomos han especulado que, por lo tanto, los centauros deben ser reabastecidos frecuentemente por algún reservorio externo. ^{[ 27 ] : 38}

Posteriormente, surgieron más pruebas de la existencia del cinturón de Kuiper a partir del estudio de los cometas. Se sabe desde hace tiempo que los cometas tienen una vida útil finita. A medida que se acercan al Sol, su calor provoca que sus superficies volátiles se sublimen en el espacio, dispersándolas gradualmente. Para que los cometas sigan siendo visibles a lo largo de la edad del Sistema Solar, deben reabastecerse con frecuencia. ^{[ 34 ]} Una propuesta para dicha área de reabastecimiento es la nube de Oort , posiblemente un enjambre esférico de cometas que se extiende más allá de las 50 000  UA del Sol, hipótesis planteada por primera vez por el astrónomo holandés Jan Oort en 1950. ^{[ 35 ]} Se cree que la nube de Oort es el punto de origen de los cometas de largo período , que son aquellos, como el Hale-Bopp , con órbitas que duran miles de años. ^{[ 24 ] : 105}

Hay otra población de cometas, conocida como cometas de período corto o periódicos , que consiste en aquellos cometas que, como el cometa Halley , tienen períodos orbitales de menos de 200 años. Para la década de 1970, la tasa de descubrimiento de cometas de período corto se estaba volviendo cada vez más inconsistente con su surgimiento únicamente de la nube de Oort. ^{[ 27 ] : 39} Para que un objeto de la nube de Oort se convierta en un cometa de período corto, primero tendría que ser capturado por los planetas gigantes. En un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en 1980, el astrónomo uruguayo Julio Fernández afirmó que por cada cometa de período corto que se enviara al Sistema Solar interior desde la nube de Oort, 600 tendrían que ser eyectados al espacio interestelar . Especuló que se requeriría un cinturón de cometas entre 35 y 50 UA para explicar el número observado de cometas. ^{[ 37 ]} Siguiendo el trabajo de Fernández, en 1988 el equipo canadiense de Martin Duncan, Tom Quinn y Scott Tremaine realizó varias simulaciones por computadora para determinar si todos los cometas observados podrían haber llegado desde la nube de Oort. Descubrieron que la nube de Oort no podía explicar todos los cometas de período corto, particularmente porque estos se agrupan cerca del plano del Sistema Solar, mientras que los cometas de la nube de Oort tienden a llegar desde cualquier punto del cielo. Al agregar un "cinturón", como lo describió Fernández, a las formulaciones, las simulaciones coincidieron con las observaciones. ^{[ 38 ]} Según se informa, debido a que las palabras "Kuiper" y "cinturón de cometas" aparecieron en el párrafo inicial del artículo de Fernández, Tremaine nombró a esta región hipotética "cinturón de Kuiper". ^{[ 27 ] : 191}  

Descubrimiento

En 1987, el astrónomo David C. Jewitt , entonces en el MIT , se sintió cada vez más desconcertado por "el aparente vacío del Sistema Solar exterior". ^{[ 17 ]} Animó a la entonces estudiante de posgrado Jane Luu a que lo ayudara en su esfuerzo por localizar otro objeto más allá de la órbita de Plutón , porque, como le dijo, "Si no lo hacemos nosotros, nadie lo hará". ^{[ 27 ] : 50} Utilizando telescopios en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona y el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo en Chile, Jewitt y Luu llevaron a cabo su búsqueda de manera muy similar a como lo habían hecho Clyde Tombaugh y Charles Kowal, con un comparador de parpadeo . ^{[ 27 ] : 50} Inicialmente, el examen de cada par de placas tomaba aproximadamente ocho horas, ^{[ 27 ] : 51} pero el proceso se aceleró con la llegada de los dispositivos electrónicos de carga acoplada o CCD, que, aunque su campo de visión era más estrecho, no solo eran más eficientes en la recolección de luz (retenían el 90% de la luz que los alcanzaba, en lugar del 10% logrado por las fotografías) sino que permitían que el proceso de parpadeo se realizara virtualmente, en una pantalla de computadora. Hoy en día, los CCD forman la base de la mayoría de los detectores astronómicos. ^{[ 27 ] : 52, 54, 56} En 1988, Jewitt se trasladó al Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái  . Luu se unió más tarde a él para trabajar en el telescopio de 2,24 m de la Universidad de Hawái en Mauna Kea . ^{[ 27 ] : 57, 62} Finalmente, el campo de visión de los CCD aumentó a 1024 por 1024 píxeles, lo que permitió realizar búsquedas mucho más rápidamente. ^{[ 27 ] : 65} Finalmente, después de cinco años de búsqueda, Jewitt y Luu anunciaron el 30 de agosto de 1992 el "Descubrimiento del objeto candidato del cinturón de Kuiper 1992 QB ₁ ". ^{[ 17 ]} Este objeto sería posteriormente denominado 15760 Albion. Seis meses después, descubrieron un segundo objeto en la región, (181708) 1993 FW . ^{[ 39 ]}  Para 2018, se habían descubierto más de 2000 objetos del cinturón de Kuiper. ^{[ 40 ]}

Se encontraron más de mil cuerpos en un cinturón en veinte años (1992-2012), después del descubrimiento de 1992 QB ₁ (nombrado en 2018, 15760 Albion), mostrando un vasto cinturón de cuerpos además de Plutón y Albion. ^{[ 41 ]} Incluso en la década de 2010, la extensión y naturaleza completas de los cuerpos del cinturón de Kuiper eran en gran medida desconocidas. ^{[ 41 ]} Finalmente, la nave espacial no tripulada New Horizons realizó los primeros sobrevuelos de KBO, proporcionando observaciones mucho más cercanas del sistema plutoniano (2015) y luego de Arrokoth (2019). ^{[ 42 ]}

Los estudios realizados desde que se cartografió por primera vez la región transneptuniana han demostrado que la región ahora llamada cinturón de Kuiper no es el punto de origen de los cometas de período corto, sino que estos derivan de una población vinculada llamada disco disperso . El disco disperso se creó cuando Neptuno migró hacia afuera en el protocinturón de Kuiper, que en ese momento estaba mucho más cerca del Sol, y dejó a su paso una población de objetos dinámicamente estables que nunca podrían verse afectados por su órbita (el cinturón de Kuiper propiamente dicho), y una población cuyos perihelios están lo suficientemente cerca como para que Neptuno aún pueda perturbarlos al viajar alrededor del Sol (el disco disperso). Debido a que el disco disperso es dinámicamente activo y el cinturón de Kuiper relativamente estable, el disco disperso se considera ahora el punto de origen más probable para los cometas periódicos. ^{[ 19 ]}

En su máxima extensión, incluyendo sus regiones periféricas (pero excluyendo el disco disperso), el cinturón de Kuiper se extiende aproximadamente entre 30 y 55  UA. Generalmente se acepta que el cuerpo principal del cinturón se extiende desde la resonancia de movimiento medio 2:3 ( véase más abajo ) a 39,5  UA hasta la resonancia 1:2 a aproximadamente 48  UA. ^{[ 45 ]} El cinturón de Kuiper es bastante grueso, con la concentración principal extendiéndose hasta diez grados fuera del plano de la eclíptica y una distribución más difusa de objetos que se extiende varias veces más lejos. En general, se asemeja más a un toroide o una rosquilla que a un cinturón. ^{[ 46 ]} Su posición media está inclinada con respecto a la eclíptica en 1,86 grados. ^{[ 47 ]}

La presencia de Neptuno tiene un profundo efecto en la estructura del cinturón de Kuiper debido a las resonancias orbitales . En una escala de tiempo comparable a la edad del Sistema Solar, la gravedad de Neptuno desestabiliza las órbitas de cualquier objeto que se encuentre en ciertas regiones, enviándolos hacia el Sistema Solar interior o hacia el disco disperso o el espacio interestelar. Esto provoca que el cinturón de Kuiper presente marcadas discontinuidades en su configuración actual, similares a las discontinuidades de Kirkwood en el cinturón de asteroides . En la región comprendida entre 40 y 42  UA, por ejemplo, ningún objeto puede mantener una órbita estable durante ese tiempo, y cualquier objeto observado en esa región debe haber migrado allí relativamente hace poco. ^{[ 48 ]}

Resonancias

Cuando el período orbital de un objeto es una proporción exacta del de Neptuno (una situación llamada resonancia de movimiento medio ), entonces puede quedar sincronizado con Neptuno y evitar ser perturbado si sus alineaciones relativas son apropiadas. Si, por ejemplo, un objeto orbita el Sol dos veces por cada tres órbitas de Neptuno, y si alcanza el perihelio con Neptuno a un cuarto de órbita de distancia, entonces cada vez que regrese al perihelio, Neptuno siempre estará aproximadamente en la misma posición relativa que al principio, porque habrá completado 1 + 1/2 órbitas en el mismo tiempo. Esto se conoce como la resonancia 2:3 (o 3:2 ) , y corresponde a un semieje mayor característico de aproximadamente 39,4  UA. Esta resonancia 2:3 está poblada por unos 200  objetos conocidos, ^{[ 62 ]} incluyendo Plutón junto con sus lunas . En reconocimiento a esto, los miembros de esta familia se conocen como plutinos . Muchos plutinos, incluido Plutón, tienen órbitas que cruzan la de Neptuno, aunque su resonancia significa que nunca pueden colisionar. Los plutinos tienen altas excentricidades orbitales, lo que sugiere que no son nativos de sus posiciones actuales sino que fueron arrojados al azar a sus órbitas por la migración de Neptuno. ^{[ 63 ]} Las directrices de la IAU dictan que todos los plutinos deben, como Plutón, ser nombrados en honor a deidades del inframundo. ^{[ 53 ]} La resonancia 1:2 (cuyos objetos completan media órbita por cada una de las de Neptuno) corresponde a semiejes mayores de ~47,7  UA y está escasamente poblada. ^{[ 64 ]} A sus residentes a veces se les denomina twotinos . También existen otras resonancias en 3:4, 3:5, 4:7 y 2:5. ^{[ 27 ] : 104} Neptuno tiene varios objetos troyanos , que ocupan sus puntos de Lagrange , regiones gravitacionalmente estables que lo preceden y lo siguen en su órbita. Los troyanos de Neptuno están en resonancia de movimiento medio 1:1 con Neptuno y a menudo tienen órbitas muy estables.

Además, existe una relativa ausencia de objetos con semiejes mayores inferiores a 39  UA que aparentemente no puede explicarse por las resonancias actuales. La hipótesis actualmente aceptada para la causa de esto es que, a medida que Neptuno migraba hacia afuera, las resonancias orbitales inestables se desplazaban gradualmente a través de esta región, y por lo tanto, cualquier objeto dentro de ella era arrastrado o expulsado gravitacionalmente. ^{[ 27 ] : 107}

acantilado de Kuiper

La resonancia 1:2 a 47,8  UA parece ser un límite más allá del cual se conocen pocos objetos. No está claro si se trata realmente del borde exterior del cinturón clásico o simplemente del comienzo de una amplia brecha. Se han detectado objetos en la  resonancia 2:5 a aproximadamente 55  UA, muy fuera del cinturón clásico; las predicciones de un gran número de cuerpos en órbitas clásicas entre estas resonancias no se han verificado mediante observación. ^{[ 63 ]}

Basándose en estimaciones de la masa primordial necesaria para formar Urano y Neptuno, así como cuerpos tan grandes como Plutón (véase §  Distribución de masa y tamaño ) , los modelos anteriores del cinturón de Kuiper habían sugerido que el número de objetos grandes aumentaría en un factor de dos más allá de las 50  UA, ^{[ 65 ]} por lo que esta repentina y drástica caída, conocida como el acantilado de Kuiper , fue inesperada, y hasta la fecha se desconoce su causa. Bernstein, Trilling, et al. (2003) encontraron evidencia de que la rápida disminución de objetos de 100  km o más de radio más allá de las 50  UA es real, y no se debe a un sesgo de observación . Las posibles explicaciones incluyen que el material a esa distancia era demasiado escaso o demasiado disperso para acumularse en objetos grandes, o que procesos posteriores eliminaron o destruyeron aquellos que lo hicieron. ^{[ 66 ]} Patryk Lykawka de la Universidad de Kobe afirmó que la atracción gravitatoria de un gran objeto planetario invisible , tal vez del tamaño de la Tierra o Marte , podría ser responsable. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Un análisis de los datos de TNO disponibles antes de septiembre de 2023 muestra que la distribución de objetos en el borde exterior del cinturón de Kuiper clásico se asemeja a la del cinturón principal de asteroides exterior con un hueco a unas 72  UA, lejos de cualquier resonancia de movimiento medio con Neptuno; el cinturón principal de asteroides exterior presenta un hueco inducido por la resonancia de movimiento medio 5:6 con Júpiter a 5,875  UA. ^{[ 69 ]}

Los orígenes precisos del cinturón de Kuiper y su compleja estructura aún no están claros, y los astrónomos esperan la finalización de varios telescopios de exploración de campo amplio, como Pan-STARRS y el futuro LSST , que deberían revelar muchos KBO actualmente desconocidos. ^{[ 4 ]} Estas exploraciones proporcionarán datos que ayudarán a determinar respuestas a estas preguntas. Pan-STARRS 1 finalizó su misión científica principal en 2014, y los datos completos de las exploraciones de Pan-STARRS 1 se publicaron en 2019, lo que ayudó a revelar muchos más KBO. ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}

Se cree que el cinturón de Kuiper está compuesto de planetesimales , fragmentos del disco protoplanetario original alrededor del Sol que no lograron coalescer completamente en planetas y, en cambio, formaron cuerpos más pequeños, el mayor de los cuales tiene menos de 3000 kilómetros (1900 millas) de diámetro. Los estudios del recuento de cráteres en Plutón y Caronte revelaron una escasez de cráteres pequeños, lo que sugiere que dichos objetos se formaron directamente como objetos de tamaño considerable en el rango de decenas de kilómetros de diámetro, en lugar de ser acrecionados a partir de cuerpos mucho más pequeños, de aproximadamente un kilómetro de escala. ^{[ 73 ]} Los mecanismos hipotéticos para la formación de estos cuerpos más grandes incluyen el colapso gravitacional de nubes de guijarros concentrados entre remolinos en un disco protoplanetario turbulento ^{[ 60 ] [ 74 ]} o en inestabilidades de flujo . ^{[ 75 ]} Estas nubes en colapso pueden fragmentarse, formando sistemas binarios. ^{[ 76 ]} 

Las simulaciones informáticas modernas muestran que el cinturón de Kuiper estuvo fuertemente influenciado por Júpiter y Neptuno , y también sugieren que ni Urano ni Neptuno podrían haberse formado en sus posiciones actuales, porque existía muy poca materia primordial en ese rango para producir objetos de tan alta masa. En cambio, se estima que estos planetas se formaron más cerca de Júpiter. La dispersión de planetesimales al principio de la historia del Sistema Solar habría llevado a la migración de las órbitas de los planetas gigantes: Saturno , Urano y Neptuno se desplazaron hacia afuera, mientras que Júpiter se desplazó hacia adentro. Finalmente, las órbitas se desplazaron hasta el punto en que Júpiter y Saturno alcanzaron una resonancia exacta de 1:2; Júpiter orbitaba el Sol dos veces por cada órbita de Saturno. Las repercusiones gravitacionales de dicha resonancia desestabilizaron finalmente las órbitas de Urano y Neptuno, provocando que se dispersaran hacia afuera en órbitas de alta excentricidad que cruzaban el disco de planetesimales primordiales. ^{[ 61 ] [ 77 ] [ 78 ]}

Mientras la órbita de Neptuno era altamente excéntrica, sus resonancias de movimiento medio se superponían y las órbitas de los planetesimales evolucionaban caóticamente, permitiendo que estos se desplazaran hacia afuera hasta la resonancia 1:2 de Neptuno para formar un cinturón dinámicamente frío de objetos de baja inclinación. Posteriormente, tras la disminución de su excentricidad, la órbita de Neptuno se expandió hacia afuera, hacia su posición actual. Muchos planetesimales fueron capturados y permanecen en resonancias durante esta migración; otros evolucionaron hacia órbitas de mayor inclinación y menor excentricidad, y escaparon de las resonancias hacia órbitas estables. ^{[ 79 ]} Muchos más planetesimales fueron dispersados ​​hacia adentro, y pequeñas fracciones fueron capturadas como troyanos de Júpiter, como satélites irregulares que orbitan los planetas gigantes y como asteroides del cinturón exterior. El resto fue dispersado nuevamente hacia afuera por Júpiter y, en la mayoría de los casos, expulsado del Sistema Solar, reduciendo la población primordial del cinturón de Kuiper en un 99 % o más. ^{[ 61 ]}

La versión original del modelo más popular actualmente, el " modelo Nice ", reproduce muchas características del cinturón de Kuiper, como las poblaciones "frías" y "calientes", los objetos resonantes y un disco disperso, pero aún no logra explicar algunas de las características de sus distribuciones. El modelo predice una excentricidad promedio mayor en las órbitas clásicas de los objetos del cinturón de Kuiper que la observada (0,10–0,13 frente a 0,07) y su distribución de inclinación predicha contiene muy pocos objetos de alta inclinación. ^{[ 61 ]} Además, la frecuencia de objetos binarios en el cinturón frío, muchos de los cuales están muy separados y débilmente ligados, también plantea un problema para el modelo. Se predice que estos se separaron durante encuentros con Neptuno, ^{[ 80 ]} lo que lleva a algunos a proponer que el disco frío se formó en su ubicación actual, representando la única población verdaderamente local de cuerpos pequeños en el sistema solar. ^{[ 81 ]}

Una modificación reciente del modelo de Niza plantea que el Sistema Solar comienza con cinco planetas gigantes, incluyendo un gigante de hielo adicional , en una cadena de resonancias de movimiento medio. Aproximadamente 400  millones de años después de la formación del Sistema Solar, la cadena de resonancias se rompe. En lugar de dispersarse en el disco, los gigantes de hielo migran primero hacia afuera varias UA. ^{[ 82 ]} Esta migración divergente finalmente conduce a un cruce de resonancia, desestabilizando las órbitas de los planetas. El gigante de hielo adicional se encuentra con Saturno y se dispersa hacia adentro en una órbita que cruza la de Júpiter y, después de una serie de encuentros, es expulsado del Sistema Solar. Los planetas restantes continúan entonces su migración hasta que el disco de planetesimales está casi agotado, quedando pequeñas fracciones en diversas ubicaciones. ^{[ 82 ]}

Como en el modelo original de Nice, los objetos son capturados en resonancias con Neptuno durante su migración hacia afuera. Algunos permanecen en las resonancias, otros evolucionan hacia órbitas de mayor inclinación y menor excentricidad, y son liberados a órbitas estables formando el cinturón clásico dinámicamente caliente. La distribución de inclinación del cinturón caliente puede reproducirse si Neptuno migrara de 24  UA a 30  UA en una  escala de tiempo de 30 Myr. ^{[ 83 ]} Cuando Neptuno migra a 28  UA, tiene un encuentro gravitacional con el gigante de hielo adicional. Los objetos capturados del cinturón frío en la resonancia de movimiento medio 1:2 con Neptuno quedan atrás como una concentración local a 44  UA cuando este encuentro hace que el semieje mayor de Neptuno salte hacia afuera. ^{[ 84 ]} Los objetos depositados en el cinturón frío incluyen algunos sistemas binarios "azules" débilmente ligados originados en más cerca que la ubicación actual del cinturón frío. ^{[ 85 ]} Si la excentricidad de Neptuno permanece pequeña durante este encuentro, se evita la evolución caótica de las órbitas del modelo original de Niza y se conserva un cinturón frío primordial. ^{[ 86 ]} En las fases posteriores de la migración de Neptuno, un barrido lento de resonancias de movimiento medio elimina los objetos de mayor excentricidad del cinturón frío, truncando su distribución de excentricidad. ^{[ 87 ]}

Debido a su lejanía del Sol y de los planetas principales, se cree que los objetos del cinturón de Kuiper no se ven afectados por los procesos que han moldeado y alterado otros objetos del Sistema Solar; por lo tanto, determinar su composición proporcionaría información sustancial sobre la composición del Sistema Solar primitivo. ^{[ 88 ]} Debido a su pequeño tamaño y su extrema distancia de la Tierra, la composición química de los KBO es muy difícil de determinar. El método principal que utilizan los astrónomos para determinar la composición de un objeto celeste es la espectroscopia . Cuando la luz de un objeto se descompone en sus colores componentes, se forma una imagen similar a un arcoíris. Esta imagen se llama espectro . Diferentes sustancias absorben la luz en diferentes longitudes de onda, y cuando se descifra el espectro de un objeto específico, aparecen líneas oscuras (llamadas líneas de absorción ) donde las sustancias que lo componen han absorbido esa longitud de onda particular de luz. Cada elemento o compuesto tiene su propia firma espectroscópica única, y al leer la "huella dactilar" espectral completa de un objeto, los astrónomos pueden determinar su composición.

El análisis indica que los objetos del cinturón de Kuiper están compuestos de una mezcla de roca y diversos hielos, como agua, metano y amoníaco . La temperatura del cinturón es de tan solo unos 50 K , ^{[ 89 ]} por lo que muchos compuestos que serían gaseosos más cerca del Sol permanecen sólidos. Las densidades y las fracciones roca-hielo se conocen solo para un pequeño número de objetos cuyos diámetros y masas se han determinado. El diámetro se puede determinar mediante imágenes con un telescopio de alta resolución como el Telescopio Espacial Hubble , mediante el tiempo de una ocultación cuando un objeto pasa frente a una estrella o, más comúnmente, utilizando el albedo de un objeto calculado a partir de sus emisiones infrarrojas. Las masas se determinan utilizando los semiejes mayores y los períodos de los satélites, que por lo tanto solo se conocen para unos pocos objetos binarios. Las densidades varían de menos de 0,4 a 2,6 g/cm³ ^. Se cree que los objetos menos densos están compuestos principalmente de hielo y tienen una porosidad significativa. Es probable que los objetos más densos estén compuestos de roca con una fina capa de hielo. Existe una tendencia a bajas densidades para los objetos pequeños y altas densidades para los objetos más grandes. Una posible explicación para esta tendencia es que el hielo se perdió de las capas superficiales cuando los objetos diferenciados colisionaron para formar los objetos más grandes. ^{[ 88 ]}

Inicialmente, el análisis detallado de los KBO era imposible, por lo que los astrónomos solo pudieron determinar los hechos más básicos sobre su composición, principalmente su color. ^{[ 91 ]} Estos primeros datos mostraron una amplia gama de colores entre los KBO, que iban desde el gris neutro hasta el rojo intenso. ^{[ 92 ]} Esto sugería que sus superficies estaban compuestas de una amplia gama de compuestos, desde hielos sucios hasta hidrocarburos . ^{[ 92 ]} Esta diversidad fue sorprendente, ya que los astrónomos habían esperado que los KBO fueran uniformemente oscuros, habiendo perdido la mayor parte de los hielos volátiles de sus superficies debido a los efectos de los rayos cósmicos . ^{[ 27 ] : 118} Se sugirieron varias soluciones para esta discrepancia, incluyendo el re-superficie por impactos o desgasificación . ^{[ 91 ]} El análisis espectral de Jewitt y Luu de los objetos conocidos del cinturón de Kuiper en 2001 encontró que la variación en el color era demasiado extrema para ser explicada fácilmente por impactos aleatorios. ^{[ 93 ]} Se cree que la radiación del Sol alteró químicamente el metano en la superficie de los KBO, produciendo productos como las tolinas . Se ha demostrado que el makemake posee varios hidrocarburos derivados del procesamiento del metano por radiación, incluidos el etano , el etileno y el acetileno . ^{[ 88 ]}

Aunque hasta la fecha la mayoría de los KBO siguen apareciendo espectralmente sin rasgos distintivos debido a su debilidad, se han logrado varios éxitos en la determinación de su composición. ^{[ 89 ]} En 1996, Robert H. Brown et al. adquirieron datos espectroscópicos del KBO 1993 SC , que revelaron que la composición de su superficie es marcadamente similar a la de Plutón , así como a la de Tritón , la luna de Neptuno , con grandes cantidades de hielo de metano. ^{[ 94 ]} Para los objetos más pequeños, solo se han determinado los colores y, en algunos casos, los albedos. Estos objetos se dividen principalmente en dos clases: grises con albedos bajos o muy rojos con albedos más altos. Se hipotetiza que la diferencia en colores y albedos se debe a la retención o pérdida de sulfuro de hidrógeno (H₂S ₎ en la superficie de estos objetos, y que las superficies de aquellos que se formaron lo suficientemente lejos del Sol como para retener H₂S _se enrojecen debido a la irradiación. ^{[ 95 ]}

Los KBO más grandes, como Plutón y Quaoar , tienen superficies ricas en compuestos volátiles como metano, nitrógeno y monóxido de carbono ; la presencia de estas moléculas probablemente se deba a su presión de vapor moderada en el  rango de temperatura de 30–50 K del cinturón de Kuiper. Esto les permite ocasionalmente hervir de sus superficies y luego volver a caer como nieve, mientras que los compuestos con puntos de ebullición más altos permanecerían sólidos. Las abundancias relativas de estos tres compuestos en los KBO más grandes están directamente relacionadas con su gravedad superficial y temperatura ambiente, que determina cuáles pueden retener. ^{[ 88 ]} Se ha detectado hielo de agua en varios KBO, incluidos miembros de la familia Haumea como 1996 TO ₆₆ , ^{[ 96 ]} objetos de tamaño mediano como 38628 Huya y 20000 Varuna , ^{[ 97 ]} y también en algunos objetos pequeños. ^{[ 88 ]} La presencia de hielo cristalino en objetos grandes y medianos, incluido 50000 Quaoar , donde también se ha detectado hidrato de amoníaco , ^{[ 89 ]} puede indicar actividad tectónica pasada favorecida por la disminución del punto de fusión debido a la presencia de amoníaco. ^{[ 88 ]}

A pesar de su vasta extensión, la masa colectiva del cinturón de Kuiper es relativamente baja. Se estima que la masa total de la población dinámicamente caliente es el 1% de la masa de la Tierra . Se estima que la población dinámicamente fría es mucho menor, con solo el 0,03% de la masa de la Tierra. ^{[ 57 ] [ 98 ]} Mientras que se cree que la población dinámicamente caliente es el remanente de una población mucho mayor que se formó más cerca del Sol y se dispersó hacia afuera durante la migración de los planetas gigantes, en contraste, se cree que la población dinámicamente fría se formó en su ubicación actual. La estimación más reciente (2018) sitúa la masa total del cinturón de Kuiper en(1,97 ± 0,30) × 10 ⁻² masas terrestres según la influencia que ejerce sobre el movimiento de los planetas. ^{[ 99 ]}

La pequeña masa total de la población dinámicamente fría presenta algunos problemas para los modelos de formación del Sistema Solar porque se requiere una masa considerable para la acreción de KBO mayores de 100 km (62 mi) de diámetro. ^{[ 4 ]} Si el cinturón de Kuiper clásico frío siempre hubiera tenido su baja densidad actual, estos grandes objetos simplemente no podrían haberse formado por la colisión y fusión de planetesimales más pequeños. ^{[ 4 ]} Además, la excentricidad y la inclinación de las órbitas actuales hacen que los encuentros sean bastante "violentos", lo que resulta en destrucción en lugar de acreción. Se cree que la eliminación de una gran fracción de la masa de la población dinámicamente fría es improbable. La influencia actual de Neptuno es demasiado débil para explicar un "vacío" tan masivo, y la extensión de la pérdida de masa por molienda colisional está limitada por la presencia de binarias débilmente ligadas en el disco frío, que probablemente se desintegren en colisiones. ^{[ 100 ]} En lugar de formarse a partir de las colisiones de planetesimales más pequeños, el objeto más grande puede haberse formado directamente a partir del colapso de nubes de guijarros. ^{[ 101 ]}  

Las distribuciones de tamaño de los objetos del cinturón de Kuiper siguen una serie de leyes de potencia . Una ley de potencia describe la relación entre N ( D ) (el número de objetos con diámetro mayor que D ) y D , y se denomina pendiente de brillo. El número de objetos es inversamente proporcional a alguna potencia del diámetro D :

${\displaystyle {\frac {dN}{dD}}\propto D^{-q},}$lo que produce (suponiendo que q no es 1):${\displaystyle N\propto D^{1-q}+{\text{una constante}}.}$

(La constante puede ser distinta de cero solo si la ley de potencias no se aplica a valores altos de D. )

Las primeras estimaciones basadas en mediciones de la distribución de magnitud aparente encontraron un valor de q = 4 ± 0,5, ^{[ 66 ]} lo que implicaba que hay 8 (=2 ³ ) veces más objetos en el  rango de 100–200 km que en el  rango de 200–400 km.

Investigaciones recientes han revelado que las distribuciones de tamaño de los objetos clásicos calientes y fríos tienen pendientes diferentes. La pendiente para los objetos calientes es q = 5,3 en diámetros grandes y q = 2,0 en diámetros pequeños, con un cambio de pendiente a 110  km. La pendiente para los objetos fríos es q = 8,2 en diámetros grandes y q = 2,9 en diámetros pequeños, con un cambio de pendiente a 140  km. ^{[ 57 ]} Las distribuciones de tamaño de los objetos de dispersión , los plutinos y los troyanos de Neptuno tienen pendientes similares a las de las otras poblaciones dinámicamente calientes, pero pueden tener un punto bajo, una disminución abrupta en el número de objetos por debajo de un tamaño específico. Se hipotetiza que este punto bajo se debe a la evolución colisional de la población, o a que la población se formó sin objetos por debajo de este tamaño, siendo los objetos más pequeños fragmentos de los objetos originales. ^{[ 102 ] [ 103 ]}

Los objetos más pequeños conocidos del cinturón de Kuiper con radios inferiores a 1  km solo se han detectado mediante ocultaciones estelares , ya que son demasiado tenues ( magnitud 35) para ser vistos directamente por telescopios como el Telescopio Espacial Hubble . ^{[ 104 ]} Los primeros informes de estas ocultaciones fueron de Schlichting et al. en diciembre de 2009, quienes anunciaron el descubrimiento de un pequeño objeto del cinturón de Kuiper con radio inferior a un kilómetro en fotometría de archivo del Hubble de marzo de 2007. Con un radio estimado de520 ± 60  m o un diámetro de1040 ± 120  m , el objeto fue detectado por el sistema de seguimiento de estrellas del Hubble cuando ocultó brevemente una estrella durante 0,3 segundos. ^{[ 105 ]} En un estudio posterior publicado en diciembre de 2012, Schlichting et al. realizaron un análisis más exhaustivo de la fotometría de archivo del Hubble e informaron de otro evento de ocultación por un objeto del cinturón de Kuiper de tamaño subkilométrico, estimado en530 ± 70  m de radio o1060 ± 140  m de diámetro. A partir de los eventos de ocultación detectados en 2009 y 2012, Schlichting et al. determinaron que la pendiente de la distribución del tamaño de los objetos del cinturón de Kuiper era q = 3,6 ± 0,2 o q = 3,8 ± 0,2, con las suposiciones de una ley de potencia única y una distribución uniforme de la latitud eclíptica . Su resultado implica un fuerte déficit de objetos del cinturón de Kuiper de tamaño inferior a un kilómetro en comparación con las extrapolaciones de la población de objetos más grandes del cinturón de Kuiper con diámetros superiores a 90  km. ^{[ 106 ]}

Las observaciones realizadas por el contador de polvo estudiantil Venetia Burney de New Horizons de la NASA mostraron "flujos de polvo superiores a los predichos por los modelos" hasta 55  UA, no explicados por ningún modelo existente. ^{[ 107 ]}

El disco disperso es una región escasamente poblada que se superpone con el cinturón de Kuiper, pero se extiende más allá de las 100  UA. Los objetos del disco disperso (ODS) tienen órbitas muy elípticas, a menudo también muy inclinadas con respecto a la eclíptica. La mayoría de los modelos de formación del Sistema Solar muestran que tanto los KBO como los ODS se forman primero en un cinturón primordial, y que las interacciones gravitacionales posteriores, en particular con Neptuno, envían los objetos hacia afuera, algunos a órbitas estables (los KBO) y otros a órbitas inestables, el disco disperso. ^{[ 19 ]} Debido a su naturaleza inestable, se sospecha que el disco disperso es el punto de origen de muchos de los cometas de período corto del Sistema Solar. Sus órbitas dinámicas ocasionalmente los fuerzan a entrar en el Sistema Solar interior, convirtiéndose primero en centauros y luego en cometas de período corto. ^{[ 19 ]}

Según el Centro de Planetas Menores , que cataloga oficialmente todos los objetos transneptunianos, un KBO es cualquier objeto que orbita exclusivamente dentro de la región definida del cinturón de Kuiper, independientemente de su origen o composición. Los objetos que se encuentran fuera del cinturón se clasifican como objetos dispersos. ^{[ 108 ]} En algunos círculos científicos, el término "objeto del cinturón de Kuiper" se ha convertido en sinónimo de cualquier planeta menor helado nativo del Sistema Solar exterior que se supone que ha sido parte de esa clase inicial, incluso si su órbita durante la mayor parte de la historia del Sistema Solar ha estado más allá del cinturón de Kuiper (por ejemplo, en la región del disco disperso). A menudo describen los objetos del disco disperso como "objetos dispersos del cinturón de Kuiper". ^{[ 109 ]} Eris , que se sabe que es más masivo que Plutón, a menudo se denomina KBO, pero técnicamente es un SDO. ^{[ 108 ]} Todavía no se ha llegado a un consenso entre los astrónomos sobre la definición precisa del cinturón de Kuiper, y este problema sigue sin resolverse.

Los centauros, que normalmente no se consideran parte del cinturón de Kuiper, también se consideran objetos dispersos, con la única diferencia de que se dispersaron hacia adentro, en lugar de hacia afuera. El Centro de Planetas Menores agrupa a los centauros y a los SDO como objetos dispersos. ^{[ 108 ]}

Tritón

Durante su período de migración, se cree que Neptuno capturó a Tritón , un gran objeto del cinturón de Kuiper (KBO, por sus siglas en inglés) , la única luna grande del Sistema Solar con una órbita retrógrada (es decir, orbita en sentido opuesto a la rotación de Neptuno). Esto sugiere que, a diferencia de las grandes lunas de Júpiter , Saturno y Urano , que se cree que se formaron a partir de discos giratorios de material alrededor de sus jóvenes planetas progenitores, Tritón era un cuerpo completamente formado que fue capturado del espacio circundante. La captura gravitacional de un objeto no es sencilla: requiere algún mecanismo que lo frene lo suficiente como para que sea atrapado por la gravedad del objeto más grande. Una posible explicación es que Tritón formaba parte de un sistema binario cuando se encontró con Neptuno. (Muchos KBO son miembros de sistemas binarios. Véase más abajo ). La expulsión del otro miembro del sistema binario por parte de Neptuno podría explicar entonces la captura de Tritón. ^{[ 110 ]} Tritón es solo un 14 % más grande que Plutón, y el análisis espectral de ambos mundos muestra que sus superficies están compuestas en gran parte de materiales similares, como metano y monóxido de carbono . Todo esto apunta a la conclusión de que Tritón fue en algún momento un KBO que fue capturado por Neptuno durante su migración hacia el exterior . ^{[ 111 ]}

Desde el año 2000, se han descubierto varios objetos del cinturón de Kuiper (KBO) con diámetros de entre 500 y 1500 km (932 millas) , más de la mitad del de Plutón (diámetro de 2370 km). Quaoar , un KBO clásico descubierto en 2002, tiene más de 1500 km (932 millas) de diámetro.   1200  km de diámetro. Makemake y Haumea , ambos anunciados el 29 de julio de 2005, son aún más grandes. Otros objetos, como 28978 Ixion (descubierto en 2001) y 20000 Varuna (descubierto en 2000), miden aproximadamente entre 600 y 700 km (373 y 435 millas) de diámetro. ^{[ 4 ]}  

El 19 de enero de 2006 se lanzó la primera nave espacial para explorar el cinturón de Kuiper, New Horizons , que sobrevoló Plutón el 14 de julio de 2015. Más allá del sobrevuelo de Plutón, el objetivo de la misión era localizar e investigar otros objetos más lejanos en el cinturón de Kuiper. ^{[ 121 ]}

El 15 de octubre de 2014, se reveló que el Hubble había descubierto tres objetivos potenciales, designados provisionalmente como PT1 ("objetivo potencial 1"), PT2 y PT3 por el equipo de New Horizons . ^{[ 122 ] [ 123 ]} Se estimó que los diámetros de los objetos estaban en el  rango de 30 a 55 km; demasiado pequeños para ser vistos por telescopios terrestres, a distancias del Sol de 43 a 44  UA, lo que situaría los encuentros en el período 2018-2019. ^{[ 124 ]} Las probabilidades estimadas iniciales de que estos objetos fueran alcanzables dentro del presupuesto de combustible de New Horizons eran del 100%, 7% y 97%, respectivamente. ^{[ 124 ]} Todos eran miembros del cinturón de Kuiper clásico "frío" (baja inclinación , baja excentricidad ) y, por lo tanto, muy diferentes de Plutón. PT1 (designado temporalmente como "1110113Y" en el sitio web del HST ^{[ 125 ]} ), el objeto mejor situado, tenía una magnitud de 26,8, un diámetro de 30 a 45 km y fue detectado en enero de 2019. ^{[ 126 ]} Una vez que se proporcionó suficiente información orbital, el Centro de Planetas Menores asignó designaciones oficiales a los tres KBO objetivo: 2014 MU ₆₉ (PT1, ahora Arrokoth), 2014 OS 393 (PT2) y 2014 PN 70 (PT3). Para el otoño de 2014, un posible cuarto objetivo, 2014 MT 69 , había sido descartado mediante observaciones de seguimiento. PT2 quedó fuera de la contienda antes del sobrevuelo de Plutón. ^{[ 127 ] [ 128 ]} 

El 26 de agosto de 2015, se seleccionó el primer objetivo, 2014 MU ₆₉ (apodado "Ultima Thule" y posteriormente denominado 486958 Arrokoth ). El ajuste de la trayectoria tuvo lugar a finales de octubre y principios de noviembre de 2015, lo que permitió un sobrevuelo en enero de 2019. ^{[ 129 ]} El 1 de julio de 2016, la NASA aprobó financiación adicional para que New Horizons visitara el objeto. ^{[ 130 ]}

El 2 de diciembre de 2015, New Horizons detectó lo que entonces se llamaba 1994 JR ₁ (más tarde denominado 15810 Arawn ) a 270 millones de kilómetros (170 × 10 ^ ⁶ mi) de distancia. ^{[ 131 ]}  

El 1 de enero de 2019, la sonda New Horizons sobrevoló con éxito Arrokoth, obteniendo datos que la identifican como un sistema binario de contacto de 32  km de largo por 16  km de ancho. ^{[ 132 ]} El instrumento Ralph a bordo de New Horizons confirmó el color rojo de Arrokoth. La descarga de datos del sobrevuelo continuará durante los próximos 20 meses.

No se planean misiones de seguimiento para New Horizons , aunque se han estudiado al menos dos conceptos para misiones que regresarían a la órbita o aterrizarían en Plutón. ^{[ 133 ] [ 134 ]} Más allá de Plutón, existen muchos KBO grandes que no pueden ser visitados con New Horizons , como los planetas enanos Makemake y Haumea . Las nuevas misiones se encargarían de explorar y estudiar estos objetos en detalle. Thales Alenia Space ha estudiado la logística de una misión orbital a Haumea, ^{[ 135 ]} un objetivo científico de alta prioridad debido a su condición de cuerpo padre de una familia de colisiones que incluye varios otros TNO, así como el anillo de Haumea y dos lunas. El autor principal, Joel Poncy, ha defendido una nueva tecnología que permitiría a las naves espaciales alcanzar y orbitar KBO en 10-20 años o menos. ^{[ 136 ]} El investigador principal de New Horizons , Alan Stern, ha sugerido informalmente misiones que sobrevolarían los planetas Urano o Neptuno antes de visitar nuevos objetivos KBO, ^{[ 137 ]} impulsando así la exploración del cinturón de Kuiper y visitando también estos planetas gigantes de hielo por primera vez desde los sobrevuelos de la Voyager 2 en la década de 1980.

Para 2006, los astrónomos habían resuelto discos de polvo que se creía que eran estructuras similares al cinturón de Kuiper alrededor de nueve estrellas distintas del Sol. Parecen dividirse en dos categorías: cinturones anchos, con radios de más de 50  UA, y cinturones estrechos (tentativamente como el del Sistema Solar) con radios de entre 20 y 30  UA y límites relativamente definidos. ^{[ 141 ]} Además, entre el 15 y el 20 % de las estrellas de tipo solar tienen un exceso infrarrojo observado que sugiere estructuras masivas similares al cinturón de Kuiper. ^{[ 142 ]} La mayoría de los discos de escombros conocidos alrededor de otras estrellas son bastante jóvenes, pero las dos imágenes de la derecha, tomadas por el Telescopio Espacial Hubble en enero de 2006, son lo suficientemente antiguas (aproximadamente 300 millones de años) como para haberse asentado en configuraciones estables. La imagen de la izquierda es una "vista superior" de un cinturón ancho, y la imagen de la derecha es una "vista de borde" de un cinturón estrecho. ^{[ 141 ] [ 143 ]} Las simulaciones por computadora del polvo en el cinturón de Kuiper sugieren que cuando era más joven, pudo haberse parecido a los anillos estrechos que se ven alrededor de las estrellas más jóvenes. ^{[ 144 ]}

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