Di bahagian luar Sistem Suria, di luar orbit Neptunus, terletak sebuah wilayah yang diserap oleh benda-benda langit dan planet-planet kecil. Wilayah ini dikenal sebagai "Sabuk Kuiper", dan diberi nama untuk menghormati ahli astronomi abad ke-20 yang berspekulasi tentang keberadaan cakera seperti itu beberapa dekad sebelum ia diperhatikan. Cakera ini, menurutnya, adalah sumber komet Sistem Suria, dan alasannya tidak ada planet besar di luar Neptunus.
Gerard Kuiper juga dianggap oleh banyak orang sebagai "bapa sains planet". Selama tahun 1960-an dan 70-an, ia memainkan peranan penting dalam pengembangan astronomi udara inframerah, sebuah teknologi yang menyebabkan banyak penemuan penting yang mustahil menggunakan observatorium darat. Pada saat yang sama, ia membantu mengkatalogkan asteroid, meninjau Bulan, Marikh dan Sistem Suria luar, dan menemukan bulan baru.
Kehidupan Awal:
Gerard Kuiper, nerit Gerrit Kuiper, dilahirkan pada 7 Disember 1905, di kampung Harenkarspel di utara Belanda. Sebagai seorang kanak-kanak, dia mempunyai penglihatan yang sangat tajam, dan dapat melihat magnitud 7.5 bintang dengan mata kasar (yang kira-kira empat kali lebih lemah daripada kebanyakan bintang yang dapat dilihat dengan mata kasar). Penglihatannya yang tajam mendorong minatnya terhadap astronomi, yang terbukti sejak usia dini.
Pendidikan:
Pada tahun 1924, Kuiper mula belajar di Universiti Leiden, di mana ahli astronomi Belanda abad ke-17 Christiaan Huygens juga belajar. Pada masa itu, sebilangan besar ahli astronomi telah berkumpul di universiti, dan Kuiper terus berteman dengan banyak dari mereka. Antara gurunya adalah rakan astronomi Belanda Jan Oort (yang bernama Oort Cloud) dan Paul Ehrenfest, ahli fizik Austria-Belanda yang mengembangkan teori peralihan fasa mekanik kuantum.
Pada tahun 1927, dia mendapat B.Sc. dalam bidang Astronomi dan terus mengikuti pengajian siswazahnya. Pada tahun 1933, dia menyelesaikan tesis kedoktoran mengenai bintang binari dan kemudian pergi ke California untuk menjadi rakan di Lick Observatory. Pada tahun 1935, dia pergi bekerja di Harvard College Observatory, di mana dia bertemu dengan bakal isterinya, Sarah Parker Fuller. Keduanya berkahwin pada 20 Jun 1936.
Pencapaian dalam Astronomi:
Pada tahun 1937, Kuiper mengambil kedudukan di Yerkes Observatory di University of Chicago dan menjadi warganegara Amerika. Selama beberapa dekad yang akan datang, dia berpartisipasi dalam banyak tinjauan astronomi dan membuat banyak penemuan yang memajukan bidang sains planet. Yang pertama datang antara tahun 1944 dan 1947, ketika membuat pemerhatian terhadap Marikh dan Sistem Suria luar.
Dengan menggunakan teleskop darat, Kuiper mengesahkan adanya atmosfera kaya metana di atas Titan (bulan terbesar Saturnus). Pada tahun 1947, dia menggunakan kaedah serupa untuk mengetahui bahawa karbon dioksida adalah komponen utama atmosfer Mars. Pada tahun yang sama, dia meramalkan bahawa cincin Saturnus terutama terdiri dari zarah-zarah es, dan menemukan Miranda, bulan kelima dari Uranus.
Pada tahun 1949, Kuiper memulakan tinjauan asteroid Yerkes-McDonald, kajian fotometrik mengenai asteroid yang dilakukan oleh University of Chicago dan University of Texas di Austin, yang berlangsung dari tahun 1950 hingga 1952. Pada masa itu, tinjauan ini terhad kepada 16 asteroid magnitud , tetapi juga membuka jalan untuk tinjauan Palomar-Leiden, yang juga dimulai oleh Kuiper, pada tahun 1961.
Usaha kolaboratif ini melibatkan Lunar dan Planetary Laboratory (LPL) di Arizona, Palomar Observatory di San Diego, dan Leiden Observatory di Belanda (Kuiper’s Alma Mater). Tinjauan ini menggunakan plat foto yang diambil oleh LPL dengan kamera Schmidt 48 inci di Balai Cerap Palomar.
Setelah planet kecil (dan asteroid dengan magnitud lebih besar dari 20) ditemui, unsur orbitnya dihitung di Cincinnati Observatory, dengan semua aspek lain dari program ini - termasuk analisis gambar - yang dilakukan di Observatorium Leiden. Tinjauan ini menghasilkan penemuan sejumlah besar asteroid, dengan kira-kira 200-400 asteroid ditemui per piring, dan sejumlah 130 piring digunakan.
Pada tahun 1956, Kuiper membuktikan bahawa lapisan es kutub Mars tidak terdiri daripada karbon dioksida, seperti yang telah difikirkan sebelumnya, dan sebaliknya terdiri dari es air. Pada tahun 1960-an, Kuiper juga membantu mengenal pasti lokasi pendaratan di Bulan untuk program Apollo, dan bahkan meramalkan bagaimana permukaan Bulan akan berjalan. Tuduhannya bahawa permukaan bulan akan "seperti salji renyah" disahkan pada tahun 1969 oleh angkasawan Neil Armstrong.
Pada tahun 1960-an juga, Kuiper memberikan sumbangan penting untuk pengembangan astronomi udara inframerah. Pada tahun 1967, empat pesawat enjin jet Convair 990 milik NASA tersedia dengan teleskop onboard, yang digunakan untuk melakukan kajian inframerah pada ketinggian 12.192 meter (40.000 kaki). Kuiper menggunakannya secara meluas untuk membuat kajian spektroskopi Matahari, bintang, dan planet Suria.
Kuiper menghabiskan sebahagian besar kerjayanya di University of Chicago, tetapi pindah ke Tucson, Arizona, pada tahun 1960 untuk mencari Makmal Lunar dan Planet di University of Arizona. Bagi rakan-rakannya, Gerard terkenal sebagai bos yang menuntut, yang rutinnya merangkumi kerja keras dan berjam-jam. Dale Cruikshank, rakan saintis yang bekerja di LPL di bawah Kuiper, mendakwa bahawa:
“Dia bekerja sangat keras, dan dia menuntut dedikasi, kesetiaan dan kesungguhan yang sama dari semua orang di sekitarnya. Sekiranya mereka tidak memberikannya, atau jika mereka tidak menunjukkan prestasi, mereka akan mengejarnya. Itu berlaku untuk pelajar. Ini juga berlaku untuk fakulti, rakan teknikal dan jurutera - sesiapa sahaja di sekelilingnya. Tetapi pada masa yang sama, dia memiliki sisi humor, sisi hangat, sisi peribadi yang dalam beberapa hal menarik. "
Tetapi walaupun sukar untuk bekerjasama, Kuiper juga terkenal dengan sisi hangat dan rasa humor. Dia juga membanggakan dirinya sebagai orang yang berpengetahuan dan mengelilingi dirinya dengan orang-orang yang tahu perkara-perkara yang dia tidak tahu. Kuiper adalah pengarah makmal sehingga kematiannya pada tahun 1973.
Sabuk Kuiper:
Kemungkinan adanya populasi objek Trans-Neptunian telah diperkirakan sejak tidak lama selepas penemuan Pluto pada tahun 1930. Salah satu yang pertama adalah astronom Armin O. Leuschner, yang pada tahun 1930 mencadangkan bahawa Pluto "mungkin salah satu dari banyak jangka panjang -. objek planet masa belum ditemui. "
Pada tahun 1943, di Jurnal Persatuan Astronomi Britain, Kenneth Edgeworth lebih jauh menjelaskan tentang masalah ini, dengan menyatakan bahawa bahan di dalam nebula surya primordial di luar Neptunus terlalu jauh jaraknya untuk mengembun menjadi planet, dan lebih sedikit terkondensasi menjadi segudang badan yang lebih kecil.
Pada tahun 1951, dalam artikel untuk jurnal Astrofizik, Gerard Kuiper membuat spekulasi bagaimana cakera serupa dapat terbentuk pada awal evolusi Sistem Suria. Kadang-kadang salah satu objek dari cakera ini akan mengembara ke Sistem Suria dalaman dan menjadi komet, dia mendakwa, sehingga menjelaskan asal-usul komet sambil juga memberikan penjelasan mengapa tidak ada planet besar di luar Neptunus.
Akan tetapi, sudah beberapa dekad sebelum keberadaan cakera ini dibuktikan dan nama diberikan kepadanya. Langkah pertama datang pada tahun 1980, ketika ahli astronomi Uruguay Julio Fernández menyerahkan makalah kepada Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja di mana dia berspekulasi bahawa tali pinggang komet yang terletak antara 35 dan 50 AU akan diminta untuk menjelaskan jumlah komet yang diperhatikan . Makalah inilah yang akan diambil oleh ahli astronomi kemudian apabila tiba masanya untuk menamakan tali pinggang itu.
Pada tahun 1987, ahli astronomi David Jewitt dari MIT dan pelajar siswazah Jane Luu mula menggunakan teleskop di Kitt Peak National Observatory di Arizona dan Cerro Tololo Inter-American Observatory di Chile untuk mencari Sistem Suria luar. Setelah lima tahun mencari, pada 30 Ogos 1992, Jewitt dan Luu mengumumkan "Penemuan objek sabuk Kuiper calon" (15760) 1992 QB1. Enam bulan kemudian, mereka menemui objek kedua di wilayah tersebut, (181708) 1993 FW, dan banyak lagi yang diikuti.
Begitu juga pada tahun 1988, pasukan astronomi Kanada (pasukan Martin Duncan, Tom Quinn dan Scott Tremaine) mula menjalankan simulasi komputer yang menentukan bahawa awan Oort tidak dapat menjelaskan semua komet jangka pendek. Dengan "tali pinggang", seperti yang dijelaskan oleh Fernández, ditambahkan pada formulasi, simulasi sesuai dengan pemerhatian.
Dalam makalah 1988 mereka, Tremaine dan rakan-rakannya menyebut wilayah hipotetis di luar Neptunus sebagai "Sabuk Kuiper", nampaknya disebabkan oleh kenyataan bahawa Fernández menggunakan kata-kata "Kuiper" dan "tali pinggang komet" dalam kalimat pembukaan makalahnya. Walaupun ini tetap menjadi nama rasmi, ahli astronomi kadang-kadang menggunakan nama alternatif "Edgeworth-Kuiper Belt" untuk memberi penghargaan kepada Edgeworth untuk karya teorinya yang lebih awal.
Kematian dan Warisan:
Gerard Kuiper meninggal pada tahun 1973 ketika bercuti bersama isterinya di Mexico, di mana dia mengalami serangan jantung yang boleh membawa maut. Kerana banyak pencapaian dan sejarah kerjanya yang panjang di bidang astronomi, dia telah mendapat banyak penghargaan selama bertahun-tahun. Ini termasuk menamakan Sabuk Kuiper untuk menghormatinya, dan juga menamakan objek tali pinggang asteroid 2520 P – L setelah dia (aka 1776 Kuiper).
Tiga kawah juga dinamakan untuk menghormatinya - kawah Kuiper di Bulan, kawah Kuiper di Marikh, dan kawah Kuiper di Mercury. Oleh kerana karyanya dalam astronomi udara, Kuiper Airborne Observatory (KAO) NASA yang kini dinyahaktifkan - sebuah Lockheed C-141A Starlifter yang sangat diubah suai yang membawa teleskop 91,5 cm (36 inci) - juga dinamai namanya.
Hadiah Kuiper juga dinamakan sempena nama tersebut, dan merupakan anugerah paling terkenal yang diberikan oleh Bahagian Persatuan Astronomi Amerika untuk Sains Planet. Hadiah itu diberikan setiap tahun kepada para saintis yang pencapaian sepanjang hayatnya telah meningkatkan pemahaman kita mengenai sains planet.
Pemenang anugerah ini merangkumi Carl Sagan, James Van Allen (penemuan Van Allen Radiation Belt di sekitar Bumi), dan Eugene Shoemaker (yang bersama-sama menemui Comet Shoemaker – Levy 9 bersama isterinya Carolyn S. Shoemaker dan David H. Levy).
Oleh kerana kepimpinannya yang berdedikasi di Makmal Lunar dan Planet, salah satu dari tiga bangunan yang membentuk kemudahan tersebut (Bangunan Ilmu Angkasa Kuiper, yang ditunjukkan di atas) dinamakan sebagai penghormatannya. Dan seratus tahun selepas kelahiran Gerard, NASA Horizon Baru misi sedang dalam perjalanan ke wilayah Kuiper Belt dari Sistem Suria kita, sebagai sebahagian daripada misinya untuk mempelajari Pluto dan bulannya Charon.
Richard Binzel, penyelidik bersama New Horizons dan profesor di Massachusetts Institute of Technology (MIT), mengakui tugas pasukannya kepada saintis yang meninggal dunia. "Kuiper adalah salah satu saintis pertama yang memberi tumpuan hampir secara eksklusif untuk meneroka sifat-sifat planet," katanya. "Karyanya meletakkan asas untuk misi kapal angkasa pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21."
Sepanjang hayatnya, Kuiper juga mendapat banyak penghargaan sebagai pengiktirafan atas karyanya. Pada tahun 1947, dia dianugerahkan Jules Janssen Award oleh French Astronomical Society, yang merupakan penghormatan tertinggi mereka. Pada tahun 1959, Persatuan Astronomi Amerika menganugerahkannya sebagai Henry Norris Russell Lectureship, sebagai penghargaan atas kajian astronomi selama bertahun-tahun. Dan pada tahun 1971, Kuiper menerima Pingat Emas Kepler dari Persatuan Amerika untuk Kemajuan Sains dan Institut Franklin.
Ketika kita bergerak maju dalam penerokaan Sistem Suria kita, kita tidak dapat menafikan hutang besar yang harus kita bayar kepada Gerard Kuiper. Apa yang kita ketahui mengenai Marikh dan Titan, dan kemungkinan kebiasaannya, bergantung pada karya Kuiper dengan astronomi inframerah dan spektroskopi. Tanpa dia, misi Apollo mungkin tidak akan berlaku, dan pengetahuan kita tentang asteroid dan Sistem Suria luar akan sangat berkurang.
Seseorang dapat membayangkan bahawa ketika kita mulai mempelajari Sabuk Kuiper dengan lebih terperinci, dan mulai membuat katalog banyak, banyak objek di dalamnya, yang banyak akan menanggung nama-nama yang mengingatkan Kuiper yang hebat.
Kami telah menulis banyak artikel mengenai Gerard Kuiper untuk Space Magazine. Berikut adalah artikel mengenai Kuiper Belt, dan inilah artikel mengenai Hipotesis Protoplanet.
Sekiranya anda mahukan lebih banyak maklumat mengenai Gerard Kuiper, lihat artikel NASA mengenai Gerard Kuiper dan halaman Makmal Lunar dan Planet di atasnya.
Kami juga telah merakam keseluruhan episod Astronomi Cast tentang Dwarf Planets. Dengarkan di sini, Episod 194: Planet Kerdil.
