upright=1.3|thumb|Objetos conhecidos no cinturão de Kuiper além da órbita de Netuno. (Escala em UA; época em janeiro de 2015).
As distâncias, mas não os tamanhos, estão em escala. O disco amarelo tem aproximadamente o tamanho da órbita de Marte.Fonte: Minor Planet Center, e outros O , também chamado de Cinturão/Cintura de Edgeworth ou Cinturão/Cintura de Edgeworth-Kuiper, é um disco circunstelar no Sistema Solar exterior, que se estende desde a órbita de Netuno a 30 unidades astronômicas (UA) até aproximadamente 50 UA do Sol. É semelhante ao cinturão de asteroides, mas é muito maior, 20 vezes mais largo e 20-200 vezes mais massivo. Como o cinturão de asteroides, consiste principalmente de corpos menores ou remanescentes de quando o Sistema Solar se formou. Enquanto muitos asteroides são compostos principalmente de rocha e metal, a maioria dos objetos do cinturão de Kuiper são compostos principalmente de voláteis congelados (denominados "gelos"), como metano, amônia e água. O cinturão de Kuiper abriga a maioria dos objetos que os astrônomos geralmente aceitam como planetas anões: Orcus, Plutão, Haumea, Quaoar e Makemake. Algumas das luas do Sistema Solar, como Tritão de Netuno e Febe de Saturno, podem ter se originado na região.Johnson, Torrence V.; and Lunine, Jonathan I.; Saturn's moon Phoebe as a captured body from the outer Solar System, Nature, Vol. 435, pp. 69–71
O cinturão de Kuiper recebeu o nome do astrônomo holandês Gerard Kuiper, embora ele não tenha previsto sua existência. Em 1992, o planeta menor (15760) Albion foi descoberto, o primeiro objeto do cinturão de Kuiper (KBO) desde Plutão (em 1930) e Caronte (em 1978). Desde a sua descoberta, o número de KBOs conhecidos aumentou para milhares, e acredita-se que existam mais de 100 000 KBOs com mais de 100 km de diâmetro. O cinturão de Kuiper foi inicialmente pensado para ser o principal repositório de cometas periódicos, aqueles com órbitas com duração inferior a 200 anos. Estudos desde meados da década de 1990 mostraram que o cinturão é dinamicamente estável e que o verdadeiro local de origem dos cometas é o disco disperso, uma zona dinamicamente ativa criada pelo movimento externo de Netuno há 4,5 bilhões de anos; objetos de disco disperso como como Éris têm órbitas extremamente excêntricas que as levam até 100 UA do Sol.
O cinturão de Kuiper é distinto da hipotética nuvem de Oort, que se acredita ser mil vezes mais distante e principalmente esférica. Os objetos dentro do cinturão de Kuiper, juntamente com os membros do disco disperso e quaisquer objetos potenciais da nuvem de Hills ou da nuvem de Oort, são coletivamente chamados de objetos transnetunianos (TNOs). Plutão é o maior e mais massivo membro do cinturão de Kuiper e o maior e o segundo mais massivo TNO conhecido, superado apenas por Éris no disco disperso. Originalmente considerado um planeta, o status de Plutão como parte do cinturão de Kuiper fez com que fosse reclassificado como um planeta anão em 2006. É composicionalmente semelhante a muitos outros objetos do cinturão de Kuiper, e seu período orbital é característico de uma classe de KBOs, conhecidos como "plutinos", que compartilham a mesma ressonância 2:3 com Netuno.
O cinturão de Kuiper e Netuno podem ser tratados como um marcador da extensão do Sistema Solar, alternativas sendo a heliopausa e a distância na qual a influência gravitacional do Sol é igualada pela de outras estrelas (estimada entre 50 000 UA e 125 000 UA).
História thumb|Plutão e Caronte Após a descoberta de Plutão em 1930, muitos especularam que talvez não estivesse sozinho. A região agora chamada de cinturão de Kuiper foi hipotetizada de várias formas por décadas. Foi somente em 1992 que a primeira evidência direta de sua existência foi encontrada. O número e variedade de especulações anteriores sobre a natureza do cinturão de Kuiper levaram a uma incerteza contínua sobre quem merece crédito por propô-lo primeiro.
Hipóteses O primeiro astrônomo a sugerir a existência de uma população transnetuniana foi Frederick C. Leonard. Logo após a descoberta de Plutão por Clyde Tombaugh em 1930, Leonard ponderou se "não era provável que em Plutão tenha surgido o primeiro de uma série de corpos ultranetunianos, cujos membros restantes ainda aguardam descoberta, mas que estão destinados eventualmente ser detectado". Nesse mesmo ano, o astrônomo Armin Otto Leuschner sugeriu que Plutão "pode ser um dos muitos objetos planetários de longo período ainda a serem descobertos".
thumb|upright|O astrônomo Gerard Kuiper, que deu nome ao cinturão de Kuiper
Em 1943, no Journal of the British Astronomical Association, Kenneth Edgeworth levantou a hipótese de que, na região além de Netuno, o material dentro da nebulosa solar primordial era muito espaçado para se condensar em planetas e, portanto, condensado em uma miríade de corpos menores. A partir disso, ele concluiu que "a região externa do Sistema Solar, além das órbitas dos planetas, é ocupada por um número muito grande de corpos comparativamente pequenos" e que, de tempos em tempos, um deles "vagueia de sua própria esfera e aparece como um visitante ocasional do Sistema Solar interior", tornando-se um cometa.
Em 1951, em um artigo em Astrophysics: A Topical Symposium, Gerard Kuiper especulou sobre um disco semelhante ter se formado no início da evolução do Sistema Solar, mas ele não achava que tal cinturão ainda existisse hoje. Kuiper estava operando com base na suposição, comum em sua época, de que Plutão era do tamanho da Terra e, portanto, havia espalhado esses corpos em direção à nuvem de Oort ou para fora do Sistema Solar. Se a hipótese de Kuiper estivesse correta, não haveria um cinturão de Kuiper hoje.
A hipótese assumiu muitas outras formas nas décadas seguintes. Em 1962, o físico Alastair G. W. Cameron postulou a existência de "uma enorme massa de material pequeno na periferia do Sistema Solar". Em 1964, Fred L. Whipple, que popularizou a famosa hipótese da "bola de neve suja" para a estrutura cometária, pensou que um "cinturão de cometas" poderia ser grande o suficiente para causar as supostas discrepâncias na órbita de Urano que desencadearam a busca pelo Planeta X, ou , no mínimo, massivo o suficiente para afetar as órbitas de cometas conhecidos. A observação descartou esta hipótese.
Em 1977, Charles T. Kowal descobriu 2060 Chiron, um planetoide gelado com uma órbita entre Saturno e Urano. Ele usou um comparador de piscar, o mesmo dispositivo que permitiu a Clyde Tombaugh descobrir Plutão quase 50 anos antes. Em 1992, outro objeto, 5145 Pholus, foi descoberto em uma órbita similar. Hoje, sabe-se que toda uma população de corpos semelhantes a cometas, chamados de centauros, existe na região entre Júpiter e Netuno. As órbitas dos centauros são instáveis e têm uma vida dinâmica de alguns milhões de anos. Desde a descoberta de 2060 Chiron em 1977, os astrônomos especulam que os centauros, portanto, devem ser frequentemente reabastecidos por algum reservatório externo.
Mais evidências da existência do cinturão de Kuiper surgiram posteriormente do estudo de cometas. Já se sabe há algum tempo que os cometas têm uma vida útil finita. À medida que se aproximam do Sol, seu calor faz com que suas superfícies voláteis se sublimem no espaço, dispersando-as gradualmente. Para que os cometas continuem visíveis ao longo da idade do Sistema Solar, eles devem ser reabastecidos com frequência. Uma proposta para tal área de reabastecimento é a nuvem de Oort, possivelmente um enxame esférico de cometas que se estende além de 50 000 UA do Sol, inicialmente sugerido pelo astrônomo holandês Jan Oort em 1950. Acredita-se que a nuvem de Oort seja o ponto de origem dos cometas de longo período, que são aqueles, como Hale-Bopp, com órbitas que duram milhares de anos.
Existe outra população de cometas, conhecida como cometas de curto período ou periódicos, que consiste naqueles cometas que, como o cometa Halley, têm períodos orbitais de menos de 200 anos. Na década de 1970, a taxa em que os cometas de curto período estavam sendo descobertos estava se tornando cada vez mais inconsistente com o fato de terem surgido apenas da nuvem de Oort. Para um objeto da nuvem de Oort se tornar um cometa de curto período, primeiro ele teria que ser capturado pelos planetas gigantes. Em um artigo publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em 1980, o astrônomo uruguaio Julio Ángel Fernández afirmou que para cada cometa de curto período a ser enviado ao Sistema Solar interior a partir da nuvem de Oort, 600 teriam que ser ejetados no espaço interestelar. Ele especulou que um cinturão de cometas entre 35 e 50 UA seria necessário para explicar o número observado de cometas. Dando sequência ao trabalho de Fernández, em 1988 a equipe canadense de Martin Duncan, Tom Quinn e Scott Tremaine realizou uma série de simulações de computador para determinar se todos os cometas observados poderiam ter chegado da nuvem de Oort. Eles descobriram que a nuvem de Oort não poderia explicar todos os cometas de curto período, particularmente porque os cometas de curto período estão agrupados perto do plano do Sistema Solar, enquanto os cometas da nuvem de Oort tendem a chegar de qualquer ponto do céu. Com um "cinturão", como o descreveu Fernández, somado às formulações, as simulações correspondiam às observações. Alegadamente porque as palavras "Kuiper" e "cinturão de cometas" apareceram na frase de abertura do artigo de Fernández, Tremaine chamou essa região hipotética de "cinturão de Kuiper".
Descoberta thumb|upright=1.25|A matriz de telescópios no topo de Mauna Kea, com a qual o cinturão de Kuiper foi descoberto Em 1987, o astrônomo David C. Jewitt, então no MIT, ficou cada vez mais intrigado com "o aparente vazio do Sistema Solar exterior". Ele encorajou a então estudante de pós-graduação Jane Luu a ajudá-lo em seu esforço para localizar outro objeto além da órbita de Plutão, porque, como ele disse a ela, "se não o fizermos, ninguém o fará". Usando telescópios do Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona, nos Estados Unidos e do Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile, Jewitt e Luu conduziram sua busca da mesma maneira que Clyde Tombaugh e Charles Kowal fizeram, com um comparador de piscar. Inicialmente, o exame de cada par de placas levava cerca de oito horas, mas o processo foi acelerado com a chegada de dispositivos eletrônicos de carga acoplada ou CCDs, que, embora seu campo de visão fosse mais estreito, não eram apenas mais eficientes na captação de luz (retêm 90% da luz que os atinge, em vez dos 10% alcançados pelas fotografias), mas permitem que o processo de piscar seja feito virtualmente, na tela do computador. Hoje, os CCDs formam a base para a maioria dos detectores astronômicos. Em 1988, Jewitt mudou-se para o Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, nos Estados Unidos. Luu mais tarde se juntou a ele para trabalhar no telescópio de 2,24 m da Universidade do Havaí em Mauna Kea. Posteriormente, o campo de visão dos CCDs aumentou para 1024 por 1024 pixels, o que permitiu que as buscas fossem realizadas muito mais rapidamente. Finalmente, após cinco anos de busca, Jewitt e Luu anunciaram em 30 de agosto de 1992 a "Descoberta do objeto candidato ao cinturão de Kuiper 1992 QB1". Esse objeto mais tarde seria nomeado 15760 Albion. Seis meses depois, eles descobriram um segundo objeto na região, (181708) 1993 FW. Em 2018, mais de 2 000 objetos do cinturão de Kuiper foram descobertos.
Mais de mil corpos foram encontrados no cinturão nos vinte anos (1992–2012) após a descoberta de (nomeado em 2018, 15760 Albion), mostrando um vasto cinturão de corpos além de Plutão e Albion. Na década de 2010, a extensão total e a natureza dos corpos do cinturão de Kuiper ainda eram amplamente desconhecidas. Finalmente, no final da década de 2010, dois KBOs voaram de perto por uma solda espacial não tripulada, fornecendo observações muito mais próximas do sistema plutoniano e de outro KBO.