Thema november 2016

Sterren en planeten 

Voor de natuurkundige is het bewonderen van de sterrenhemel een heel andere ervaring dan voor de gewone mens, de meeste aardbewoners zien sterren als gewone lichtpuntjes of zelfs als vuurvliegjes. De natuurkundige ziet in sterren echter enorme ballen van gas, waarin op extreem hoge temperaturen kernfusie plaats vindt. Dat is net iets minder romantisch, maar wel bijzonder interessant.

Het heelal heeft de mens altijd al gefascineerd. In de diverse geloven worden de juiste data van feestdagen, zoals het Paasfeest en Ramadan bepaald door de stand van de sterren en/of de maan. Al ver voor het begin van onze jaartelling bestudeerden geleerden de hemel. Ze beschreven de stand van de sterren en planeten, hun omloopbanen en gaven deze hemellichamen namen. De namen verwezen vaak naar de in hun tijd bekende goden.

Er is een flink aantal knappe koppen nodig geweest om iedereen ervan te overtuigen dat de aarde niet het middelpunt is van het heelal en dat alles ontstaan is uit een grote”oerknal”. Fysici als Galilei, Kepler en Einstein hebben ons beeld van het heelal vergroot en geïnspireerd tot verder onderzoek. Nieuwe planeten worden er ontdekt, theorieën over donkere materie ontwikkeld en er wordt gespeculeerd over buitenaards leven.

Ons zonnestelsel

Ons zonnestelsel bestaat uit de zon en 8 planeten. Dit zonnestelsel bevindt zich in de Melkweg. De Melkweg is een sterrenstelsel met ongeveer 1.1 miljard sterren. Deze vormen een platte schijf (denk aan een pannekoek) en de zon bevindt zich daarin aan de buitenrand. De Europese ruimtetelescoop Gaia heeft de beweging van de andere sterren in het Melkwegstelsel in kaart gebracht.

Wat is een ster?

Een ster is een bolvormig hemellichaam bestaande uit plasma en gas. De temperatuur en druk in de kern is zeer hoog zodat er kernfusiereacties plaats vinden,waarbij energie vrijkomt. In feite is een ster een grote kernfusiecentrale, die de daarbij vrijgekomen energie als electromagnetische straling, licht, uitzendt. Een ster zendt naast het zichtbare licht, ook infra rood en helder UV (ultra violet) licht uit.

De Zon

De Zon is een ster. Om de zon draaien, aangetrokken door de zon, 8 planeten. De zon en deze acht planeten vormen ons zonnestelsel. De Zon gaat over 5 miljard jaar over in een witte dwerg. Een ingewikkeld proces waarbij de zon eerst uitzet tot een rode gigant als het waterstof gaat omzetten in helium in een schil rond de kern. Uiteindelijk zal de helium in een keer ontbranden en in korte tijd fuseren tot koolstof. Op zijn maximale grootte, zal de zon groter zijn dan de baan waarin nu de aarde ligt. Maar Mars zal bijvoorbeeld niet worden opgeslokt! Na dit hele proces is de zon een witte dwerg!

Wat is een planeet?

De griekse sterrenkundigen beschreven al planeten. Maar daar hoorden vele vormen van hemellichamen onder, astroïden, manen en enkele van de ons bekende planeten. Pas in 2005-2006 zijn de sterrenkundigen het eens geworden over de definitie van een planeet, die alleen van toepassing is op ons zonnestelsel! Een planeet, zeggen ze, is een hemellichaam die een vaste baan om de Zon beschrijft en massief genoeg is om door zijn eigen zwaartekracht een ronde vorm te hebben en zijn baan om de Zon te zuiveren van andere objecten. De objecten, bijvoorbeeld manen, die een vaste relatie hebben tot de planeet en zijn baan, vormen hierop een uitzondering. Denk hierbij aan de maan bij planeet Aarde. De Zon trekt de planeet aan. 

De 8 planeten van ons zonnestelsel

Hoe heten de acht planeten?

Onthoud deze zin! “Maak Van Acht Meter Japanse Stof Uw Nieuwe Pyama”. De hoofdletters staan voor de planeten die om de zon draaien. Gezien van de zon Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto. Let wel, Pluto, die het verst van de zon afstaat, is onlangs van de planetenlijst geschrapt en is nu een dwergplaneet. 

Sterren bestuderen

De mensen zijn altijd de sterren blijven bestuderen, eerst met het blote oog, dan met de verrekijker, die steeds meer kon vergroten. Aldus gaven sterren hun geheimen prijs. Zo heeft de Nederlandse sterrenkundige Christiaan Huijgens (1629-1695) de ”Hollandse kijker” ontwikkeld. Hij sleep zelf de lenzen en ontdekte er de manen van Jupiter en de ring rond Saturnus mee! Die ring bestaat uit stof en stenen die om de planeet cirkelen. Wat zou Huijgens van onze telescopen vinden? 

Inmiddels speuren we met radiotelescopen en optische telescopen de hemel af, die steeds groter van doorsnede (bijvoorbeeld 8 meter) worden. In Chili staan enkele telescopen op een 5 km hoge berg in Atacamawoestijn! Waarom zo hoog vraag je je misschien af? Wel de luchtschil om de aarde op die hoogte is ijl, er is weinig turbulentie zeggen de sterrenkundigen. Er zijn daar weinig luchtdeeltjes en er zit weinig water in de lucht die het licht van sterren kunnen verstrooien. Zo zijn de sterren, hun licht, scherper in beeld te krijgen!

De sterrenkundigen wilden de scherpte van hun waarnemingen wel vergroten. 

Zij hadden een idee: een telescoop buiten de dampkring in een baan om de aarde. De eerste ruimtetelescoop werd in 1968 gelanceerd. In 1992 werd de ruimtetelescoop “Hubble” in een baan rond de aarde gebracht. Deze “Hubble” levert nu al meer dan 25 jaar informatie over de sterren aan. En prachtige foto’s, zoals hieronder.

Iedere planeet heeft zijn eigen kenmerken

Planeet Aarde

Planeet aarde heeft een vloeibare kern, kokendhete magma (magma komt aan de oppervlakte bij vulkaanuitbarstingen). Rond de magma bevinden zich grote aardschollen. Platen, die zich bewegen over de magma. Waar deze platen naar elkaar toe bewegen, schuiven ze over elkaar. Dit gaat gepaard met horten en stoten, die wij ervaren als aardbevingen. De aarde draait in 365,25 dagen om de zon en in 24 uur om haar eigen as (dag en nacht). De aarde heeft ook water en een atmosfeer, lucht. Daarnaast heeft de aarde slechts één natuurlijke maan, die om de aarde draait. Op de aarde is leven mogelijk. Het bewijs daarvan is de mens, de planten en dieren.

Planeet Uranus

Staat veel verder van de zon af. Uranus doet er 84 aardse jaren over om een complete ronde om de zon te maken. De temperatuur is er vele graden onder nul. Het heeft ringen van helium en waterstof en 15 natuurlijke manen.

Sterren en planeten in het nieuws

We blijven nieuwsgierig naar de sterren en planeten. Iedere maand is er wel weer iets nieuws te melden in de krant over ruimteonderzoek. Zo werd onlangs bewezen dat de zwaartekracht, je weet wel de kracht die maakt dat je kopje op de grond valt en niet gaat zweven, zoals Einstein had berekend ook echte golven zijn! Alle sterrenstelsels in het heelal hebben te maken met zwaartekracht, die zorgt voor de samenhang.

Voedsel verbouwen op Mars

“Een maaltje van Mars gaat er wel in” volgens de Volkskrant van 30 augustus. Wat doe je ook als je met de Marslander, grondmonsters van Mars hebt genomen en de gegevens van de samenstelling naar de aarde zijn geseind? Je kijkt of er groenten in nagemaakte Marsaarde te kweken zijn. In Wageningen is dat gelukt: de groenten smaakten goed, maar de aardappel , die een hoge voedingswaarde heeft, belangrijk bij een langer verblijf op Mars, smaakte echter minder. Belangrijk ook want voorlopig zijn reisjes naar Mars “enkele reis”!

“Nooit meer verdwalen in de hemel” volgens de Volkskrant van 15 september. De Europese ruimtetelescoop Gaia heeft één miljard sterren nauwkeurig in kaart gebracht. Gaia werd eind 2013 gelanceerd en scant met 2 telescopen de sterrenhemel. Ze maakt een nauwkeurige ruimtekaart van de sterren in de Melkweg. Welke processen zijn er uit de beelden af te leiden? Welke sterren, planeten zijn opgeslokt door andere sterren of zwarte gaten?

Er blijven, ook bij mij, nog genoeg vragen over! Stel ze en zoek ze op bij Google. Of gaan we nog eens een sterrenkundige uitnodigen om wijzer te worden, zoals in het kerstverhaal de wijzen uit het oosten een ster volgden! Inmiddels weten we dat de ster boven Bethlehem toch zeer waarschijnlijk Jupiter was die door reflectie (spiegelwerking) zeer helder was. Dat weten we omdat we betere instrumenten hebben, radiotelescopen, ruimtetelescopen en theorieën hebben ontwikkeld en getoetst

Janneke

Jasper & Jorien
onderzoeken planeet aarde

Vraagje

Eens in de 4 jaar hebben we een extra dag, de schrikkeldag, in het jaar. Hoe komt dat?

Vraagje

Weten jullie hoe het komt dat zomer en winter zich bij ons afwisselen?

Vraagje

Weet je waarom sterren aan de hemel fonkelen? 

Wel steek eens je vingertop in een glas water. Je ziet dat de vinger in het water verschoven is ten opzichte van het deel boven water. Het licht is afgebogen op het wateroppervlak, omdat water niet zo ijl (dun en doorzichtig) is als lucht. De schil lucht, de dampkring, rond de aarde kent ook verschillen in ijl zijn. De lichtstraal van de ster buigt af op de rand van de dampkring, die het ene moment iets ijler is dan het andere. Ons oog is een telescoop, een erg kleine, en vangt niet alle afgebogen stralen van de ster op. Deze momenten van zien en niet zien wisselen zo snel af dat het lijkt alsof de ster twinkelt.

Opmerking

Dit themaverhaal is gemaakt door een vrijwilliger van de Delftse Natuurwacht. Uiteraard doen wij altijd ons uiterste best om bij teksten of afbeeldingen de juiste bronvermelding te plaatsen. Wanneer u desondanks van mening bent dat ten onrechte een tekst of afbeelding is geplaatst, of de gewenste bronvermelding ontbreekt, neemt u dan alstublieft direct contact op met ons: vragen@natuurwacht.nl. We zullen dit dan zo snel mogelijk herstellen.