Sterrenkunde 2001 Uw eerste stap in de ruimte



Dovnload 166.29 Kb.
Pagina1/4
Datum17.08.2016
Grootte166.29 Kb.
  1   2   3   4
CURSUS PRAKTISCHE

STERRENKUNDE

2001
Uw eerste stap in de ruimte



Astronomische Contact Groep vzw

Inhoud




DEEL 1: Overzicht van het heelal


1.1. De ijle ruimte

1.2. De onmetelijke tijd

1.3. Voortdurend in beweging

1.4. Schematische overzichten



DEEL 2: De Sterrenbeelden

2.1. Benaming

2.2. De Algemene eigenschappen van sterren

2.3. Soorten sterrenbeelden

2.4. De sterrenhemel

2.5. Gebruik van de sterrenkaarten
DEEL3: Sterrenkundige instrumenten

3.1. Het oog

3.2. Het binoculair (de verrekijker)

3.3. De telescoop



DEEL 4: Waarnemingen in het zonnestelsel

4.1. De planeten

4.2. Planetoïden

4.3. Meteoren
DEEL 5: Deep-sky waarnemingen

5.1. Wat zijn deep-sky objecten ?

5.2. De omstandigheden

5.3. De benodigdheden

5.4. De waarnemingen zelf
DEEL 6: Zonnewaarnemingen.

6.1. Verschijnselen op de Zon

6.2. Het waarnemen van de verschijnselen op de Zon
DEEL7: Astrofotografie

7.1. Astrofotografie met een fotostatief

7.2. Op piggy-back montering

7.3. Fotografie door de telescoop zelf

7.4. Overzicht van de filmkeuze

7.5. Gebruik van de CC-camera




DEEL8: Sterrenkunde en computers

8.1. Toepassingen

8.2. Sterrenkijken via de computer

8.3. Nuttige Internet-adressen



DEEL9: Positiebepaling aan de hemel


DEEL 1

overzicht van het heelal


Wat het heelal is, is in het woord zelf duidelijk: het is het heel-al, het hele-alles, kortom: het alles dus: alles wat bestaat vormt het heelal. Het heelal houdt drie belangrijke zaken in: er is MATERIE of ook nog stof genoemd. Deze komt voor in een bepaalde RUIMTE die een reusachtige uitgestrektheid bezit. Deze materie bestaat ook uit een bepaalde TIJD, die even reusachtig is als de ruimte. Tenslotte is er nog een vierde element: het heelal is voortdurend in beweging.

1.1. De ijle ruimte

1.1.1. Het zonnestelsel: onze dichtste buurt
* Planeten

De ruimte is zeer uitgestrekt en bevat in feite maar heel weinig materie in verhouding tot haar uitgestrektheid. Ook de microkosmos, de wereld van de elementaire deeltjes waaruit de atomen bestaan, is zeer ijl. Een atoom zelf bestaat voor het grootste gedeelte uit lege ruimte.

Deze atomen vormen soms ook grotere gehelen die we dan moleculen noemen. Net als de atomen in sommige gevallen vormen deze laatste stoffen sterren, planten, levende wezens, alledaagse voorwerpen. Maar ook in al deze zaken is er een enorme ledige ruimte tussenin de bestanddelen.

Het onderwerp van deze cursus -nl. de macrokosmos- is al even ijl : de hemellichamen zijn enorm ver van elkaar verwijderd. Laten we nu eens in ons zonnestelsel kijken. In het midden staat de Zon, waarrond 9 planeten (soms vergezeld van een aantal maantjes) in bijna cirkelvormige banen wentelen .

Het dichtst bij de Zon, een doodgewone gele ster, bevinden zich 4 kleine maar vaste, rotsachtige planeten: Mercurius, Venus, Aarde en haar Maan en tenslotte Mars. De vier volgende planeten zijn van een heel andere aard: ze zijn zeer groot, bezitten geen vast oppervlak en bestaan hoofdzakelijk uit het lichte waterstofgas. Deze vier planeten heten in vergrotende afstand van de Zon: Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Dan is er nog de eenzaat Pluto: een kleine, ijzige planeet waarover weinig gekend is. Sommige planeten bezitten één of meedere maantjes: dit is het geval met de Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto.

* Kosmisch gruis

Er komen ook nog andere lichamen voor in het zonnestelsel: de planetoïden. Dit zijn rotsblokken met een grootte die varieert van een duizendtal kilometers tot zelfs een stofkorreltje, die zich voornamelijk tussen Mars en Jupiter bevinden. Ze vormen daar een soort band die men de planetoïdengordel noemt. Ook treffen we in het zonnestelsel kometen aan: brokken steen en metaal "ingelijmd" door vastgevroren ijs en gas. Beschrijven de planeten altijd ellipsvormige banen rond de zon (zoals ook de plantoiden), dan beschrijven kometen daarentegen soms schijnbaar parabolische en hyperbolische banen rond de Zon. Door enerzijds hun lichte samenstelling en anderzijds de aard van hun banen, kunnen de kometen de Zon tamelijk dicht naderen. Bij deze nadering van de zon verdampt een deel van het ijs van de komeet: er vormt zich een mini-atmosfeer rond de kern, die wordt weggeduwd door de zonnewind. Deze zonnewind is een deeltjesstroom afkomstig van de Zon. Die deeltjesstroom duwt de verdampte deeltjes van de komeet naar achteren en daardoor onstaan dan de gasslierten. Deze gasslierten noemen we dan de staart van de komeet. Kometen vallen soms uiteen en vormen zo zwermen deeltjes die rond de zon wentelen: de meteoroïden. Deze materie komt soms in de aardse dampkring terecht, wordt door de wrijving verbrand en licht op: een meteoor. Soms vindt men op Aarde zo'n brokstuk terug: een meteoriet.



* Een schaalmodel

Dat er veel ijle ruimte voorkomt in het zonnestelsel mag blijken uit de volgende vergelijking. Laten we ons zonnestelsel nu 1 biljoen maal verkleinen (1 biljoen is 1000 miljard!). De Zon is nu nog maar een bolletje dat een anderhalve millimeter dik is. Op 15 cm van dat bolletje loopt de Aarde in een baan ter grootte van een flinke grammofoonplaat. De Aarde zelf is niet groter dan 2 bloedlichaampjes, dus niet zonder mikroskoop te zien. Tussen de Zon en de Aarde bevinden zich dan Mercurius, iets kleiner dan een bloedlichaampje en Venus, ongeveer even groot als de Aarde. Buiten de Aarde zien we op 22,5 cm van de Zon de planeet Mars, iets groter dan een bloedlichaampje. Op 78 cm zien we Jupiter. Dan volgen Saturnus, Uranus en Neptunus op 4,5 m van de Zon. Op 6 m tenslotte ligt Pluto. De dichtste ster, Alpha Centauri, ligt bij dit schaalmodel op maar liefst 40 km! Zo kunnen we ons een idee vormen van de sterdichtheid in ons melkwegstelsel.




1.1.2. Onze melkweg
We kunnen ons holle bollen voorstellen met een diameter van 40 kilometer en in het midden een hagelkorreltje (dat de ster voorstelt). Miljarden zo'n "holle bollen" vormen het melkwegstelsel, ons sterreneiland dat uit gas, sterren en stof bestaat en waartoe onze eigen Zon behoort. Een schaalvoorstelling op 1 biljoenste zou zo groot zijn als verschillende keren de afstand Aarde-Maan. Onze melkweg heeft inderdaad een straal van 82 000 lichtjaren; dit wil zeggen dat het licht dat met een snelheid van 300 000 km/s reist er maar liefst 82 000 jaar overdoet om het melkwegstelsel te doorkruisen. De Melkweg (ook de lichtende band die je op een zomernacht aan de hemel kunt waarnemen) ziet er in werkelijkheid uit als een platte schijf met daarin een spiraalstructuur. Deze spiraalstructuur wordt gevormd door sterren, gas en stof die zo'n patroon aannemen. De Zon bevindt zich eerder in de buitenste delen van die schijf, zodat we gemakkelijk de rest van het melkwegstelsel kunnen waarnemen; dit is de lichtende band waarvan juist sprake was. Deze band kun je oplossen in duizenden sterretjes met behulp van een verrekijker of een sterrenkijker. Alle sterren die je ziet zijn sterren van onze eigen melkweg.

* Sterren en nevels

Maar laat ons het nu houden bij één van die vele miljarden sterren die onze melkweg rijk is. Een ster is eigenlijk niets anders dan een zon: het is een reusachtige bol van zeer heet gas. Binnenin heersen er temperaturen van vele miljoenen graden. Aan de oppervlakte komen temperaturen voor die in de orde liggen van enkele duizenden graden. Sterren bevatten dus een zeer hete kern waar door kernfusieprocessen reusachtige hoeveelheden energie worden opgewekt, een minder hete "mantel", een oppervlak en een steratmosfeer. Sterren komen in alle groottes voor. Sommigen zijn groter (de zogenaamde reuzesterren), anderen daarentegen zijn kleiner dan de gemiddelde ster en worden dan dwergsterren genoemd. Ze hebben ook niet dezelde kleur: Er bestaan blauwe, witte, gele, oranje en zelfs groene en rode sterren! Ze komen dikwijls in groep voor. Groepen van sterren binnenin een melkwegwegstelsel noemen we sterrenhopen. Sommige sterren komen individueel voor, andere per twee (de zgn. dubbelsterren), nog andere per drie, vier of zelfs nog meer. Sterren maken ook een evolutie mee. Ze onstaan door samentrekking van reusachtige gasnevels. Deze reusachtige wolken komen voor tussen reeds bestaande sterren en bezitten een doormeter van meerdere lichtjaren. Iets na die stervorming kunnen ook planeten rond die ster onstaan en zo kunnen we dan van een zonnestelsel als het onze spreken. De sterren blijven enkele miljarden jaren zo bestaan tot hun einde gekomen is. Eerst blaast ze zich op tot ze een rode reus is geworden. Daarna zal een lichtere ster, zoals onze Zon bijvoorbeeld, haar buitenste lagen in de ruimte slingeren. Zware sterren stoten die buitenste gaslagen met een enorme kracht weg. Dit gaat gepaard met een laatste grote "opflakkering" van de ster. Dan zien we plots een nieuwe ster aan de hemel verschijnen, vandaar dat we ze nova of supernova (novus = nieuw) noemen, wat letterlijk "nieuwe ster" betekent. Uit deze gaslagen kunnen nieuwe sterren ontstaan en zo is de cirkel rond. De nevels, gevormd door de lichtere sterren die hun gassen afstoten, worden gewoon planetaire nevels genoemd, en dit vanwege hun merkwaardig rond uitzicht.




1.1.3. Andere melkwegstelsels
En natuurlijk is onze melkweg niet het enige! Zo zijn er miljoenen andere soortgelijke structuren in het heelal. Deze stelsels noemen we extragalactische stelsels of gewoonweg galaxies. Ze bezitten uiteenlopende vormen: de ene bezit spiraalarmen, de andere is onregelmatig van vorm, nog anderen daarentegen zijn rond of lensvormig.

Om nu een totaalbeeld van het heelal te vormen, moeten we tot een nieuwe schaalverdeling overgaan. We moeten het melkwegstelsel 1 triljoen maal (1 triljoen = 1000 000 miljard) verkleinen! Ons zonnestelsel heeft nu de grootte van een stofje van amper 25 micrometer (= 0,025 mm). Het melkwegstelsel ziet er nu uit als een enorme stofwolk van 800 meter breed en 150 meter hoog. Elke ster erin heeft slechts de grootte van een virusdeeltje. Het volgende melkwegstelsel (lees gaswolk) staat dan op maar liefst 15 kilometer afstand. Dit is dan de Andromedanevel. Ze is twee miljoen lichtjaren van ons verwijderd. Stelt u nu een bol voor die tweemaal zo groot is als de aarde, die gevuld is met stofwolken op 15 kilometer van elkaar staan, dan verkrijgt u een beeld van de grootte van het heelal dat waarneembaar is. De afstand tussen ons melkwegstelsel en onze naaste buren ligt direct al in de miljoenen lichtjaren. De afstand tussen ons en de rest van het heelal ligt in de miljarden lichtjaren. Nu kunnen we ongeveer 20 miljard lichtjaren ver waarnemen en dit met behulp van de radiotelescopen en de Hubble-teleskoop in de ruimte.

Dit impliceert eveneens dat we 20 miljard jaar terug in de tijd kunnen kijken. Dit wil dus zeggen dat wanneer we 's nachts door een sterrenkijker naar een melkwegstelsel kijken, we iets bekijken zoals het was lang voordat er mensen op Aarde waren. We zien zelfs stelsels zoals ze waren lang voordat de Zon bestond. Hoe verder we in de ruimte kijken, hoe verder we in het verleden kijken. We zien immers het licht dat vele miljoenen of miljarden jaren geleden werd uitgestraald. En zo komen we bij het tweede belangrijke element bij het heelal, namelijk:
1.2. De onmetelijke tijd
De tijd is even enorm als de ruimte. We kunnen ongeveer 20 miljard jaar in de tijd terugblikken. We zien hierbij dat diverse zaken erop wijzen dat het heelal een bepaalde ouderdom bezit, namelijk zeker 20 miljard jaar. Het heelal heeft dus een enorme geschiedenis meegemaakt, waarbij de geschiedenis van de mens niets betekent. Volgens de meest aanvaardbare theorie zou het heelal 20 miljard jaar geleden onstaan zijn en dit ten gevolge van een explosie van een zeker lichaam waarin alle materie in een oneindige dichtheid opeengehoopt was. Deze explosie wordt ook de Big Bang genoemd. Reeds na enkele honderdduizenden jaren onstaan de eerste galaxies. Men spreekt nog van protostelsels. Een honderd miljoen jaren later worden de eerste sterren gevormd. Het zijn nog zware, hete sterren die snel ontploffen. Uit het gas dat bij deze explosies vrijkomt ontstond de huidige generatie sterren. Dit was zo'n 10 miljard jaar geleden. Onze Zon bijvoorbeeld is ongeveer 5 miljard jaar oud. Na dit onstaan van het overgrote gedeelte van de sterren onstond voor de Melkweg een rustige periode. De sterren ontwikkelden zich en hier en daar werd een zonnestelsel gevormd. Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstond ons eigen zonnestelsel en dus ook de Aarde. Pas twee à drie miljoen jaar geleden onstonden de eerste mensachtige wezens. De eerste beschaving laat men slechts een 6000-tal jaar geleden beginnen. Een mensenleven is gemiddeld slechts 75 jaar. Zo klein is een mensenleven, zo groot is de tijd der natuur, de tijd van de macrokosmos. Daarom spreekt men ook van de biologische tijd: een tijd waaronder men de biologische processen -zoals ouder worden- kan rekenen; en de astronomische tijd, waaronder men de geschiedenis van het heelal, de stervorming, de planeetvorming, beweging in het heelal en andere veranderingen in het heelal kan rekenen.

We kunnen dus besluiten dat onze Aarde maar een stofje in de kosmische oceaan is. De Aarde betekent zoveel voor het heelal als een atoom voor onze Aarde.



1.3.Voortdurend in beweging
Alhoewel we de indruk hebben dat we onbeweegelijk in de ruimte "hangen", worden we door een hele reeks bewegingen beïnvloed.

Vooreerst beweegt de Aarde eenmaal om haar as in 24 uur. Dan wentelt ze met een snelheid van 30 km/s in 365.25 dagen om de Zon en maakt de Zon met haar ganse planetenstelsel in 220 miljoen jaar een omwenteling om het centrum van het melkwegstelsel. Dit gebeurt met een snelheid van 250 km/s! En dan is het nog niet gedaan. De andere melkwegstelsels, en ook onze eigen melkweg, verwijderen zich voortdurend van elkaar.

We snellen dus met een enorme snelheid voort in de ruimte.
1.4. Schematisch overzicht
1.4.1.Overzicht van de voornaamste structuren in het heelal
De bouwstenen van het heelal: zgn. melkwegstelsels of galaxies (sterren, gas en stof)
- drie niveau's:

I* globale structuur heelal: groepen melkwegen (clusters en superclusters)
II* structuur van een melkweg (groepering sterren, gas en stof)
III* structuur van een zonnestelsel (lichamen en materie rond sterren)
I .Globale structuur van het heelal: honingraatstructuur
- schillen: - gevormd door superclusters van melkwegen

(160 miljoen lichtjaren doormeter)

- grote leegten voor van 300 tot meer dan 600 miljoen lichtjaren
- clusters als bestanddelen van de superclusters (10 miljoen lichtjaren doormeter)
- enkelvoudige, tweevoudige, drievoudige melkwegen als bestanddeel van cluster




  1   2   3   4


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina