Sterrenkunde 2001 Uw eerste stap in de ruimte



Dovnload 166.29 Kb.
Pagina3/4
Datum17.08.2016
Grootte166.29 Kb.
1   2   3   4

VERGELIJKENDE BENADERING VAN DE PLANEETEIGENSCHAPPEN



I. INWENDIGE STRUCTUUR

I.1 de Aardse planeten

- bestaat uit een: - metaalkern (soms gesmolten)

(-soms gesmolten buitenkern)

- mantel van silicaten en metalen

- vaste korst (ev. met water, ijs)

I.2 de Joviaanse planeten

- bestaat uit een: - vaste kern van ijzer en silicaten

- laag metallische H

(enkel Jupiter en Saturnus)

- mantel van vloeibare moleculaire H

- vloeibare mantel wordt geleidelijk gasvormige atmosfeer

I.3 ijsplaneten

- bestaan uit een: - kern van gesteenten

  • mantel van ijs

- oppervlak van ijs, vermengd met andere stoffen


II. PLANEETOPPERVLAKTEN


Het oppervlak wordt gevormd door:

- inslagen van kometen, planetoïden (kraters, bergen)

- inwendige warmte (bergen, kloven, vulkanen, verheffingen)

- erosie door vloeistoffen (rivierbeddingen op Aarde, Mars)
Terrestrische planeten

- kraters

- maria of zeeën

- vulkanen

- bergen

- kloven, breuken

- rivierbeddingen (aarde, Mars)

- vloeistoffen (aarde, Mars en Venus vroeger ?)
ijsplaneten

- kraters (vgl. men werpt steen op ijs)

- ijsvulkanisme (Triton)

- kloven, breuken (Europa)

- vloeistoffen (methaan op Titan, water op Europa?)

III. PLANEETATMOSFEREN

- bestaan uit gassen met vloeibare en bevroren deeltjes (wolken)
Terrestrische planeten

- atmosfeer met vooral CO2, stikstof, zuurstof, water

- wolken van water (Aarde), zwavelzuur (Venus), koolzuur en woestijstof (Mars)
Ioviaanse planeten

- samenstelling is identiek aan mantel (H, weinig Helium)

- wolkenlagen van ijskristallen (ammoniak, methaan)

- zeer grot windsnelheden, ronddraaiende stormen (vlekken)

- bovenaan: smoglaag van ijskristallen (vooral Saturnus, Uranus)
ijsplaneten

- zeer dik bij Titan

- zeer dun bij Triton (Stikstof), Pluto (methaan)

- samenstelling is identiek aan bevroren ondergrond

IV. RINGENSTELSELS

-typisch voor reuzenplaneten

- eigenschappen:

- van kleine stofjes tot stukken van een paar meter

- sterke aanwezigheid van ijs

- bestaan uit verschillende componten (invloed van satellieten)

- zeer dun: slechts enkele m

- bezitten een halo

- ontstaan:

- restanten van uiteengerukte grotere satellieten (Roche Limiet)

1.4.2. Ontstaan en evolutie van sterren
gasnevel
samentrekking en fragmentatie
donkere globule of bolwolk met protoster erin
ster (5 miljard K in kern: fusie van waterstof tot Helium)
hoofdreeksster (evenwicht tussen stralingsdruk en zwaartekracht)

a. massa kleiner dan 2,4 zonnemassa's

rode reus
veranderlijke ster
planetaire nevel met witte dwerg erin

b.massa groter dan 2,4 zonnemassa's

rode reus
veranderlijke ster met ijzerkern
massa kern < 1,4 zonnemassa’s: witte en zwarte dwerg
massa kern tussen 1,4 en 2,02 zonnemassa’s: neutronenster en pulsar
massa kern > 2,02 zonnemassa’s: zwart gat

1.4.3. Ontstaan en evolutie van het heelal
- singulariteit: 10 28 K, geen verschil tussen materie en energie

- Big Bang: beging van uitdijend heelal, ongeveer 15 miljard jaar geleden

- 10-37 sec.: afkoeling tot 10 28K
- 1 milliseconde:

afkoeling tot 1012K

vorming van deeltjes en antideeltjes

vernietiging van die deeltjes
- na.ong. 30 minuten:

afkoeling tot 1 miljard K

vorming van helium, deuterium en lithiumkernen

begin tijdperk van het "ondoorzichtig heelal" (fotonen worden

in hun weg belemmerd door de atoomkernen)
- 200 000 jaar: afkoeling tot 3000 K

-de straling kan zich vrij voortbewegen, ontstaan van de achtergrondstraling



  • 2 000 000 000 jaar: uit gaswolken ontstaan jonge melkwegstelsels, die zeer actieve kernen hebben (reuzensterren, supernova-explosies)

= tijdperk der "quasars"


  • 5 000 000 000 jaar: uit supernovarestanten ontstaat de tweede generatie sterren

-algemene stervorming leidt tot elliptische stelsels

-gedeeltelijke en langzame stervorming leidt tot spiraal- stelsels
- 10 000 000 000 jaar: ontstaan van de Zon

- 10 500 000 000 jaar: ontstaan van ons zonnestelsel

- 12 000 000 000 jaar: onstaan eerste levensvormen op Aarde

- 13 500 000 000 jaar: eerste planten, ongewervelden, schimmels

- 14 700 000 000 jaar: eerste reptielen

- 14 998 000 000 jaar: eerste mensachtigen

Toekomst

- gesloten heelal: de gezamenlijke gravitatie doet de uitdijing stoppen, het heelal krimpt weer in, terug vorming van een singulariteit

-voorwaarde: voldoende dichtheid, de werkelijke dichtheid zou slechts 10 tot 20% van de kritische dichtheid bedragen.

- open heelal: de uitdijing stopt niet, maar gebeurt trager en trager

-stopzetting stervorming bij gebrek aan waterstofgas, alleen sterkernen en zwarte gaten blijven over, melkwegen worden zwarte gaten die na 10 33 jaar verdampt zijn.

DEEL 2: DE STERRENBEELDEN

2.1. Benaming
De sterrenbeelden bezitten allen een Latijnse benaming (uitgezonderd voor de sterrenbeelden in het zuidelijk halfrond (die hun naam hoofdzakelijk aan wetenschappelijke instrumenten danken)) die komt uit de Griekse mythologie. Ze worden telkens genoemd met hun Nederlandse of hun Latijnse naam.

De helderste sterren bezitten Arabische of Latijnse namen. De anderen worden aangeduid met een Griekse letter. De nog zwakkere sterren zijn aangeduid met een cijfer of Latijnse letter.

Daarom volgt nu het Griekse alfabet.
=alpha =eta =nu =tau

=beta =theta =xi =upsilon

=gamma =iota =omicron =phi

=delta =kappa =pi =chi

=epsilon =lambda =rho =psi

=zeta =mu =sigma =omega

Deep-sky objecten krijgen de afkorting van een katalogus en een nummer. De drie bekendste katalogi zijn:
1) de Messier-katalogus (door Charles Messier in de 18° eeuw)

afkortingen: M + nummer

2) de "New General Catalogue" (N.G.C.) door Dreyer.

afkortingen: NGC + nummer

3) de Herschel-katalogus ( door William Herschel; 18°-19° eeuw)

afkortingen: H + Romeins cijfer dat het type object voorstelt + nummer




2.2. De algemene eigenschappen van sterren
Nu gaan we nog eerst eventjes in op de verschillende soorten sterren. Men kan ze indelen volgens kleur en helderheid.

2.2.1. De helderheid van sterren
Er zijn twee soorten helderheid: de schijnbare en de absolute helderheid. De schijnbare is de helderheid van een ster, gezien vanaf de Aarde. Hier houdt men echter geen rekening met de afstand en de grootte van de ster: een ster kan voor ons zeer helder lijken, omdat ze dichtbij staat of zeer groot is. Daarom hanteert men in de astrofysica het begrip absolute helderheid. Dit is de helderheid die een ster zou hebben, gezien vanop een afstand van 32,6 lichtjaren.

De helderheid wordt uitgedrukt in magnitude: hoe kleiner de magnitude, hoe helderder de ster. Er bestaat dus ook een negatieve magnitude. Een ster van magnitude -1 is bijvoorbeeld helderder dan een ster van magnitude 3. Per magnitude is er een helderheidsverschil van 2,5.


De absolute helderheid is een aanwijzing voor de massa en de grootte van een ster: hoe meer gas een ster bevat, hoe meer straling wordt uitgezonden. Hoe groter het oppervlak van de ster, hoe meer straling er in de ruimte kan vertrekken. Vaak zijn massieve sterren groot, maar dit gaat niet altijd op. Denk maar eens aan de witte dwergsterren (die enorm klein en compact zijn: een koffielepel materie ervan weegt soms enkele tonnen) of aan de rode reuzen die zeer ijl kunnen zijn. De grootste kunnen een diameter van meer dan een miljard km hebben.

2.2.2. De kleur en temperatuur van sterren.
Sterren hebben niet allemaal dezelfde kleur: er bestaan blauwe, witte, gele, oranje en rode sterren. Hoe blauwer een ster is, hoe warmer ze is, hoe roder, hoe koeler. De Zon zelf zit daar ergens tussenin: het is een gele ster, van middelbare omvang.

Als men het sterlicht met een spectroscoop onderzoekt, kan men het licht in de verschillende kleuren "breken" in het spectrum. In deze kleurenband komen zowel donkere als helder lijnen voor: de spectraallijnen. Deze zijn te wijten aan de absorptie van licht door bepaalde elementen of in het geval van de heldere lijnen aan het uitzenden van straling door bepaalde elementen.

Sterren van een bepaald kleur hebben ook een typisch spectrum.
Zo kan men de sterren in de volgende spectraalklasse onderverdelen:
spectraaltype kleur oppervlaktetemperatuur

W blauw 100 000 K

O blauw 60 000 K

B blauwwit 20 000 K

A wit 9000 K

F wit/geel 7000 K

G geel/oranje 5000 K

K oranje 4000 K

M rood 3000 K

R,N rood 3000 K

S dieprood 3000 K en minder
Om de types gemakkelijk te onthouden vonden Amerikaanse studenten een praktisch geheugensteuntje: O Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now Smack !

2.2.3. Speciale soorten sterren
Dubbelsterren

Slechts 50% van de sterren zijn enkelvoudig: de rest zijn dubbelsterren en zelfs meervoudige sterren. Dit zijn groepjes van 2 tot 6 sterren die rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. Dit noemt men de fysische dubbelsterren. Sterren die aan de hemel dicht bij elkaar staan, maar in werkelijkheid niets met elkaar te maken hebben, noemt men optische dubbelsterren.

Soms gebeurt het dat, als twee sterren rond elkaar draaien, de zwakkere component de heldere verduistert, als ze er juist voor gaat staan. Op die manier zien we de helderheid van sommige nauwe dubbelsterren met een regelmatige periode veranderen, bijvoorbeeld om de drie dagen. Deze sterren worden eclipserende dubbelsterren genoemd. en ze komen we bij de
Veranderlijke sterren

Een deel van de sterren heeft niet altijd dezelfde helderheid. Sommige veranderen met een regelmatige periode van helderheid (over enkele uren, dagen, weken, ...), andere zijn eerder onregelmatig. Ook de oorzaak is niet altijd dezelfde.

Zo spreken we over extrensieke veranderlijke sterren, wanneer het om een uitwendige oorzaak gaat, zoals bij de eclipserende veranderlijken. Bij de intrensiek veranderlijken ligt de oorzaak van de helderheidsveranderingen in de ster zelf. Dit kan bv. het uitzetten en inkrimpen van de ster zijn in de onstabiele laatste evolutiefasen. Andere oorzaken van een helderheidsverandering zijn het uitstoten van donkere wolken of het voorkomen van een soort reusachtige "zonnevlammen".

De meest spectaculaire zijn de explosieve veranderlijken, waarbij de ster in een laatste levensfase als nova of supernova met een enorme lichtflits "uit mekaar vliegt" (zie ook het hoofdstuk over evolutie in het heelal).



2.3. Soorten sterrenbeelden
Door de asomwenteling van de Aarde zien we in feite in één dag het ganse hemelgewelf voorbijtrekken. Door de beweging van de Aarde rond de Zon komen de sterren iets vroeger op en gaan ook iets later onder in het westen dan de vorige dag. Op die manier kan men na verloop van tijd (bv. een paar maanden) zien dat de hemel er anders uitziet dan een tijd geleden. Zo zijn de sterrenbeelden kenmerkend voor een bepaald seizoen; ze staan dan op hun hoogste punt aan de hemel in het zuiden.

We onderscheiden winter-, lente-, zomer- en herfststerrenbeelden. Tevens zijn er nog sterrenbeelden die in onze streken nooit ondergaan: ze zijn altijd te zien. Het zijn de circumpolaire sterrenbeelden; ze liggen rond (circum) de hemelpolen; zo zijn er noordelijke en zuidelijke circumpolaire sterrenbeelden, die respectievelijk rond de noordelijke en zuidelijke hemelpool liggen. De bekende Poolster valt bijna samen met de noordelijke hemelpool, zodat we op belichte foto-opnamen van enkele minuten van dit gebied de sterren als het ware rond de Poolster zien "draaien".

Nu volgt een beschrijving van het uitzicht van de sterrenbeelden in de 4 seizoenen, die op het eerste zicht wel een wat overdonderende opsomming van sterrenbeelden en dergelijke zal lijken. Daarom is het aangeraden aan de hand van deze beschrijving zelf eens de sterrenbeelden aan de hemel proberen op te zoeken, en tevens de helderste sterrenhopen en nevels indien u een verrekijker bezit. Tijdens de waarnemingsnachten zullen wij u daarbij helpen.


2.4. De sterrenhemel
a. De circumpolaire sterrenbeelden (noordelijk halfrond)
Boven de 40°noorderbreedte en meer zijn de volgende sterrenbeelden circumpolair: Ursa Major (Grote Beer), Ursa Minor (Kleine Beer), Cassiopeia, Cepheus, Draco (Draak), en Camelopardalis (Giraf).

Het sterrenbeeld dat het meest opvalt is de Grote Beer of Ursa Major, die de vorm heeft van een pan met een geknakte steel, of een wagen. Wanneer het helder genoeg is, kunt u nog enkele uitlopers van zwakkere sterren herkennen. Dit zijn de poten van de beer. Wanneer u dit sterrenbeeld gevonden hebt kunt u gemakkelijk wegwijs worden in de rest van de hemel. Verleng nu de afstand tussen de twee voorste sterretjes van de Grote Beer vijf maal verder naar het noorden. Dan komt u bij een tamelijke heldere ster, namelijk de Poolster, die bijna in het verlengde van de aardas ligt.

De Poolster is de helderste ster van de Kleine Beer of Ursa Minor, die ongeveer dezelfde vorm heeft als de Grote Beer, maar kleiner is, uit zwakkere sterren bestaat en een steel heeft die in een andere richting geknakt is.

Opvallend in de Grote Beer is de dubbelster Alcor en Mizar (van magnitude 2,4 en 4). Reeds met het blote oog kunt u ze onderscheiden. Met een telescoop kan men zien dat Mizar (de minst heldere) nog eens dubbel is en een begeleider van magnitude 4 heeft. Alcor en Mizar zijn slechts schijnbare dubbelsterren, dat wil zeggen: ze staan slechts toevallig samen aan de hemel, maar hebben in feite niets met elkaar te maken. Alcor is echter een echt paar, dat men ook door een telescoop kan zien. Elk van de 3 sterren (Alcor 1, Alcor 2 en Mizar) zijn ook nog eens spectroskopische dubbelsterren, maar dit kan men niet rechtstreeks met een teleskoop waarnemen.


Tussen de Grote Beer en de Kleine Beer kronkelt zich Draco of de Draak. De kop bestaat uit een vierhoek van sterren en wanneer u goed kijkt kunt u 14 sterren zien kronkelen.

Aan de andere kant van de Poolster liggen Cepheus en Cassiopeia. Cassiopeia heeft een duidelijke w- of m-vorm en is tamelijk helder. Het ligt in de volle Melkweg. Een blik door de verrekijker is hier de moeite waard. Dit sterrenbeeld heeft een hele reeks open sterrenhopen die reeds met een verrekijker te bewonderen zijn. Cepheus heeft een vijfhoekige huisvorm. Dit tweetal kan gevonden worden door de lijn - van de Grote Beer via de poolster verder te trekken.

Aan de andere zijde van de Draak en de Kleine Beer ligt een eerder zwak sterrenbeeld, namelijk Camelopardalis of de Giraf. De twee helderste sterren  -  (mag. 1) kan men vinden op de lijn Poolster-Capella.

b. De wintersterrenbeelden
De winter is vaak het helderst gedurende de koude winternachten. Dan kunnen ook zwakkere sterren worden waargenomen.

Verbindt men  en  van de Grote Beer naar het zuiden (over uw hoofd heen), dan belandt U in een vijfhoek die hoog aan de hemel in het zuiden staat: Auriga of de Voerman. Onmiddelijk valt een heldere gele ster op, Capella van mag. 1. Deze ster is fysisch ongeveer aan de Zon gelijk, maar wel groter. Ten zuiden van Capella ligt een driehoekje van sterren. In Auriga liggen drie interessante open sterrenhopen: M 38 (mag. 7,1), M 36 (mag 6,3), M 37 (mag 6,2) die alle drie reeds zichtbaar zijn in een verrekijker, maar pas echt mooi in een telescoop.

Wat ten zuiden van Auriga ligt er een andere heldere ster: de oranjerode Aldebaran (mag. 0,85). Aldebaran is de hoofdster van de Stier of Taurus, die gedomineerd wordt door twee prachtige open sterrenhopen:de Pleiaden en de Hyaden. De Hyaden liggen in een vorm van een pijl juist rond Aldebaran, die er echter zelf niet toe behoort. De Hyaden, samen met Aldebaran,  en vormen een driehoek, die de hoornen van de Stier voorstelt. Wat ten noordwesten van Aldebaran liggen dicht bij Perseus de Pleiaden of het Zevengesternte. Met het blote oog zijn 7 sterren zichtbaar. Ze zijn het mooist in een verrekijker of in een telescoop met een kleine vergroting. Dan worden de Pleiaden met hun blauwe kleur één van de meest indrukwekkende objecten.

Ten zuidoosten van Taurus ligt het meest opvallende sterrenbeeld van de ganse winterhemel: Orion of de Jager. Orion is te zien als een vierhoek met twee heldere sterren: de blauwwitte Rigel onderaan (mag. 0,15) en de rode Betelgeuze bovenaan (mag. 1,0) Beiden zijn reuzensterren, waarvan Betelgeuze met haar diameter van 350 maal die van de Zon de grootste is. In het midden van de vierhoek bevinden zich drie sterretjes met daaronder een wazige vlek: M 42 of de Orionnevel; een reusachtige gasnevel van mag. 4, die er in een telescoop uitziet als een groenachtige, waaiervormige massa. Dit is één van de vele geboorteplaatsen van sterren. Middenin de nevel liggen in een trapeziumvorm pasgeboren sterren.

Ten zuiden van Orion ligt de Haas of Lepus, een eerder zwak sterrenbeeld. Ten zuidoosten vindt u een groep van sterren die zich naar de horzion toe slingert: Eridanus.  Eridani (Archernar), de helderste ster van Eridanus, ligt bij ons 20° onder de horizon.
Ten oosten van Auriga liggen twee sterren van ongeveer gelijke helderheid: Castor en Pollux, de hoofdsterren van de Tweelingen of Gemini. Beiden zijn van mag. 1. Castor is een zesvoudige ster, waarvan er twee op een afstand van slechts respektievelijk 2,9" en 2,22" staan (nog net zichtbaar met een amateurtelescoop). Het ganse sterrenbeeld is te herkennen als een rechthoek met onderaan twee uitlopers; de voeten van de twee broers. De moeite waard is de open sterrenhoop M 35 (mag. 5,3), die reeds met een verrekijker te bewonderen is.

Meer naar het zuiden toe ligt een heldere ster: Proycon, die behoort tot de Kleine Hond of Canis Minor; één van de twee Jachthonden van Orion.


De hoofdster Sirius van de Grote Hond of Canis Major vindt men nog meer naar het zuiden toe, ongeveer op dezelfde hoogte als Rigel.
Sirius is vanop de Aarde de helderste ster (mag. -1,45), staat slechts op een achttal lichtjaar van ons en bezit een witte dwergster als begeleider. Tussen Sirius en  ligt een open sterrenhoop die nog net met het blote oog zichtbaar is: M 41, die zeer sterrenrijk is.
Tussen de Kleine en de Grote Hond en ten oosten van Orion ligt de Eenhoorn of Monoceros, die hoofdzakelijk uit zwakke sterren bestaat, en dus moelijk te herkennen is. Het gemakkelijkst is de lijn  -  - vertrekkend iets ten oosten van en op dezelfde hoogte als de Orionnevel, en ook de lijn vertrekkend iets ten oosten van Betelgeuze tot iets ten zuiden van Procyon. We hebben hier te doen met een sterrenrijk gebied aangezien Monoceros in de volle Melkweg ligt. Het loont hier de moeite een blik door de verrekijker te werpen.

Ten oosten van Gemini en Canis Minor ligt een ander zwak sterrenbeeldje: de Kreeft of Cancer; hoewel de vorm ervan tamelijk eenvoudig is. Verbind Castor en Pollux en trek die lijn door, dan komt u uit bij. Ten zuiden van vindt u  en  -de twee scharen- en ten noorden ervan  en, de staart. Tussen  en  ligt de mooie open sterrenhoop M 44 of Praesepe (= de Kribbe) van mag. 3,7 en dus met ongewapende oog zichtbaar als een wazig vlekje. In een verrekijker of een telescoop ziet M 44 eruit als een uitgestrekte groep van heldere sterren. Richt ook eens op M 67 (mag. 6,2), die meer geconcentreerd is en iets ten westen van  ligt. Zo zijn we langzaam gekomen bij de lentesterrenbeelden.




c. De lentesterrenbeelden
We vertrekken nu terug van de Grote Beer die nu recht boven u staat. Verbind nu  en  naar het zuiden toe en u belandt bij een heldere ster: Regulus (het koninkje), hoofdster van de Leeuw of Leo, die ten oosten van Cancer ligt en gemakkelijk te herkennen is aan zijn kop -lijkend op een vraagteken- en zijn staart, een driehoek van sterren. Ten noorden van Leo ligt een klein vierhoekje van sterren: de Kleine Leeuw of Leo Minor.
Verleng nu de staart van de Grote Beer tot u uitkomt bij een heldere oranje ster: Arcturus. Dit is de hoofdster van Boötes of de Ossenhoeder, soms ook Berenhoeder genoemd. Gemakkelijk herkenbaar is nu de vorm van het sterrenbeeld, namelijk een papieren vliegtuigje.
Trek nu een lijn Arcturus-Regulus en neem het midden ervan. Heel weinig ten noorden van de lijn tussen de twee zult u een mooi groepje heldere sterren aantreffen, namelijk Coma Berenices of haar van Berenice . De drie helderste sterren ervan zijn van 4de grootte; de driehoek --. Het mooiste is echter de nog zwakkere groep bij  die in feite een open sterrenhoop van 40 sterren is. Het vormt een prachtig schouwspel in een verrekijker. Met een verrekijker of in de telescoopzoeker is de krulvorm van deze sterrenhoop reeds duidelijk zichtbaar.
Wat ten noorden van Coma Berenices liggen de Jachthonden of Canes Venatici. Dit sterrenbeeld bestaat hoodzakelijk uit zwakke sterren. De helderste ster  is van 3de grootte en kan gemakkelijk gevonden worden door  en  van de Grote Beer met elkaar te verbinden en door te trekken.
Een weinig ten oosten van Boötes bevindt zich een halve cirkel van tamelijk heldere sterren: de Noorderkroon of Corona Borealis.
Laat ons nu wat meer naar het zuiden gaan. Een eind ten zuiden van Arcturus valt nog een heldere ster op, namelijk Spica (mag. 1), de hoofdster van de

1   2   3   4


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

    Hoofdpagina