kosmografie: hoofdstuk 1.1 - 1.4

begripsverklaring

kosmosgrafie: wetenschap die alles wat met de kosmos (ofwel hele heelal) te maken heeft, dus niet alleen aarde, maar ook alles daarbuiten (ruimte), beschrijft

geologie of aardkunde: wetenschap die de Aarde, haar geschiedenis en de processen die haar gevormd hebben en vormen, bestudeert

geografie of aardrijkskunde: wetenschap die het aardoppervlak bestudeert (cultuur, plantenleven, dierenwereld, gebruik van milieu en verkeer, landschap overal ter wereld)

astronomie of sterrenkunde: wetenschap die alle fenomenen buiten de atmosfeer van de Aarde bestudeert

1. samenstelling van het heelal

sterrenbeeld: groep sterren die voor het blote oog de vorm van een dier of mythologisch wezen lijken te hebben
→ slechts schijn: zeer verschillende afstanden
→ basis astrologie: verzameling ideeën over veronderstelde verband tussen het lot van mensen en wat er op aarde gebeurt en de stand van hemellichamen
→ analyse Zon, Maan en planeten tegen achtergrond dierenriem (= 20 graden brede zone aan de hemel waarbinnen schijnbare banen Zon, Maan en planeten verlopen, bestaat uit 12 sterrenbeelden)
→ pseudowetenschap

1.1 huidige voorstelling van het heelal van de Melkweg

‘s nachts aan de sterrenhemel: sterren (vergelijkbaar met zon maar dan verder weg, groter of kleiner, heter of koeler, ouder of jonger), nevels, sterrenstelsels, planeten of satellieten

sterren komen niet alleen voor: samen met gas- en stofwolken en donkere materie

planetenstelsel (onze: zonnestelsel)
→ 11 lichturen
sterrenstelsel, galaxie, melkwegstelsel (onze: Melkweg: 200 miljard sterren))
→ 100 000 lichtjaren
→ 10⁸ tot 10¹⁴ sterren
→ naburig: Andromeda (botsen met ons): 2.2 miljoen lichtjaar samen met 2 andere satellietsterrenstelsels (draaien rond andere )
groep/cluster (onze: Lokale Groep)
→ 2 miljoen lichtjaren
→ met 45 andere melkwegstelsels
→ naburig: De Virgo-cluster (midden Lokale Supercluster, trekt aan)
supercluster (onze: Lokale Supercluster)
→ 100 miljoen lichtjaren
→ Met 100 andere clusters
Grote Muur (onze: Grote Muur van Sloan)
→ 1.37 miljard lichtjaar
→ 3 in totaal, ertussen voids

1.2 afstanden in het heelal

eenheden

• Astronomische Eenheid (AE): gemiddelde afstand tussen Aarde en Zon

  → 150 000 000 km (=1)

• lichtjaar (ly): de afstand die het licht aflegt in 1 jaar tegen 300 000 km/s
  → 9,46 × 10¹² km

• parsec (pc)
  → 3,3 ly
  → parallaxmethode

afstandsberekennig van Zon tot een Ster
→ parallaxmethode (verschijnsel dat schijnbare positie voorwerp t.o.v. andere voorwerp of achtergrond varieert als het vanuit verschillend posities bekeken wordt)

hoek A bepalen, een half jaar later hoek B bepalen, hierbij gebruiken we de achtergrondsterren als oriëntatie, we letten dus op de schijnbare beweging van de dichte ster t.o.v. de andere sterren → hoek inbeelden (basis (L) 300 miljoen km)
H = tan(A) x L

afstandsberekening van Aarde tot zon

1672: Giovanni Casinni
→ methode die op parallax berust: hij stuurde Jean Richer naar Frans-Guyana terwijl hij in Parijs bleef, ze bepaalden beiden de positie van Mars t.o.v. andere achtergrondsterren, zo bepaalden ze de afstand van Mars tot de Aarde, zo ook die tot de zon

toepassingen

• maan: 384400 km, 1.3 ls

• mars: 225000000 km, 12.5 lm

• neptunus: 4351000000 km, 29.1 AE

• zon: 149600000, 8.3 lm

2. Hoe groot is nu het waarneembare heelal?

waarneembare heelal: gedeelte van universum dat in theorie vanaf de aarde waar te nemen is
→ buiten zonnestelsel enkel met elektromagnetische straling, dus plek zonder of te zwak is onzichtbaar
→ straal 46,5 miljard lichtjaar (heelal zelf maar 13.8 miljard jaar oud)
→ reden: expansie en uitdijing
→ o.b.v. hoe ver de verst gelegen objecten nu van ons afliggen
zichtbaar heelal
→ straal 13,8 miljard lichtjaar
→ o.b.v. wat we nu op aarde waarnemen

3. Verwerven van kennis over het heelal?

3.1 Met het blote oog

sterrennacht: 600 sterren en deel Melkweg
→ MAAR zichtbaar licht is maar een deel van de elektromagnetische straling die ze uitzenden
→ verschilt in frequentie

grootste deel door atmosfeer tegengehouden
+ houdt schadelijke straling tegen, maakt leven mogelijk
- observatie ruimt wordt moeilijke (enkel radiostralen en zichtbaar licht)

3.2 Waarnemingen met telescopen

optische telescopen (waarnemen zichtbaar licht)

• lenzentelescoop (refractor)
  → stralen gebroken door lens

  

• spiegeltelescoop (reflector)
  → spiegels vangen stralen op en bundelen ze, zwak licht wordt zichtbaar
  bv. Very Large Telescope: 4 spiegels werken samen
  bv. Extremy Large Telecope: E-ELT: in Chili

factoren goede plek telescoop (bv Chili)

• droog

• stabiele atmosfeer

• verschil dag-nacht klein

• weinig bevolking

• weinig lichtvervuiling

radiotelescopen (radiogolven opvangen)
bv. arecibo: ineengestort
bv. FAST in China
bv. synthese radio telescoop in Westerbork (meerdere die samen werken)
+ radiogolven opvangen
+ 24h gebruiken: dag-nacht, lichtvervuiling en bewolking maakt niet uit
- heel groot (300-500m)

vliegtuigen met telescopen
+ ijlere lucht, boven wolken → meer zicht

ruimtetelescopen
bv. Hubble Space Telescope: uv en zichtbaar licht
bv. Kepler Telescope: gericht op exoplaneten
bv. James Webb telescope: baan rond zon: exoplaneten
→ infrarood licht opvangen: info over kosmische dageraad (vlak na oerknal)

vereisten leven op exoplaneten (dichte ster (trappist 1) met 3 mogelijke planeten)

• in leefbare zone: vloeibaar water

• gassen C,N,S

• energie uit zon

• tijd (stabiele baan)

• atmosfeer

transitmethode (exoplaneten ontdekken)
→ licht uitgestraald door een ster lang analyseren, als een planeet passeert daalt lichtsterkte, zo kun je afleiden hoe groot de planeet is

4. Ons melkwegstelsel

4.1 ons melkwegstelsel is een spiraalstelsel

De Melkweg: onze zon en 200 miljard andere sterren + gas- en stofwolken

zijaanzicht: kern
→ meeste sterren
bovenaanzicht: schijf bestaande uit spiraalarmen
→ met sterren, stof en gas

halo: een sfeer rond de schijf met bolhopen, verspreide sterren en gas

satellietsterrenstelsel: draait rond groter melkwegstelsel in een baan
→ Melkweg: 9 o.a. de Grote en Klein Magellaanse wolk

onze Zon
→ 30 000 lj van kern, op Orionarm (zijarm Sagittariusarm)

Melkweg
→ beweegt (800 00 km/u)
→ eerder klein t.o.v. andere (bv Andromeda, gaan botsen)

4.2 concentraties van sterren

sterrenhopen: concentraties van sterren

open sterrenhopen (bv plejaden)
→ groepering enkele tientallen sterren
→ ontstaan uit zelfde gaswolk
→ jonge sterren
→ verbonden door zwakke gravitatiekrachten, vallen uit elkaar

bolhopen
→ groepering >100000 sterren
→ oudste van Melkweg: blijven hangen na botsing andere sterrenstelsel
→ ligt in halo rond centrum
→ sterke gravitatiekrachten

4.3 interstellaire ruimte

ruimte tussen sterren: niet leeg maar een ijl gas dat wij als nevels waarnemen
→ dichtheid gas niet gelijk

• absorptienevels
  → dichte wolken van koud gas en stof, houden licht omliggende sterren tegen (gezien als donken), door ineenstorting en samentrekking van waterstofgas onstaan nieuwe sterren
  → bv Paardenkopnevel, Zuilen der schepping

• emissienevel
  → sterren die gevormd zijn in absorptienevel, stralen energie uit en ioniseren deel van wolk en stralen zo licht uit
  → bv Rossetenevel, Arendnevel

• reflectienevel

  → kaatsen licht omliggende sterren terug
  → bv nevels rond plejaden, Messier 78

• planetaire nevels
  → sterren die op het einde van een leven buitenste gaslagen afstoten, kern krimpt in en vormt witte dwerg en blaaste gas weg
  → Helixnevel

• donkere materie
  → licht van sterren op weg naar Aarde wordt afgebogen (gravitatiekracht) dus er is materie aanwezig die niet waar te nemen is met elektromagnetische straling, heeft massa maar geen lading

4.4 Soorten sterrenstelsel

Hubble-classificatie (Edwin Hubble bij sterrenwacht Mount Wilson)

• elliptische (sterren egaal verspreid)

• spiraalvormig

• onregelmatige

• balkspiraalvormig