lessenserie over het heelal. Ontworpen voor de onderbouw metconceptontwikkeling voor de midden en bovenbouw.

1. Harriët ten Hove & Gijs van Malsen

2. 2

3. Inhoud
Inleiding............................................................................................................................................ 10
Leerkrachtenhandleiding .................................................................................................................. 11
Theorie en Parate Kennis............................................................................................................... 11
De Aarde........................................................................................................................................... 14
Fysieke Eigenschappen ...................................................................................................................... 15
Leeftijd en Andere Tijden................................................................................................................... 15
Seizoenen ......................................................................................................................................... 16
Satellieten......................................................................................................................................... 19
De Maan ........................................................................................................................................... 20
Fysieke Eigenschappen ...................................................................................................................... 20
Eb en vloed ....................................................................................................................................... 22
Verkenning ....................................................................................................................................... 22
Ons Zonnestelsel............................................................................................................................... 24
De Oortwolk...................................................................................................................................... 25
Verkenning ....................................................................................................................................... 26
Mercurius ......................................................................................................................................... 27
Verkenning ....................................................................................................................................... 28
Baan, rotatie en zichtbaarheid .......................................................................................................... 29
Verkenning ....................................................................................................................................... 29
Mars ................................................................................................................................................. 30
Verkenning ....................................................................................................................................... 31
Kolonisatie ........................................................................................................................................ 32
Jupiter .............................................................................................................................................. 32
3

4. Manen .............................................................................................................................................. 34
Verkenning ....................................................................................................................................... 34
Saturnus ........................................................................................................................................... 34
Ringen .............................................................................................................................................. 36
Manen .............................................................................................................................................. 37
Verkenning ....................................................................................................................................... 37
Uranus .............................................................................................................................................. 38
Verkenning ....................................................................................................................................... 39
Neptunus .......................................................................................................................................... 40
Verkenning ....................................................................................................................................... 40
Pluto ................................................................................................................................................. 41
Status van Pluto als planeet .............................................................................................................. 42
Verkenning ....................................................................................................................................... 43
De Zon .............................................................................................................................................. 44
Structuur........................................................................................................................................... 44
Leven van de zon............................................................................................................................... 45
Zichtbaarheid en waarnemingen ....................................................................................................... 47
Sterren ............................................................................................................................................. 48
Eigenschappen .................................................................................................................................. 49
Spectraalklassen ............................................................................................................................... 50
Naamgeving ..................................................................................................................................... 51
Sterrenstelsels .................................................................................................................................. 52
Eindstadia van sterren ...................................................................................................................... 54
Witte Dwergen ................................................................................................................................. 54
Supernova's ...................................................................................................................................... 56
Neutronensterren ............................................................................................................................. 57
Zwarte Gaten .................................................................................................................................... 58
4

5. Enkele natuurkundige concepten ...................................................................................................... 59
Zwaartekracht .................................................................................................................................. 59
Ontsnappingssnelheid ....................................................................................................................... 59
Licht.................................................................................................................................................. 60
Tijd en relativiteit .............................................................................................................................. 60
Ruimtevaart in het kort ..................................................................................................................... 61
Nawoord........................................................................................................................................... 63
Bronnenlijst ...................................................................................................................................... 63
Verhalend ontwerp ........................................................................................................................... 66
Verhalend ontwerp Groep 1 en 2 .................................................................................................. 68
Basisplan raket, ruimtevoertuig ................................................................................................. 73
Basisplan fantasieplaneten. ....................................................................................................... 79
Werkblad : Blaas een heelal van bellen! .................................................................................... 85
De flessen raket ........................................................................................................................ 87
Conceptplannen voor groep 3 tot en met groep 8 ......................................................................... 88
Groep 3/4 ................................................................................................................................. 88
Groep 5/6 ................................................................................................................................. 90
Groep 7/8 ................................................................................................................................. 91
Websites........................................................................................................................................... 92
Verhalend ontwerpen ................................................................................................................... 92
Misconcepties ............................................................................................................................... 93
Yurls pagina’s ................................................................................................................................ 93
websites zon ................................................................................................................................. 94
Websites planeten ........................................................................................................................ 94
Websites maan ............................................................................................................................. 95
Websites eb en vloed onderbouw ................................................................................................. 95
Website sterrenbeelden................................................................................................................ 96
5

6. Websites seizoenen ...................................................................................................................... 96
Websites ruimtevaart onderbouw ................................................................................................. 96
Websites heelal onderbouw .......................................................................................................... 97
Websites Zon Bovenbouw ............................................................................................................. 97
Websites Planeten Bovenbouw ..................................................................................................... 97
Websites de maan Bovenbouw ..................................................................................................... 98
Websites het zwarte gat Bovenbouw ............................................................................................ 99
Websites Ruimtevaart Bovenbouw ............................................................................................... 99
Websites Seizoenen Midden en Bovenbouw ................................................................................ 99
Websites Sterrenbeelden Bovenbouw ........................................................................................ 100
Boeken............................................................................................................................................ 101
Lesboeken en lessen !!!............................................................................................................... 101
Digitaal schoolbord. .................................................................................................................... 101
Vraag en antwoord ..................................................................................................................... 101
Digitale verhalen ......................................................................................................................... 102
Boeken zon onderbouw .............................................................................................................. 102
Boeken planeten onderbouw ...................................................................................................... 102
Boeken ruimtevaart onderbouw ................................................................................................. 104
Boeken seizoenen onderbouw .................................................................................................... 104
Boeken Planeten Bovenbouw...................................................................................................... 104
Boeken de Maan Bovenbouw ...................................................................................................... 105
Boeken Ruimtevaart bovenbouw ................................................................................................ 105
Boeken Seizoenen Bovenbouw ................................................................................................... 106
Boeken Sterrenbeelden Bovenbouw ........................................................................................... 106
Boeken Zon Bovenbouw ............................................................................................................. 106
Boeken Planeten Bovenbouw...................................................................................................... 106
Boeken de Maan Bovenbouw...................................................................................................... 107
6

7. Boeken De Ruimte/ Het heelal. ................................................................................................... 107
Jeugdliteratuur 9 tot 12 jaar ........................................................................................................ 107
Liedjes ............................................................................................................................................ 108
Filmpjes .......................................................................................................................................... 109
Filmpje zon onderbouw .............................................................................................................. 109
Filmpje seizoenen onderbouw .................................................................................................... 109
Filmpje Zon Bovenbouw .............................................................................................................. 109
Filmpje Planeten Bovenbouw ...................................................................................................... 109
Filmpjes de maan Bovenbouw..................................................................................................... 109
Filmpjes het zwarte gat Bovenbouw ............................................................................................ 110
Filmpjes Ruimtevaart Bovenbouw ............................................................................................... 110
Filmpjes Seizoenen Bovenbouw .................................................................................................. 110
Posters............................................................................................................................................ 111
Poster Zon Bovenbouw ............................................................................................................... 111
Poster Maan Bovenbouw ............................................................................................................ 111
Poster Ruimtevaart Bovenbouw .................................................................................................. 111
Posters Seizoenen Bovenbouw.................................................................................................... 111
Posters Sterrenbeelden Bovenbouw ........................................................................................... 111
Posters zon onderbouw .............................................................................................................. 111
Posters sterrenbeelden onderbouw ............................................................................................ 112
Posters seizoenen onderbouw .................................................................................................... 112
Posters Zon Bovenbouw.............................................................................................................. 112
Posters Maan Bovenbouw........................................................................................................... 112
Posters Ruimtevaart Bovenbouw ................................................................................................ 112
Posters Seizoenen Bovenbouw.................................................................................................... 112
Posters Sterrenbeelden Bovenbouw ........................................................................................... 113
Educatief materiaal ..................................................................................................................... 113
7

8. Quiz Bovenbouw ......................................................................................................................... 113
ER OP UIT!! ..................................................................................................................................... 114
Uitstapjes de maan Bovenbouw .................................................................................................. 114
Uitstapjes Ruimtevaart Bovenbouw ............................................................................................ 114
8

9. 9

10. Inleiding
Wetenschap en Techniek. Hoe geef je daar als leerkracht handen en voeten aan?
Wij hebben voor onze Minor “Ruimte voor talent” een verhalend ontwerp ontworpen voor kleuters.
Met dit verhalend ontwerp laten we de kinderen kennis maken met ons eigen sterrenstelsel. Hierbij
besteden we ondermeer aandacht aan de planeten en de ruimtevaart. Het verwonderen en
enthousiasmeren staat centraal. Daarnaast leggen we ook een conceptplan neer voor de andere
groepen.
Om ervoor te zorgen dat iedereen gebruik kan maken van onze ontwerpen hebben we gezorgd voor
een algemene leerkrachten handleiding. Hierin kunt u ondermeer uw eigen kennis vergroten over
het heelal. Daarnaast zult u veelvoud aan links vinden naar websites waar informatie te vinden is
maar ook waar u lessen vandaan kunt halen, ideeën op kunt doen en waarbij de kinderen zelf aan de
slag kunnen.
Veel plezier!
Harriët ten Hove & Gijs van Malsen
10

11. Leerkrachtenhandleiding .
Theorie en Parate Kennis
Inhoud
Bronnenlijst ............................................................................................ Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.
De Aarde.................................................................................................................................................... 14
Fysieke Eigenschappen ............................................................................................................................... 15
Leeftijd en Andere Tijden............................................................................................................................ 15
Seizoenen .................................................................................................................................................. 16
Satellieten.................................................................................................................................................. 19
De Maan .................................................................................................................................................... 20
Fysieke Eigenschappen ............................................................................................................................... 20
Eb en vloed ................................................................................................................................................ 22
Verkenning ................................................................................................................................................ 22
Ons Zonnestelsel........................................................................................................................................ 24
De Oortwolk............................................................................................................................................... 25
Verkenning ................................................................................................................................................ 26
Mercurius .................................................................................................................................................. 27
Verkenning ................................................................................................................................................ 28
Venus ........................................................................................................................................................ 28
Baan, rotatie en zichtbaarheid ................................................................................................................... 29
Verkenning ................................................................................................................................................ 29
Mars .......................................................................................................................................................... 30
Verkenning ................................................................................................................................................ 31
Kolonisatie ................................................................................................................................................. 31
Jupiter ....................................................................................................................................................... 32
11

12. Manen ....................................................................................................................................................... 34
Verkenning ................................................................................................................................................ 34
Saturnus .................................................................................................................................................... 34
Ringen ....................................................................................................................................................... 36
Manen ....................................................................................................................................................... 37
Verkenning ................................................................................................................................................ 37
Uranus ....................................................................................................................................................... 38
Verkenning ................................................................................................................................................ 39
Neptunus ................................................................................................................................................... 40
Verkenning ................................................................................................................................................ 40
Pluto .......................................................................................................................................................... 41
Status van Pluto als planeet ....................................................................................................................... 42
Verkenning ................................................................................................................................................ 43
De Zon ....................................................................................................................................................... 44
Structuur.................................................................................................................................................... 44
Leven van de zon........................................................................................................................................ 45
Zichtbaarheid en waarnemingen ................................................................................................................ 47
Sterren ...................................................................................................................................................... 48
Eigenschappen ........................................................................................................................................... 49
Spectraalklassen ........................................................................................................................................ 50
Naamgeving .............................................................................................................................................. 51
Sterrenstelsels ........................................................................................................................................... 52
Eindstadia van sterren ............................................................................................................................... 54
Witte Dwergen .......................................................................................................................................... 54
Supernova's ............................................................................................................................................... 56
Neutronensterren ...................................................................................................................................... 57
Zwarte Gaten ............................................................................................................................................. 58
12

13. Enkele natuurkundige concepten ............................................................................................................... 59
Zwaartekracht ........................................................................................................................................... 59
Ontsnappingssnelheid ................................................................................................................................ 59
Licht........................................................................................................................................................... 60
Tijd en relativiteit ....................................................................................................................................... 60
Ruimtevaart in het kort .............................................................................................................................. 61
Nawoord.................................................................................................................................................... 63
Bronnenlijst ............................................................................................................................................... 63
13

14. De Aarde
Ten eerste is de Aarde uiteraard de planeet waarop wij leven, maar het moge duidelijk zijn dat het ook
echt een planeet is en zodoende in veel opzichten hetzelfde als de andere planeten in ons zonnestelsel.
Hier zullen we later verder op in gaan, maar eerst zullen we de aspecten van de Aarde bekijken die
haar juist zo uniek maken.
` De Aarde gezien door de Apollo 17
ruimtemissie.
14

15. Fysieke Eigenschappen
De Aarde heeft een straal van 6371,0 km. Dit is uiteraard een gemiddelde, want de afstand van de
kern van de Aarde tot het oppervlak verschilt natuurlijk over de Aarde (op de Mount Everest is de
straal 8 km groter dan op zeeniveau). De omtrek van de Aarde is dus ongeveer 40.000 km (dat is
ongeveer 160 keer van Arnhem naar Den Haag en weer terug). Het totale oppervlak van de Aarde is
ongeveer 510.000.000 km² (Arnhem zou 5 miljoen keer op het oppervlak van de Aarde passen). Het
grootste deel hiervan (71%) hiervan bestaat uit water. Het handige bij het berekenen van de omtrek en
het oppervlak (en de inhoud) is natuurlijk dat de Aarde rond is en dus in alle richtingen de afstand tot
het midden van de Aarde hetzelfde is. De reden dat de Aarde rond is is nogal ingewikkeld om zo
maar uit te leggen, maar het principe is dat de zwaartekracht altijd naar het centrum van een
voorwerp (in dit geval de Aarde) werkt. De Aarde is ontstaan uit kleinere deeltjes die (ook door hun
zwaartekracht) tegen elkaar botsten en zo grotere deeltjes werden en steeds meer grotere deeltjes uit
alle richtingen aantrokken. Omdat de zwaartekracht altijd naar het centrum van die “deeltjeshomp”
werkte, ontstond langzamerhand een bol (denk aan een ballon die geladen is en in een bak confetti
gedoopt wordt. Hier blijven de deeltjes ook gelijk verdeeld over de ballon plakken). De Aarde is dus
niet rond omdat hij draait, bijvoorbeeld. Er zijn namelijk ook genoeg ronde objecten in het heelal die
(bijna) niet draaien.
De massa van de Aarde is 5,9736 x 10²⁴ kg (oftewel, ongeveer 6 met 24 nullen:
6.000.000.000.000.000.000.000.000 kg). Deze massa wordt uiteraard niet bepaal door de Aarde op een
weegschaal te leggen en hem dan te wegen. Men moet hiervoor echter weer gebruik maken van het
begrip zwaartekracht. Als je namelijk de zwaartekracht op een planeet weet, kun je de massa daaruit
afleiden. De zwaartekracht op Aarde is te meten met behulp van de valversnelling. Dit staat voor de
versnelling (dus de toename in snelheid) die een voorwerp krijgt als je het van een hoogte laat vallen.
Deze valversnelling is constant en hetzelfde voor elk voorwerp (het is dus in theorie niet waar dat
grotere voorwerpen sneller vallen, maar omdat voorwerpen op Aarde ook wrijving ondervinden door
de lucht, kan dit in de praktijk anders uitpakken). Als je deze valversnelling kent (die natuurlijk
makkelijk te meten is als je gewoon iets laat vallen en meet hoever het object in bepaalde tijden valt),
kun je de massa van de Aarde afleiden door middel van een formule waar je verder alleen maar de
straal van de Aarde en de zwaartekrachtsconstante voor nodig hebt. Deze laatste constante is weer te
bepalen met een redelijk ingewikkeld experiment voor het eerst uitgevoerd door Henry Cavendish.
Dit experiment is dan ook naar hem genoemd.
Leeftijd en Andere Tijden
De Aarde is al ruim 4,5 miljard (4.500.000.000) jaar oud. Leven op Aarde is ongeveer een miljard jaar
na het ontstaan van de Aarde verschenen. Niet dat er toen al dieren, planten en mensen waren. Het
15

16. leven bestond toen slechts uit ééncelligen en andere voor het blote oog onzichtbare levensvormen. Het
leven is door de miljarden jaar heen langzaam steeds groter en complexer geworden, met als gevolg
de mensen, planten en dieren die je nu om je heen ziet.
De Aarde draait om zijn eigen as. Hier doet hij ongeveer 23 uur en 56 minuten over. Voor het gemak
ronden we dit af tot 24 uur. Dit is dus de lengte van een dag. De draaiing van de Aarde is ook de
reden dat het 's nachts donker wordt. De Aarde draait namelijk ook om de zon heen, maar veel
langzamer dan om zijn eigen as. Hierdoor draait elke plek op de Aarde dagelijks van de zon af, zodat
het daar donker wordt. Naast het feit dat de Aarde om zijn eigen as draait, draait hij ook, zoals
hierboven genoemd, om de zon. Hier doet de Aarde 365,25 dagen over, oftewel een jaar. Tijdens dit
jaar verandert het weer op Aarde merkbaar; De seizoenen veranderen.
Seizoenen
De seizoenen worden niet veroorzaakt, zoals helaas nog te vaak wordt gedacht, door het feit dat de
Aarde een deel van het jaar verder van de zon af zit dan andere delen van het jaar. Als dit zo zou zijn,
zou de baan die de Aarde om de zon maakt niet de zon in het centrum hebben en zou de zon dus
beduidend groter worden tijdens de
“zomer”. Hiernaast zou het
betekenen dat de Aarde veel langer
ver van de zon af zou staan dan er
dichter bij en zou de zomer dus veel
korter duren dan de winter, terwijl
iedereen weet dat alle seizoenen
even lang duren.
De oorzaak van de seizoenen ligt
hem dus niet in de afstand tot de
zon, maar in de positie van de
Aarde ten opzichte van de zon. Wat
hiermee bedoeld wordt is, omdat de
Aarde onder een hoek draait ten
opzichte van de zon, de Aarde door
het jaar heen steeds op andere manieren tegen de zon “aankijkt”.
16

17. De Aarde wordt door het jaar heen steeds op een andere manier verlicht. Als je dus in de winter op
het noordelijk halfrond zit, schijnt de zon minder direct op jou dan in de zomer. Je kunt dit makkelijk
voor jezelf demonstreren door een wereldbol (het liefst één die al onder een hoek staat) en een een
zaklamp te gebruiken. Je beschijnt dan de wereldbol eerst van de ene kant en loopt dan, zonder de bol
te verplaatsen, naar de andere kant en schijnt dan van dezelfde afstand op dezelfde plek. Je zult dan
zien dat de lichtvlek die de zaklamp op de aardbol maakt van grootte zal veranderen. Omdat je in
beide gevallen dezelfde hoeveelheid licht (wat gelijk staat aan zonnewarmte) op de bol schijnt, maar
het in het ene geval over een groter oppervlak verdeeld moet worden, heb je dus in beide situaties een
andere lichtsterkte op dezelfde plek. Lichtsterkte staat hier voor warmte, dus kun je je voorstellen dat
het in de winter kouder is, omdat de zon dan dezelfde warmte over een groter oppervlak moet
verdelen.
17

18. 18

19. Satellieten
Naast de maan (die officieel ook een satelliet is, omdat dat woord slechts betekent dat een object in een
baan rond een planeet, in dit geval de Aarde, draait) zijn er ook een heleboel kunstmatige satellieten
die rond de Aarde draaien. Op het moment zweven er enkele duizenden objecten rond de Aarde die
als satelliet te classificeren zijn. Hiervan zijn slechts enkele honderden actieve satellieten die voor o.a.
communicatie, navigatie en wetenschappelijk onderzoek gebruikt worden.
Een paar bekende satellieten zijn:
 Hubble Space Telescope
De Hubble, zoals hij kortaf vaak genoemd wordt, is niet
de eerste ruimtetelescoop, maar wel de meest
invloedrijke. De meeste bekende afbeeldingen van
objecten in de ruimte (zoals andere sterrenstelsels,
supernova's etc.) komen van de Hubble af. De telescoop
is vernoemd naar de Astronoom Edwin Hubble, die veel
ontdekkingen heeft gedaan op het gebied van
sterrenstelsels. Overigens is de reden om een telescoop
in de ruimte te hebben dat hij dan geen last heeft van de atmosfeer. Deze is namelijk niet helemaal
doorzichtig (zoals hij dat voor ons oog meestal wel is), maar verstoort het licht dat van de sterren
komt een beetje (dit veroorzaakt de twinkeling in sterren), waardoor de genomen foto's van
grondtelescopen minder scherp worden als ze zouden kunnen zijn zonder atmosfeer. Vandaar de
uitvindin van de ruimtetelescoop.
 ISS
Het ISS (International Space Station) is het grootste
ruimtestation dat tot nu toe door de mensheid is
gebouwd. Het station is sinds een aantal jaar in
aanbouw en zal als het goed is in 2011 voltooid worden.
Om het station te bouwen, worden er steeds met
spaceshuttles onderdelen naar toe gebracht en aan
toegevoegd. Het station draait met ongeveer 27.000
km/u rond de Aarde. Dit betekent dat het in ongeveer anderhalf uur een rondje om de Aarde heeft
gemaakt.
Het ISS is ook met het blote oog te zien. Hij is dan soms zichtbaar aan de hemel als een heel fel stipje
dat snel door de ruimte beweegt en dan snel weer zwakker wordt.
19

20. De Maan
De maan is de enige natuurlijke satelliet van de Aarde (moeilijke manier om maan te zeggen). Het is
de op vier na grootste maan in het zonnestelsel en heeft de grootste planeet-maan verhouding (dat wil
zeggen, de maan heeft, ten opzichte van zijn planeet, de Aarde, de grootste massaverhouding).
De maan, zoals hij vanaf de Aarde te zien is.
Fysieke Eigenschappen
De maan heeft een straal van ongeveer 1700 km, wat iets meer dan een kwart van de straal van de
Aarde is. Daarentegen is de massa van de maan slechts 7,3 x 10²² kg, wat ongeveer 1/80 van de massa
van de Aarde is.
Het oppervlak van de maan is bezaaid met kraters. Deze kraters zijn het gevolg van inslagen van
meteorieten en andere kleinere en grotere objecten. De grotere donkere vlekken zijn geen kraterrs,
maar zijn heel vroeger zeeën genoemd, omdat men toen dacht dat de maan er min of meer net zo
uitzag als de Aarde. Deze donkere vlekken zijn het gevolg van vroegere vulkaanuitbarstingen, waarbij
donkerder stof uit de binnenkant van de maan over het oppervlak werd gesmeten.
20

21. De maan is, volgens de laatste theorieën, ontstaan doordat een kleinere planeet (een planetoïde) op de
Aarde botste. Hierdoor werd er veel stof en steen van de Aarde afgeslingerd, de ruimte in. Van dat
stof bleef veel in een baan rond de Aarde zweven. Langzaam is dit stof weer gaan samenklonteren tot
er uiteindelijk de maan uit ontstond.
Wij zien overigens steeds maar één kant van de maan, omdat de maan net zo lang over een rondje om
zijn eigen as doet als over een rondje om de Aarde (de beste manier om dit in te zien is door iemand
om een object te laten lopen en hem of haar te vertellen steeds zijn gezicht naar dat object te wijzen.
Hij zal dan op een gegeven moment om zijn/haar as moeten draaien en na één vol rondje om het
object, zal hij/zij ook een heel rondje zijn/haar as hebben gedraaid. Deze omwentelingstijd is overigens
ongeveer 27 dagen). De andere kant van de maan ziet er heel anders uit, omdat deze kant sinds de
vorming van de maan makkelijker doelwit is geweest voor inslagen. De “donkere” kant van de maan
zit dus vol met nog meer kraters als de “lichte” kant.
De donkere kant van de maan.
21

22. Eb en vloed
Zoals we in de vorige paragrafen al gezegd hebben, oefenen de Aarde en de maan (en de zon ook,
overigens) zwaartekracht op elkaar uit. Deze zwaartekracht is (zeker van de maan) zo groot dat het
voorwerpen op Aarde kan aantrekken. Het makkelijkst is dit te merken bij de zeeën van de Aarde.
Omdat de maan kracht uitoefent op de Aarde, trekt hij het water van de oceanen een beetje naar zich
toe, waardoor het op plekken waar de maan zichtbaar is hoger water is dan waar hij dat niet is. Als de
Aarde dus weer van de maan wegdraait (als de maan dus onder gaat), neemt de kracht die de maan
op het water uitoefent af en wordt het weer eb. Er is ook nog een bijkomend effect op het deel van de
Aarde dat precies aan de andere kant van de maan is. Omdat de maan niet alleen zwaartekracht
uitoefent op het water, maar ook op de Aarde zelf, trekt hij de Aarde een beetje naar zich toe. Dit gaat
langzamer dan dat hij het water dat aan de “onderkant” van de Aarde naar zich toe trekt, dus zal het
water op die plekken ook hoger staan en is het daar ook vloed.
Naast het effect van de maan, speelt de zon ook nog een kleine rol in eb en vloed, maar omdat hij zo
ver weg staat is dit nauwelijks te merken. Bovendien wordt er ook een deel van eb en vloed
veroorzaakt door de draaiing van de Aarde zelf. Omdat de Aarde om zijn as draait, oefent hij zelf een
kracht uit naar buiten gericht (vergelijk het met een emmer water aan een touw dat je in de rondte
draait. Als de emmer boven je hangt en je maar snel genoeg blijft draaien zal het water toch in de
emmer blijven zitten door de zogenaamde middelpuntvliedende kracht). Door deze kracht wordt het
water rond de evenaar dus een beetje van de Aarde afgeduwd.
Verkenning
De maan werd in 1959 al voor het eerst bezocht door de Russische maansonde Loenik 2. Deze sloeg in
op de maan en deed enkele waarnemingen over de sterkte van het magnetisch veld van de maan. Het
kostte echter nog tien jaar aan (niet allemaal succesvolle) maanprojecten voordat de eerste mens de
maan bezocht. Deze eer viel ten deel aan de Amerikanen Neil Armstrong, Edwin “Buzz” Aldrin en
Michael Collins met de maanlander Apollo 11. Na nog enkele Amerikaanse ruimte-expedities is er
geen mens meer op de maan geweest. Echter, sinds kort is er weer interesse in het bezoeken van de
maan en nadat kort geleden reservoirs van water in de d
onkere delen van de kraters van de maan zijn gevonden zijn de plannen van veel landen om een
permanente maanbasis te bouwen weer nieuw leven in geblazen. De Amerikanen hebben
aangekondigd zo gauw het ISS af is aan een maanbasis te willen beginnen en de Japanners willen in
2016 een telescoop op de maan plaatsen.
22

23. Buzz Aldrin zet zijn eerste stappen op de maan.
23

24. Ons Zonnestelsel
Ons zonnestelsel (ook wel “het” zonnestelsel, omdat we pas sinds kort zeker weten dat ook rond
andere sterren planetenstelsels bestaan zoals bij ons) bestaat uit de zon, uiteraard, en alle objecten die
door de zwaartekracht aan de zon gebonden zijn. Dit zijn dus niet alleen de acht planeten (die we,
naast de Aarde, hierna zullen bespreken), maar ook asteroïden, kometen en allerlei ander kleinere en
grotere objecten.
Ons zonnestelsel met, naast de “echte” planeten, ook enkele dwergplaneten.
De Zon is een klasse G2 ster met een diameter van 1,39 miljoen kilometer. De Zon neemt 99,86% van
de massa in het zonnestelsel voor zijn rekening.
Het zonnestelsel is tegelijk met de zon gevormd, toen deze ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstond
uit het ineenstorten van een wolk gas. Traditioneel werden tot ons zonnestelsel negen planeten
gerekend. In de jaren 90 werd ontdekt dat de toenmalige negende planeet, Pluto slechts één van vele
soortgelijke objecten in de Kuipergordel was. De Kuipergordel is een gordel van vele miljarden
komeetachtige, uit steen en ijs bestaande objecten, transneptunisch object genoemd, voorbij de baan
van de achtste planeet van ons zonnestelsel, Neptunus. De gordel bevindt zich op 30 AE tot 50 AE
afstand van de zon (1 AE, of Astronomische Eenheid, is de afstand van de Aarde tot de zon, ongeveer
150 miljoen kilometer). Naarmate steeds grotere objecten ontdekt werden, zoals Quaoar en Varuna
kwam het klassieke aantal van negen planeten onder druk te staan. Met de ontdekking van de nog
24

25. veel grotere Eris was een nieuwe definitie van planeet noodzakelijk. Volgens de nieuwe definitie
wordt Pluto nu een dwergplaneet genoemd en telt ons zonnestelsel acht planeten (hierover meer bij
het hoofdstuk over Pluto).
Zoals ook op de bovenstaande afbeelding te zien is, is de verhouding in omvang tussen de zon en
haar planeten enorm groot (de verhouding zoals hierboven getoond is 1:1). Hierdoor is het ook voor te
stellen dat het moeilijk is om planeten bij andere sterren te ontdekken en er zijn dan ook nog niet zo
veel planeten ontdekt buiten ons zonnestelsel (zo'n 400). Deze planeten worden exoplaneten
genoemd.
Overigens word in veel afbeeldingen de afstand tussen de zon en de planeten sterk verminderd.
Waarschijnlijk om ruimte te besparen, want de verhouding tussen afstanden en grootten in het
zonnestelsel zijn op z'n zachtst gezegd belachelijk. De volgende analogie komt van Wikipedia:
Stel dat de Zon met een diameter van 14 meter op het Domplein van Utrecht ligt, dan ligt Mercurius op 580
meter afstand op het Vredenburg. Mercurius is dan maar 5 centimeter groot. Venus bevindt zich ter hoogte van
de Jaarbeurs (1,1 km afstand) en is 12 centimeter groot. De Aarde ligt op de Muntkade (1,5 km) met een
afmeting van 13 centimeter. Mars bevindt zich op het Oktoberplein (2,3 km) en is 7 cm. Vervolgens komt Jupiter
(1,4 m groot) net iets ten westen van De Meern op 7,8 km afstand. Bij Woerden ongeveer (14 km afstand) ligt
Saturnus (1,2 m groot). Uranus ligt dan bij Reeuwijk op 29 km afstand en is 50 cm groot. Neptunus ligt bij
Zoetermeer (45 km) en is ook 50 cm groot, en tot slot ligt Pluto op de pier in Scheveningen (59 km) en is 2 cm
groot.
De buitenste ring van ons zonnestelsel wordt gevormd door de Oortwolk. Dit is een vooralsnog
hypothetische wolk van ijsachtige objecten die de bron zou zijn van de kometen die door het
zonnestelsel bewegen.
De Oortwolk
De Oortwolk is een hypothese van de Nederlander Jan Hendrik Oort om te verklaren waarom er nog
steeds kometen zijn. Kometen vallen immers uit elkaar na een aantal omlopen door het binnenste deel
van het zonnestelsel. Sinds het begin van het zonnestelsel, een paar miljard jaar geleden, zouden alle
kometen allang uit elkaar gevallen moeten zijn. Volgens Oort is er een stabiele wolk van miljoenen
komeetachtige objecten in de buitenste regionen van het zonnestelsel, waar zo nu en dan een komeet
vandaan komt. De Oortwolk heeft de vorm van een grote bol met de Zon als centrum: de kometen
kunnen vanuit alle richtingen aan de hemel opduiken. Ook van de onlangs ontdekte planetoïde Sedna
wordt vermoed dat hij afkomstig is uit het binnengebied van de Oortwolk. De binnenste grens van de
Oortwolk zou op ongeveer 1 lichtjaar afstand van de zon moeten liggen (1 lichtjaar is 10 biljoen
kilometer. Dus 10.000.000.000.000 kilomter).
25

26. Ons zonnestelsel, zoals men denkt dat hij er tot de uiterste grenzen uitziet.
Verkenning
De belangrijkste verkenners van ons zonnestelsel zijn de Voyager 1 en Voyager 2 ruimtesondes. Deze
sondes zijn in 1977 gelanceerd om onder andere de buitenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus,
Neptunus) te bestuderen om vervolgens het zonnestelsel te verlaten en (zolang ze het nog doen)
waarnemingen te doen van buiten ons zonnestelsel. Voyager 1 is nu net bezig de buitenste regionen
van het zonnestelsel te bereiken en zal in 2015 op ongeveer 133 AE van de zon zijn (dus 133 keer zo
ver als de Aarde van de zon). De beide ruimtesondes reizen niet in de richting van een bepaalde
andere ster, maar dat maakt waarschijnlijk niet veel uit, want ook al zouden ze recht op de
dichtstbijzijnde ster afgaan, dan zouden ze er nog steeds 75.000 jaar over doen om er te komen.
Overigens bevatten beide sondes een gouden plaat met informatie over ons zonnestelsel, de Aarde en
de mens, mocht een buitenaardse beschaving ze ooit vinden.
Er zijn overigens nog veel meer ruimtesondes die dan wel niet ons zonnestelsel zullen verlaten, maar
die bespreken we bij de desbetreffende planeten (of niet, omdat we het niet te langdradig willen
maken).
26

27. Mercurius
Mercurius is de dichtst bij de zon staande en tevens kleinste planeet in ons zonnestelsel. De planeet is
genoemd naar de Romeinse god Mercurius vanwege de snelle draai om de zon (Mercurius was de
god van de handel, dus kenmerkend gehaast en vlug). Net als de Aarde is het een terrestrische planeet
(één van de binnenste vier planeten van ons zonnestelsel) met een vast oppervlak dat veel
overeenkomsten vertoont met dat van de maan. Opmerkelijk is dat deze kleine planeet een vrij sterk
magnetisch veld vertoont. Mercurius heeft
geen manen.
Mercurius kent enorme
temperatuursverschillen tussen dag en
nacht. De oorzaak hiervan ligt in de
rotatietijd: een draaiing van Mercurius om
zijn eigen as duurt 58 Aards dagen. In
combinatie met de omloop om de zon in 88
dagen duurt één dag op Mercurius ruim
176 aardse dagen. Het verschil tussen de
gemiddelde dag- en nachttemperatuur
bedraagt zo'n 500 °C (ter vergelijking: op
aarde schommelt dat tussen de 5 en 20 °C).
De hoogte van de maximumtemperatuur
komt door de relatief korte afstand tot de
zon en de grote verschillen door het
(vrijwel) ontbreken van een atmosfeer. Het
zonlicht op Mercurius' oppervlak is ongeveer negen keer zo intens als op aarde omdat Mercurius drie
keer zo dicht bij de zon staat.
Mercurius gezien door de MESSENGER sonde.
27

28. Verkenning
Mercurius is al sinds de oudheid bestudeerd met grondtelescopen, maar het echte onderzoek aan de
planeet is met ruimtesondes
uitgevoerd (onder andere omdat
Mercurius vaak moeilijk te zien,
omdat hij zo dicht bij de zon staat).
De belangrijkste waren de Mariner 10
(1974-75) en de MESSENGER
ruimtesonde (2004-heden) wier taken
het onder andere waren het in kaart
brengen van Mercurius oppervlak en
onderzoek te doen aan het
magnetisch veld van
Mercurius.Venus
Venus is vanaf de zon gezien de
tweede planeet in ons zonnestelsel.
Ze staat op ongeveer 100 miljoen km
van de zon. Ze is vernoemd naar de
Romeinse godin van de liefde (met
als tegenpool Mars, de Romeinse god
van de oorlog). Venus met haar dikke wolkendek.
Venus is, na de zon en de maan, het helderste object aan de hemel. Hij is vaak vroeg in de ochtend of
in de avond te zien en wordt daarom ook wel (enigszins verwarrend) de avond- of morgenster
genoemd. Venus is dus helemaal geen ster, maar een planeet. Over het algemeen zijn de helderste
“sterren” planeten.
Venus is een terrestrische planeet en ze heeft ongeveer dezelfde grootte, massa en samenstelling als de
Aarde. Venus heeft de dichtste atmosfeer van alle lichamen in het zonnestelsel. Die atmosfeer bestaat
voornamelijk uit koolstofdioxine.
Een dikke laag wolken van zwavelzuur omringt de planeet, zodat het oppervlak vanuit de ruimte
niet te zien is. De dikke atmosfeer vormt een sterk isolerende laag die voor een extreem sterk
broeikaseffect zorgt (het zonlicht komt dus wel op de planeet terecht, maar wordt niet meer goed
weerkaatst op de terugweg). Vanwege de hoge temperatuur aan het oppervlak (gemiddeld 480
graden Celcius) is er op Venus geen vloeibaar water mogelijk; als dit ooit aanwezig geweest is, is het
verdampt en daarna aan de zwaartekracht van de planeet ontsnapt. Venus is een vulkanisch actieve
28

29. planeet, maar in tegenstelling tot de Aarde komt er geen platentektoniek voor. Het oppervlak is echter
wel constant in beweging door de heftige vulkanische activiteit van de planeet. Er vloeit dan ook
regelmatig lava over het oppervlak.
Baan, rotatie en zichtbaarheid
Venus voltooit elke 224,65 dagen een omloop om de zon en draait in 243 aardse dagen om haar as.
Van alle planeten in het zonnestelsel is dit de traagste rotatie. Een siderische dag (de periode die een
planeet nodig heeft om één volledig rondje om haar as te draaien) op Venus is zelfs langer dan een
Venusjaar, maar vanwege de beweging van de planeet om de zon duurt een dag op het oppervlak
(een synodische dag, de periode tussen twee zonsopkomsten) aanzienlijk korter: 116,75 aardse dagen.
Daarmee duurt de synodische dag op Venus korter dan die op Mercurius.
Doordat Venus een binnenplaneet is, een planeet die zich dichter bij de zon bevindt dan de Aarde, is
ze aan de hemel altijd in de buurt van de Zon te vinden, om precies te zijn nooit verder dan 47° bij de
zon vandaan. Daardoor is Venus alleen 's avonds na zonsondergang en 's ochtends voor zonsopkomst
te zien. Elke 584 dagen haalt Venus de Aarde vanaf de zon gezien in, waarbij ze aan de andere kant
van de zon komt te staan en daardoor van morgenster naar avondster of andersom verandert.
In tegenstelling tot de andere binnenplaneet, Mercurius, die vaak lastig te vinden is, is Venus
vanwege haar grote helderheid vaak het opvallendste object aan de hemel.
Verkenning
Venus is als sinds de jaren '60 onderwerp van verkenning door ruimtesondes. Na enkele mislukte
pogingen, slaagden de Russen er in 1966 in om met de Venera 3 sonde het oppervlak van Venus te
bereiken. De sonde crashte echter en kon geen bruikbare data leveren over Venus. Het was wel het
eerste door mensen gemaakte object dat het oppervlak van een andere planeet had bereikt. Hierna zijn
nog vele succesvolle missies naar Venus uitgevoerd, zodat we nu veel weten over het oppervlak van
de planeet (dat door de dikke atmosfeer vaak moeilijk vanaf de Aarde te bestuderen is). Er zijn in de
toekomst nog meer missies naar Venus gepland, waaronder onder andere een Venusrover (een
Venuswagentje, net als de Marsrovers nu op Mars) die het oppervlak echt gaat verkennen.
29

30. Foto van het oppervlak van Venus gemaakt door de Russische Venera 13. De oranje kleur
komt door de dikke atmosfeer van Venus, die veel van het (blauwe) zonlicht tegenhoudt.
Mars
Mars is de vierde planeet in ons zonnestelsel en is vernoemd naar de Romeinse god van de Oorlog.
Het is een planeet van extremen met onder andere de hoogste berg (Olympus Mons, die 27 km hoog
is) en de grootste kloof (Valles Marineris, 4500 km lang, 200 km breed en 11 km diep) van het
zonnestelsel. Mars is met een straal van ongeveer 3000 km een stuk kleiner dan de Aarde. Mars is
makkelijk met het blote oog te zien, vooral in de maanden rond een oppositie (als de Aarde tussen
Mars en de zon in staat). 's Nachts is Mars dan te zien als een heldere roodachtige "ster" (eigenlijk is hij
zelfs als een schijf te onderscheiden).
Mars zoals gezien door de Hubble
Space Telescope
30

31. Mars is een terrestrische planeet met een dunne atmosfeer. Het oppervlak is op sommige plekken net
zoals dat van de Maan bezaaid met inslagkraters, terwijl op andere plaatsen, net zoals op de Aarde
vulkanen, valleien, zandduinen en poolkappen voorkomen. Verder komen ook de rotatieperiode
("dag") en de wisselingen van de seizoenen op Mars overeen met de Aarde (een dag op Mars duurt 24
uur en 39 minuten!). Mars doet er echter wel 687 dagen over een rondje om de zon. Een jaar op Mars is
dus ongeveer twee keer zo lang als op de Aarde.
Mars heeft twee manen, Phobos en Deimos, beide kleine onregelmatig gevormde objecten. Er is wel
verondersteld dat deze twee manen door de zwaartekracht van Mars ingevangen planetoïden zijn.
Ze zouden dus van verder in het zonnestelsel in de baan van Mars terecht kunnen zijn gekomen.
Verkenning
Mars staat in de wetenschappelijke wereld bekend als de
“Bermuda driehoek van het zonnestelsel”, omdat er al talloze
landers, sondes en satellieten gesneuveld zijn in hun pogingen
Mars te verkennen. Er zijn echter ook genoeg succesvolle
missies uitgevoerd, zoals de Spirit en Oppurtunity Marsrovers
(twee Marswagentjes die het allebei jaren langer hebben
volgehouden dan gepland. Ze werden namelijk beide in 2003
gelanceerd om ongeveer 90 Marsdagen onderzoek te doen aan
de planeet, maar ze hebben beide nog tot ver in 2010 hun werk
kunnen doen en nuttige data kunnen terugsturen, onder
andere over de aanwezigheid van vloeibaar water op Mars),
de Mariner 4 en nog meer missies van de Russische,
Amerikaanse en Europese ruimtevaartorganisaties. Ook staan
er enkele bemande Marsmissies gepland in de toekomst.
Impressie van de overgang van Mars naar
een Aardachtige planeet.
31

32. Kolonisatie
Mars wordt vaak genoemd als mogelijke kandidaat voor menselijke bewoning. Hiervoor dient er
uiteraard nog veel te gebeuren, maar de aanwezigheid van de (ijle) atmosfeer, (vloeibaar) water, de
relatief comfortabele zwaartekracht en de duur van de dagen zijn allemaal factoren die het proces
enorm zouden bevorderen. Mocht de mens ooit serieuze pogingen ondernemen van Mars een
bewoonbare planeet te maken, dan zal eerst de atmosfeer verdikt moeten worden om een
broeikaseffect op te wekken, zodat de temperatuur (net als nu op Aarde) zal stijgen. De huidige
temperaturen schommelen namelijk tussen de -140 en 20 graden Celcius. Naast de verhoging van de
temperatuur, moet ook het zuurstofgehalte van de lucht omhoog. Deze is nu net iets meer dan een
tiende van een procent van de atmosfeer (op Aarde is dat 20%). Verdere stappen om Mars te
terraformen (wat min of meer betekent “het veranderen in een Aarde”) zouden het smelten van de
poolkappen of het ondergrondse ijs om oceanen en rivieren te maken kunnen zijn en het langzaam
introduceren van allerlei bacteriën en andere levensvormen om een ecosysteem op gang te brengen.
Later zou dit, naarmate het klimaat het steeds meer toelaat, uitgebreid kunnen worden met
schimmels, grassen, planten en misschien zelfs insecten en kleine dieren.
Zou Mars ooit geterraformed worden, dan zal in elk geval het Noordelijk halfrond voornamelijk uit
water bestaan en het Zuidelijk halfrond vooral de extremere weersomstandigheden en landschappen
kennen. De Amerikaanse schrijver Kim Stanley Robinson heeft een uiterst boeiende trilogie
geschreven over de kolonisatie van Mars, die zeker de moeite waard is te lezen. Hij is (alleen in het
Engels) te bestellen op internet en waarschijnlijk ook bij de betere boekhandels:
http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_trilogy
Jupiter
32

33. Jupiter is vanaf de zon gezien de vijfde en tevens grootste planeet van ons zonnestelsel. Jupiter is een
gasreus, hij beschikt dus niet over een vast oppervlak. Zoals de aardse planeten terrestrische planeten
genoemd worden, worden gasreuzen ook wel Joviaanse planeten genoemd. Joviaans betekent vrij
vertaald Jupiterachtig.
De planeet is genoemd naar de
Romeinse oppergod Jupiter.
Jupiter heeft een rotatietijd van
ongeveer 9 uur en doet ongeveer 12 jaar
over een rondje om de zon.
Hoewel Jupiter naar men aanneemt
vrijwel geheel uit gas bestaat heeft hij,
in vergelijking met de andere dergelijke
planeten in ons zonnestelsel, de grootste
massa. De massa van Jupiter is zelfs
ongeveer 2,5 keer groter dan de andere
zeven planeten samen.
Vergelijking van de afmetingen van Jupiter en de Aarde.
Het “oog” op Jupiter is de Grote Rode Vlek, een storm die al
zeker 400 jaar raast waar de Aarde met gemak in zou passen.
Jupiter heeft ongeveer de grootste omvang die een planeet kan bereiken; planeten met meer massa
krimpen door de zwaartekracht. Een ster kan alleen groter zijn doordat de kernreacties in de kern een
tegendruk uitoefenen die het krimpen voorkomt (meer daarover bij het hoofdstuk over sterren).
Jupiter wordt wel eens een mislukte ster genoemd. Maar deze planeet is te klein voor een bruine
dwerg (de zwakste soort sterren), die minimaal 13 maal de massa van Jupiter zou moeten hebben. Als
de massa 100 maal zo groot was geweest als nu het geval is, zou er kernfusie plaats kunnen vinden
waarbij waterstof en helium worden omgezet in energie en zou Jupiter samen met de zon een
dubbelster geweest zijn.
33

34. Manen
Jupiter heeft minstens 63 natuurlijke satellieten (manen, dus). 47 hiervan hebben een diameter kleiner
dan 10 km en zijn later dan 1975 ontdekt. In 1610 ontdekte Galileo Galilei met een telescoop de vier
grootste manen van Jupiter, nu bekend als de Galileïsche manen: Io, Europa, Ganymedes en Callisto.
Met een verrekijker zijn deze manen in hun eeuwigdurende dans al te zien, de schaduwen van de
manen en de wolkenbanden op het oppervlak van Jupiter kunnen met een kleine telescoop gezien
worden. Jupiter heeft ook, net als Saturnus, ringen. Deze ringen zijn echter veel minder goed
zichtbaar dan bij Saturnus en het zijn er ook minder (slechts 3). De ringen bestaan uit stof en ijs dat in
een baan te dicht bij de planeet is gekomen om te kunnen samenklonteren. De deeltjes worden op die
afstand namelijk door de draaiing van Jupiter uitgesmeerd over hun baan.
Jupiter vervult een belangrijke functie binnen het zonnestelsel. Doordat hij zwaarder is dan alle
andere planeten tezamen is hij een belangrijke component van het massa-evenwicht van het
zonnestelsel. Door zijn massa stabiliseert hij de planetoïdengordel; zonder Jupiter zou iedere 100 000
jaar een planetoïde uit de planetoïdengordel de aarde treffen en hierdoor zou leven op aarde ernstig
belemmerd zo niet onmogelijk worden. Ook andere objecten dan kometen worden door Jupiter
weggevangen. Er wordt daarom tegenwoordig gedacht dat de aanwezigheid van een Jupiterachtige
planeet in een zonnestelsel wel eens een voorwaarde kan zijn voor de ontwikkeling van leven in een
zonnestelsel.
Verkenning
Jupiter is door de jaren al door meerdere sondes bestudeerd. De meest prominente hiervan is
natuurlijk de Voyager sonde, die nu het zonnestelsel al heeft verlaten. Verder waren er nog meer
projecten, zoals de Pioneer, die ons begrip van de atmosfeer, samenstelling en manen van Jupiter sterk
verbeterd hebben. De Galileo satelliet heeft hier ook sterk aan bijgedragen. Deze draait nu nog in een
baan om de planeet. De New Horizons sonde heeft, op weg naar Pluto, Jupiter ook gepasseerd en
enkele waarnemingen gedaan.
Saturnus
34

35. Saturnus is van de zon af gerekend de zesde planeet in ons zonnestelsel en op Jupiter na de grootste.
Beide gasreuzen zijn zogenaamde 'buitenplaneten'. Saturnus is vernoemd naar de Romeinse god
Saturnus. Het bestaan van Saturnus is al sinds de prehistorie bekend.
Saturnus gezien door de Cassini-satelliet, die om de planeet draait.
Saturnus staat op 1,5 miljard kilometer van de zon. Een jaar op Saturnus duurt ongeveer 29 Aardse
jaren en een dag slechts 10 uur. Door deze korte dagen (oftewel een hoge draaisnelheid) ondervindt
Saturnus rond de evenaar een grote middelpuntvliedende kracht. Hierdoor is Saturnus niet helemaal
rond, maar richting de polen een beetje afgeplat.
Saturnus is met het blote oog zichtbaar als een heldere heldergele "ster" die niet flikkert. De ringen
zijn niet met het blote oog te zien, met een verrekijker is wel te zien dat Saturnus niet cirkelvormig is.
Een kleine telescoop laat de ringen al goed zien. De scheidingen tussen de ringen worden wel
gebruikt om de kwaliteit van telescopen te testen. De zichtbaarheid van de ringen variëert overigens
met de hoek waaronder wij ze vanaf de aarde zien. Als de aarde precies in het vlak van de ringen staat
kijken we precies op de rand en zijn ze vrijwel onzichtbaar.
35

36. Ringen
Alle gasplaneten uit ons zonnestelsel vertonen een systeem van ringen, maar dat is pas op het einde
van de 20e eeuw ontdekt. Het ringensysteem van Saturnus is verreweg het opvallendste en ook al veel
eerder waargenomen. In 1610 keek Galileo Galilei naar Saturnus en zag drie objecten in plaats van
één. Vol verbazing hield Galilei het er op dat de planeet twee handvatten (ansae) had. Toen hij twee
jaar later nog eens keek waren deze verdwenen waarna ze twee jaar later weer verschenen, nu
duidelijker dan ooit. Een halve eeuw later kon Christiaan Huygens dankzij de verbeterde
telescooptechniek in 1655 als eerste bevestigen dat deze ansae eigenlijk een ring rond de planeet was.
De ringen van Saturnus in zichtbaar licht (boven) en radiogolven (onder).
Cassini toonde in 1675 aan dat de ring in werkelijkheid uit twee ringen bestond, waartussen zich een
scheiding bevond die later de naam Cassinischeiding kreeg (de scheidingen tussen de ringen worden
veroorzaakt door de vele manen van Saturnus, die aan alle kanten aan de ringen “trekken”). In 1858
bewees James Clerk Maxwell dat de ringen gruis en stukjes rots moesten bevatten.
De laatste inzichten zijn dat het een stelsel is van talloze minieme, afzonderlijke ringen met smalle,
lege afscheidingen tussen deze ringen. De ringen zijn gemiddeld slechts zo'n 20 meter dik en bestaan
uit ijs en meteorietstofdeeltjes. Het hele stelsel is concentrisch, wat veroorzaakt wordt door de vele
maantjes van Saturnus, die zwaartekrachtschommelingen ondergaan en veroorzaken. Er zijn zeven
“hoofdringen”, die in alfabetische volgorde de A-,B-,C-,D-,E-,F- en G-ringen genoemd worden. De
volgorde van deze ringen is niet, zoals men zou verwachten, van binnen naar buiten of andersom,
maar min of meer willekeurig, omdat ze niet in een dergelijke volgorde zijn ontdekt, maar doordat de
telescopen steeds beter werden, konden de tussenringen later pas onderscheiden worden.
36

37. Manen
Het exacte aantal manen van Saturnus zal nooit vastgesteld kunnen worden, aangezien elk brokstuk
van de ringen zich in een baan rond de planeet beweegt en technisch gezien ook als een maan
beschouwd kan worden. Het is moeilijk om een scheiding te maken tussen een kleine maan en een
groot brok van de ringen. Begin 2007 waren er 56 natuurlijke manen en maantjes bekend.
Titan is met een doorsnede van 5150 km het grootst en die is daarmee duidelijk groter dan onze eigen
Maan. Titan is ook veel groter dan de dwergplaneet Pluto en zelfs iets groter dan de kleinste echte
planeet uit ons zonnestelsel: Mercurius. Titan bezit bovendien een atmosfeer. De meeste maantjes
bestaan uit ijs en steen.
Verkenning
Saturnus is ook door de Pioneer en Voyager missies bestudeerd, maar de meeste data over Saturnus
en zijn manen komt van de Cassini-Huygens satelliet (vernoemd naar de Franse astronoom Giovanni
Cassini en zijn Nederlandse collega Christaan Huygens). Zoals gezegd heeft deze sonde ook veel
onderzoek gedaan naar de manen van Saturnus. Zo heeft hij de meeste data over de maan Titan
verzameld. Deze maan is bijzonder, omdat hij als één van de weinige manen in ons zonnestelsel een
atmosfeer heeft en waarschijnlijk ook zeeën, al zijn die gevuld met vloeibaar ethaan.
37

38. Uranus
Uranus is de op twee na grootste en vanaf de Zon gezien de zevende planeet van ons zonnestelsel.
Deze ijsreus is vernoemd naar de god Uranus, ook wel Ouranous, de personificatie van de hemel, uit
de Griekse mythologie.
Met het blote oog is Uranus net niet te zien, alleen als hij in oppositie staat, onder zeer gunstige
omstandigheden en als bekend is waar gezocht moet worden komt de helderheid in de buurt van de
grens van wat nog met het blote oog gezien kan worden. Met een gewone verrekijker is Uranus wel te
zien als een zwak "sterretje", maar zelfs met een grote telescoop blijft Uranus niet meer dan een
groenachtig schijfje. Uranus was in de
oudheid dan ook niet bekend. Het is de
eerste planeet die sinds de uitvinding in de
16e eeuw van de telescoop is ontdekt.
Uranus bevindt zich op een afstand van
ruwweg 20 AE van de Zon, in een baan die
wordt doorlopen in een periode van
ongeveer 84 jaar.
Uranus draait in 17 uur en 14 minuten om
zijn as. Echter, vanwege de zeer krachtige
winden in de bovenste lagen de atmosfeer
van Uranus, kan dat deel van de atmosfeer
een rotatie voltooien in ongeveer 14 uur.
38

39. Een van de opvallendste eigenschappen van Uranus is de equator, die een hoek van 98° heeft met het
vlak van de ecliptica waarin de planeet rond de Zon draait. Dit wordt de obliquiteit van de planeet
genoemd. (De Aarde heeft een obliquiteit van slechts 23,45°.) Een mogelijke verklaring daarvoor is dat
ooit een enorme botsing met een ander groot hemellichaam is voorgekomen. Dat zou tevens een
verklaring kunnen zijn voor het grote aantal manen rond deze planeet. Dit heeft grote invloed op de
seizoenen: op alle breedtegraden is er een zeer groot verschil tussen winter- en zomerdaglengten.
Uranus heeft ook enkele ringen, maar die zijn met de meeste telescopen nog niet eens te zien, omdat
ze ontzettend dun en donker zijn. Ze bestaan namelijk voornamelijk uit rotsachtig materiaal dat
weinig licht weerkaatst. Uranus heeft 27 natuurlijke satellieten, waarvan de grootste, Titania, ongeveer
de helft van de breedte van onze maan heeft.
Verkenning
Omdat Uranus zo ver weg staat is de Voyager 2 tot nu toe de enige sonde die de planeet bezocht heeft.
Deze sonde heeft toen onder andere onderzoek gedaan aan de ringen van de planeet. Er staan in de
toekomst (waarschijnlijk door de hoge kosten afgewogen tegen de geringe interesse) geen missies
meer gepland om de planeet met sondes of satellieten te onderzoeken.
39

40. Neptunus
Neptunus is vanaf de Zon gezien de achtste en laatste (sinds Pluto geen officiële planeet meer is)
planeet van ons zonnestelsel. Neptunus is het verst van de Zon verwijderd van de 8 huidige planeten.
De planeet is vernoemd naar de Romeinse god van de zee.
De opbouw van de ijsreus Neptunus vertoont veel overeenkomsten met die van Uranus. De kern
bestaat uit (gesmolten) metaal en rots en daaromheen bevindt zich een mantel van gesteente, water,
ammoniak en methaan. Naar buiten toe wordt de mantel steeds vloeibaarder en gaat uiteindelijk
geleidelijk over in de atmosfeer. Neptunus heeft 13 bekende manen. De langst bekende maan van
Neptunus is Triton, waarvan het bestaan
al een maand na de ontdekking van de
planeet (1846) werd bevestigd. Pas in 1949
werd door Gerard Kuiper de tweede
maan Nereïde (Engels: Nereid) ontdekt.
Neptunus, heeft, net als de andere
reuzenplaneten, ook een ringenstelsel.
Deze ringen zijn, net als bij Uranus, heel
moeilijk te zien, ook door de grote afstand
tot de planeet.
Zoals te zien is Neptunus niet helemaal
egaal blauw, maar vertoont hij ook
stormen, net als de Grote Rode Vlek op
Jupiter.
Verkenning
Neptunus deelt zijn lot met Uranus in de zin dat de planeet alleen bezocht is door de Voyager 2.
Echter, omdat Saturnus nog een redelijk interessante maan heeft, Triton, was er meer aandacht
besteed aan de waarnemingen van Neptunus en deze maan. Er zijn dan ook voor deze planeet nog
wel plannen om er in de toekomst nog een sonde naar te sturen.
40

41. Pluto
Pluto is een in 1930 ontdekt hemellichaam in ons zonnestelsel dat tot 24 augustus 2006 werd
geclassificeerd als planeet en sindsdien als dwergplaneet. Op 13 september 2006 kreeg Pluto ook een
nummer in de catalogus van planetoïden; namelijk 134340. De dwergplaneet is genoemd naar de
Romeinse god van de onderwereld, Pluto. Pluto heeft 3 manen, waarvan Charon de grootste is. De
massa van Pluto is slechts acht maal zo groot als die van Charon. Het gevolg daarvan is dat het
massazwaartepunt bij deze
combinatie als enige in ons
zonnestelsel ver buiten het
oppervlak van de "planeet"
ligt. Een ander opmerkelijk
fenomeen is dat deze
hemellichamen altijd met
dezelfde zijde naar elkaar
gericht blijven; ze bevinden
zich in een zogeheten
synchrone of gebonden
rotatie. Uit opnamen van de
ruimtetelescoop Hubble
blijkt dat Charon iets meer
blauwig is, waaruit kan
worden opgemaakt dat
Pluto en Charon een
verschillende samenstelling
hebben. De andere twee
manen, Nix en Hydra, zijn veel kleiner en pas sinds 2005 bekend.
Impressie van Pluto en zijn manen. Door de grote afstand zijn er geen
directe foto's van Pluto te maken in groot detail.
41

42. Status van Pluto als planeet
Pluto's geringe omvang (kleiner dan onze maan) en sterk elliptische baan om de zon waren voor
sommige astronomen redenen om te betwijfelen of het object wel tot de planeten moet worden
gerekend en niet een planetoïde is, zoals die bij honderden in de Kuipergordel gevonden zijn. Vanaf
de ontdekking werd Pluto echter algemeen beschouwd als de 'negende planeet'. Deze status bleef
onveranderd totdat in 2003 2003 UB313 (tegenwoordig: Eris) werd ontdekt, een object dat een
geschatte diameter van 1,5 keer die van Pluto heeft. Naar aanleiding van die ontdekking werden de
discussies omtrent het planeet-zijn van Pluto opnieuw aangewakkerd. Er was dringend behoefte aan
een sluitende definitie die eens en voor altijd duidelijk zou maken welke objecten de titel planeet
mogen dragen en welke niet.
Op 24 augustus 2006 werd op het 26ste congres van de IAU (Internationale Astronomische Unie) in
Praag beslist dat een planeet een object is dat door zijn eigen zwaartekracht rond is, zich in een baan
rond de zon moet bevinden én de omgeving van zijn baan schoongeveegd moet hebben van andere
objecten. Pluto voldoet wel aan de eerste twee voorwaarden maar niet aan de laatste. De baan van
Pluto wordt namelijk gedomineerd door die van Neptunus. Dit betekent niet dat Pluto een maan van
Neptunus is, maar wel dat alle “rommel” (stof, ijs etc.) in de baan van Pluto door Neptunus zal
worden aangetrokken en niet door Pluto zelf. Daardoor verloor Pluto zijn status van planeet, een
status die hij 76 jaar lang voerde.
Werkelijke verhoudingen tussen Pluto, Charon, de Aarde en de maan.
42

43. Omdat Pluto wel aan de andere criteria voor planeet voldeed werd een nieuwe categorie in het leven
geroepen die Pluto en vergelijkbare hemellichamen moet onderscheiden van de miljoenen andere
objecten in ons zonnestelsel; Pluto staat sinds die datum samen met Eris en Ceres te boek als een
dwergplaneet. Nadien zijn er nog meer objecten die ook de status van dwergplaneet gekregen hebben
en er wordt verwacht dat dit aantal zich nog verder zal uitbreiden.
Verkenning
Er is nog weinig gedaan om de planeet Pluto direct te onderzoeken. De eerste missie naar Pluto is de
New Horizons sonde, die in 2007 is gelanceerd en in 2015 Pluto zal bereiken. De reden dat er tot nu
toe nog weinig pogingen zijn gedaan om Pluto te bezoeken is omdat de planeet erg klein en licht is (in
vergelijking met bijvoorbeeld Jupiter of Saturnus) en het daarom moeilijk is om een sonde precies op
een koers te sturen richting de planeet. De Voyager sondes zijn bijvoorbeeld beiden al ruim de baan
van Pluto gepasseerd, maar omdat deze destijds moeilijk richting Pluto waren te navigeren, zijn ze
niet genoeg in de buurt gekomen om hem ook maar te kunnen zien.
43

44. De Zon
De Zon is de ster waar de Aarde omheen draait en het helderste object aan de hemel. De Zon is een
gele dwerg, een ster uit de middelgrote klasse.
Ze is met een gemiddelde massa van zo'n 1,989x10³⁰ kg verreweg het zwaarste object in ons
zonnestelsel. Met de Aarde in het midden van de Zon zou de Maan zich iets voorbij de helft bevinden.
De Zon bevat 99,86% van de massa van ons volledige zonnestelsel.
In de Griekse en Romeinse mythologie stond de Zon voor de goden Helios en Sol.
De Zon bevindt zich op ongeveer 27 000 lichtjaar van het centrum van ons sterrenstelsel de Melkweg
(dit centrum is vermoedelijk een reusachtig zwart gat), in de ongeveer 3000 lichtjaar brede galactische
schijf. De Zon beweegt zich met een snelheid van ongeveer 220 km/s in ongeveer 226 miljoen jaar
eenmaal rond het centrum van ons sterrenstelsel. Binnen het melkwegstelsel is het een onopvallende,
min of meer gemiddelde ster.
Vergelijking tussen de Aarde en de zon. De Aarde is het vlekje links.
Structuur
De Zon is een bijna perfecte bol. De Zon is niet vast, maar in plasmatoestand (wat de toestand is
waarin stoffen zich bevinden als ze superheet worden. Het is de toestand na de gasfase), waardoor
verschillende rotatiesnelheden mogelijk zijn: de rotatiesnelheid aan de evenaar is sneller dan aan de
polen. De rotatie aan de evenaar is ongeveer 25 dagen en aan de polen 35 dagen. Niettemin, door de
44

45. continu veranderende positie van de Aarde ten opzichte van de Zon (doordat de Aarde rond de Zon
draait), is de waargenomen snelheid van de Zon rond haar evenaar ongeveer 28 dagen.
De kern is het gedeelte van de Zon waar de dichtheid en de temperatuur hoog genoeg zijn om
fusiereacties te veroorzaken. Deze reacties zorgen voor de energie die de zon nodig heeft om licht uit
te zenden. Tevens zorgen deze reacties ervoor dat de zon niet door de zwaartekracht in elkaar stort.
De temperatuur in de kern van de zon is zo'n 15 miljoen graden Celcius. Dit in tegenstelling tot het
oppervlak, waar de temperatuur “slechts” zo'n 5000 graden is. De kern strekt zich uit van het midden
van de Zon tot ongeveer 0,25 maal de straal van de Zon.
Het “oppervlak” van de zon is overigens moeilijk te bepalen, omdat de ster (net als de meeste andere
sterren) een enorm lage dichtheid heeft. Bedenk dat gassen (dus waar onder andere de Aardse
atmosfeer volledig uit bestaat) een dichtheid hebben die laag genoeg is om ze onzichtbaar te maken
voor het menselijk oog en bedenk dan dat de zon volkomen uit deeltjes bestaan die een nog lagere
dichtheid hebben. De dichtheid van het “oppervlak” van de zon is zelfs lager dan de dichtheid van het
beste vacuüm (dus een ruimte met zo weinig mogelijk deeltjes) dat wij op Aarde kunnen maken.
Leven van de zon
Onze zon is momenteel een ster van spectraalklasse G2. Dat betekent dat zij een gele ster is, veel heter
en zwaarder dan de gemiddelde ster, maar veel kleiner dan de blauwe reuzensterren. De berekende
levensduur van een ster als de Zon, dat wil zeggen de tijd waarin kernreacties haar van energie
voorzien, bedraagt 10 miljard jaar.
De levenscyclus van de Zon is grofweg te verdelen in vier fases. In elk van die fases ziet de Zon er heel
anders uit en verkrijgt zij haar energie uit een andere bron:
1. ontstaan: protoster;
2. hoofdreeksster;
3. rode reus;
4. witte dwerg.
45

46. Net als andere sterren is de zon uit een moleculaire wolk ontstaan. Deze wolk trok geleidelijk samen
door de zwaartekracht van de onderlinge deeltjes en vormde zo de zon. Na een tijdje werd de druk in
de kern van de zon groot genoeg om waterstofdeeltjes met een snelheid op elkaar te laten botsen die
hoog genoeg was om fusie te laten ontstaan. Hierbij veranderen waterstofdeeltjes in zwaardere
deeltjes, zoals helium.
In deze fase van vorming wordt een ster een protoster genoemd.
Op dit moment is de zon een hoofdreeksster. Dit betekent dat hij in de grafiek van de leeftijden en
massa's van sterren (het zogenaamde Hertzsprung-Russel diagram) ongeveer in het midden staat. Dit
betekent min of meer, dat hij zich ongeveer in het midden van z'n leven bevindt. De zon begon deze
fase zo'n 4,5 miljard jaar geleden en zal nog in zo'n 5,5 miljard jaar in deze fase blijven.
Na deze fase zal de zon een zogenaamde rode reus worden. Deze fase treedt in nadat bijna alle
waterstof in de kern van de zon verbrandt is. De zon kan zijn vorm dan niet meer behouden en zal
eerst willen krimpen, maar door de tegendruk van het krimpproces zal de temperatuur weer snel
oplopen, zodat de zon enorm gaat uitzetten. Door de hogere temperatuur kleurt de zon ook rood. De
straal van de zon zal in deze fase groot genoeg zijn om in elk geval Mercurius en Venus geheel op te
slokken. De Aarde zal door de hoge temperatuur niet meer bewoonbaar zijn.
De zon zal in deze fase door de druk in de kern steeds meer van zijn buitenste lagen af stoten, tot er
uiteindelijk niet veel meer dan de kern over blijft. Deze kern wordt een witte dwerg genoemd. Deze
fase is de laatste fase waarin de zon zich zal bevinden. In deze witte dwerg-fase zal de zon
waarschijnlijk heel langzaam opbranden en wegkwijnen tot een zwarte dwerg.
46

47. Zichtbaarheid en waarnemingen
Het bekijken van de Zon, bijvoorbeeld bij een zonsverduistering, moet met bescherming gedaan
worden, aangezien direct in de Zon kijken oogbeschadiging veroorzaakt. Men gebruikt soms een
lasbril of een speciaal daarvoor gemaakte bril (bijvoorbeeld een eclipsbril). Andere donkere
materialen zoals cd's, zwarte dia's of fotonegatieven kunnen (onzichtbaar maar schadelijk) ultraviolet
licht doorlaten. Gebruik dit dus zeker niet! Het beste gaat men naar een planetarium of sterrenwacht
en koopt men een aangepaste bril.
Het spreekt voor zich dat men bij gebruik van een verrekijker of telescoop nog veel voorzichtiger moet
zijn. Een vergrootglas kan in enkele seconden een stuk papier laten verkolen. Veel telescopen
bundelen nog veel meer zonlicht in het brandpunt. Op deze manier kan de telescoop beschadigd
worden. Erger, het glasachtig lichaam kan hard opwarmen en het netvlies kan verschroeid worden
met blindheid als gevolg.
Er worden wel waarnemingen aan de zon gedaan met telescopen, maar om deze waarnemingen te
doen dient men nooit zelf direct in de telescoop te kijken. Vaak worden deze waarnemingen gedaan
door gebruik te maken van hele sterke lichtfilters en camera's om opnamen te maken.
47

48. Sterren
Hoewel al gezegd is dat de zon een ster is, is daarmee nog niet gezegd wat sterren precies zijn. Naast
de soort sterren als de zon bestaan er namelijk nog een heleboel andere soorten sterren (zoals
bijvoorbeeld de rode reuzen en witte dwergen die sterren als de zon later worden).
Een ster is een bolvormig hemellichaam, bestaande uit lichtgevend plasma. Bij de meeste sterren is de
druk en temperatuur van de inwendige gasconcentratie zo hoog dat er kernfusiereacties
plaatsvinden. Daarbij worden enorme hoeveelheden energie geproduceerd die door de ster worden
uitgezonden in verschillende golflengten. De belangrijkste golflengte is waarschijnlijk de spectrale
band van het zichtbare licht. Ook de eindstadia van sterren, de witte dwergen en neutronensterren,
waarin de kernfusie tot een einde is gekomen, worden tot de sterren gerekend.
De dichtstbijzijnde ster is voor ons de zon. Daarna volgt de ster Proxima Centauri.
De zon vergeleken met de grootst bekende ster, VY Canis Majoris.
48

49. Eigenschappen
Een ster bouwt in zijn binnenste een zo hoge temperatuur en druk op dat daar kernfusie optreedt. De
druk naar buiten, die wordt veroorzaakt door de straling en de deeltjes die worden geproduceerd bij
die kernfusie, voorkomt dat de gasbol onder zijn eigen gewicht verder in elkaar stort. In een stabiele
ster heerst een evenwicht tussen de buitenwaarts gerichte stralingsdruk en de binnenwaarts gerichte
zwaartekracht.
Sterren kunnen zeer verschillende massa's hebben. Er zijn sterren met een massa van slechts 1/13 van
de massa van de zon, maar ook met meer dan 100 keer de zonsmassa.
De diameters kennen een nog grotere variatie. Zo hebben kleinere sterren een diameter van enkele
tienduizenden kilometers, terwijl de grootste diameters van sterren tot duizenden miljoenen
kilometers kunnen bedragen. Dit zijn de zogeheten rode reuzen. Van het grootste bekende
hemellichaam VY Canis Majoris, een rode reus, wordt de diameter geschat op 2000 keer de diameter
van de zon. In ons zonnestelsel zou hij zich uitstrekken tot de baan van Saturnus.
Niet alle sterren aan de hemel lijken even helder. Dit wordt gedeeltelijk veroorzaakt doordat sterren
op verschillende afstanden staan, en verre sterren minder helder lijken dan nabije. Ook als alle sterren
vanaf dezelfde afstand bekeken zouden worden, zijn ze niet alle even helder. Zware sterren zijn
helderder omdat ze over het algemeen harder 'branden'. Het totaal uitgezonden stralingsvermogen
noemt men de lichtkracht van de ster.
De lichtkracht van sterren neemt heel snel toe bij grotere massa. De kleinste rode dwergen hebben een
lichtkracht van ongeveer 1/100.000 van die van de zon. Grote blauwe reuzen hebben soms een
lichtkracht enkele honderdduizenden malen groter dan die van de zon.
De schijnbare helderheid waarmee een ster zich aan ons voordoet is afhankelijk van de lichtkracht en
de afstand van de ster. De schijnbare helderheid, of magnitude, is een belangrijk kenmerk waarop
sterren ingedeeld worden. Onder gunstige observatieomstandigheden kunnen sterren met een
magnitude van 6 bijvoorbeeld nog net bij donkere hemel met het blote oog gezien worden, voor
zwakkere sterren is een telescoop nodig. Dat betekent bijvoorbeeld dat een ster met de absolute
helderheid van onze zon op een afstand van 50 lichtjaar nog net met het blote oog kan worden gezien.
In totaal zijn er, op beide halfronden van de aarde tezamen, ongeveer 5000 sterren die onder gunstige
omstandigheden met het blote oog kunnen worden waargenomen.
Ook is van niet alle sterren de helderheid constant, sommige variëren in helderheid en worden
veranderlijke ster (of variabele ster) genoemd. Soms is dat omdat de ster zelf niet stabiel is en in
grootte verandert, in andere gevallen is er een donkere begeleider (zoals bijvoorbeeld een grote
planeet) die af en toe voor de ster langs trekt en een deel van het licht tegenhoudt.
49

50. Spectraalklassen
Het zal sommigen met het blote oog al opvallen dat sterren verschillende kleuren hebben, sommigen
zijn blauwachtig, anderen zijn meer rood. Afhankelijk van de oorspronkelijke massa en leeftijd van de
ster is de temperatuur verschillend en zendt hij verschillende spectra van licht uit.
De soorten spectra werden oorspronkelijk geclassificeerd volgens de letters van het alfabet, maar later
bijgesteld tot de reeks O-B-A-F-G-K-M-R-N-S (te onthouden door het ezelsbruggetje O, Be A Fine Girl,
Kiss Me Right Now, Sweety), waarbij de sterren uit de spectraalklasse O het heetst (en blauw) zijn, en
de sterren van spectraalklasse M het koelst (en rood). De R-, N- en S-sterren zijn speciale gevallen,
later is ook nog een klasse L toegevoegd. Een verdere verfijning wordt aangebracht door een cijfer toe
te voegen. Onze Zon is van spectraalklasse G2, de ster Sirius (Alpha Canis Majoris) is heter en van
type A1, Aldebaran (Alpha Tauri) is kouder en van type K5.
Vergelijking van de verschillende spectraalklassen.
50

51. Als de lichtkracht en het spectraaltype van de sterren tegen elkaar in een grafiek uitgezet worden,
ontstaat het Hertzsprung-Russell diagram, waarin een duidelijk patroon te herkennen is. Er tekent
zich een band af waarin hete sterren meer licht
geven dan koude sterren. Dit wordt de
hoofdreeks genoemd en hierin staan alle sterren
die hun energie ontlenen aan de fusie van
waterstof naar helium. Rode reuzen en witte
dwergen vallen buiten de hoofdreeks, omdat zij
op een andere manier hun energie opwekken.
Van de sterren van ons melkwegstelsel behoort
ongeveer 65% tot de lichtzwakke rode dwergen,
15% tot de witte dwergen, die hun "actieve
leven" al achter de rug hebben, 15% tot sterren
van het type van onze zon ( ca. 0,5 tot 1,5
zonsmassa) en 5% tot de diverse typen van
reuzensterren en subreuzensterren. De
werkelijk gigantische sterren vormen maar een
heel kleine minderheid. Vanwege hun grote
lichtkracht zijn ze echter goed
vertegenwoordigd onder de sterren die met het
blote oog zichtbaar zijn.
Voorbeeld van een HR-diagram.
Naamgeving
Veel heldere sterren hebben namen, die meestal uit het Arabisch afkomstig zijn. De oorzaak hiervan
is dat de Arabieren veel eerder dan de westerse wereld op een serieuze manier de astronomie
bedreven. Een stimulans hiervoor was dat het in de islam belangrijk is om het begin en eind van de
Ramadan precies te bepalen. Hiervoor zijn nauwkeurige astronomische waarnemingen nodig. De
Arabieren vervaardigden al in de middeleeuwen lijsten en hemelkaarten met daarop de Arabische
namen voor de zichtbare heldere sterren. Toen in Europa de belangstelling voor de wetenschap weer
opbloeide, werd dit 'voortrekkerswerk', inclusief sternamen, door de Europeanen overgenomen.
Een alternatief voor de naamgeving is in 1603 ontwikkeld door Johannes Bayer. Hij was degene die de
huidige indeling in sterrenbeelden opzette, en per sterrenbeeld de sterren benoemde volgens de letters
van het Griekse alfabet. Dit gebeurt volgens afnemende sterkte, de helderste ster van bijvoorbeeld het
sterrenbeeld Stier (Taurus) heet dan Alpha Tauri (naast Aldebaran), de tweede ster Beta Tauri (naast
Al Nath) en zo voorts. Omdat de helderheid indertijd niet absoluut gemeten kon worden, en omdat de
helderheid ook wel eens varieert is de volgorde overigens niet exact. Omdat de 24 letters van het
51

52. Griekse alfabet al gauw niet voldoende bleken introduceerde John Flamsteed een aanvullend systeem
met nummers, zo heet de ster Atlas in Taurus 27 Tauri. Daarna zijn in de 19e en 20e eeuw
verschillende stercatalogi opgesteld die allemaal ook een eigen nummersysteem hanteren, deze
nummersystemen zijn bij het grote publiek niet gangbaar, behalve als een ster die niet onder een
ander systeem valt, in het nieuws komt, bijvoorbeeld als er een planeet bij ontdekt wordt.
Voorbeelden hiervan zijn GQ Lupi en HD69830.
Sterrenstelsels
Een sterrenstelsel of melkwegstelsel is een grote verzameling sterren die zich op relatief geringe
onderlinge afstand bevinden. In elk sterrenstelsel is ook gas, stof en (waarschijnlijk) donkere materie
aanwezig. Het systeem wordt bij elkaar gehouden door de eigen zwaartekracht. Sterrenstelsels hebben
doorgaans een spiraalvormige, schijf- of bolvormige structuur, met daaromheen een bolvormige halo
waarin de zwaartekracht ook nog invloed heeft.
De astronoom Lord Rosse gebruikte als eerste de term "spiraalnevel" voor de sterrenstelsels die hij
bestudeerde. Hij besefte echter nog niet dat de Melkweg waarin de aarde zich bevindt een soortgelijk
stelsel was en dat de stelsels die hij bestudeerde op grote afstand buiten de Melkweg liggen. Pas in
1923 werd door Edwin Hubble aangetoond dat deze spiraalnevels sterrenstelsels waren die buiten de
melkweg liggen.
Klassificatie van sterrenstelsels. Ook wel Hubble's stemvork genoemd.
52

53. Als men de nachtelijke hemel met het blote oog bekijkt, is een strook van dicht op elkaar staande
sterren te zien. Doordat deze strook wat op een vloeistof lijkt, noemden de grieken dit de Melkweg.
Het is het sterrenstelsel waar de aarde en de zon zich in bevinden. Het geheel daarvan vormt een
enorme schijf die vanuit de aarde gezien vanaf de zijkant in beeld is, waardoor de sterren dichter
opeen lijken te staan. De melkweg is alleen goed te zien bij een donkere hemel, wat in Nederland,
vooral in de Randstad, en in grote delen van België niet voorkomt, als gevolg van de lichtvervuiling.
Daar het zonnestelsel zelf deel uitmaakt van onze Melkweg, is er vanaf de aarde slechts een deel te
zien.
De Andromedanevel in het gelijknamige sterrenbeeld geeft een goed totaalbeeld van de figuur zoals
ook de Melkweg er uitziet. M51 in de Jachthonden (Canes Venatici) geeft een mooi bovenaanzicht.
De Andromedanevel.
Na de oerknal bestond de materie in het heelal alleen maar uit waterstof (H) en helium (He) en vooral
donkere materie. Door kleine verschillen in de dichtheid van vooral de donkere materie begonnen
concentraties van materie te ontstaan. Na een paar honderd miljoen jaar was er onder invloed van de
53

54. zwaartekracht zoveel bij elkaar geklonterd dat er zich uit het gas sterren konden vormen.
Sterrenstelsels komen voornamelijk voor in groepen bestaande uit meerdere stelsels, zogenaamde
clusters van sterrenstelsels.
Recent hebben onderzoekers ontdekt dat de meeste sterrenstelsels in het centrum waarschijnlijk een of
meerdere zwarte gaten hebben. Dergelijke stelsels worden actieve stelsels genoemd (mits het zwarte
gat activiteit vertoont).
Eindstadia van sterren
We hebben bij de zon al gezegd dat een ster aan het eind van zijn leven een kleine witte dwerg kan
worden, maar verschillende soorten sterren komen op verschillende manieren aan hun einde. De
bekende vormen zullen we hier onder bespreken.
Witte Dwergen
Een witte dwerg is een ster die aan het einde van haar levenscyclus is gekomen. In de witte dwerg
vinden dus geen kernreacties meer plaats. De massa van de kern moet kleiner dan 1,4 zonmassa's
zijn, want anders eindigt de ster als een neutronenster of een zwart gat.
Vooraleer een ster een witte dwerg wordt, zwelt ze op tot een rode reus en stoot een deel van de
materie af in de vorm van een planetaire nevel. De overblijvende kern stort dan in tot een witte dwerg.
Die heeft een straal van enkele duizenden kilometer en een dichtheid van honderden ton per kubieke
centimeter.
Een doorsnee witte dwerg heeft ongeveer één zonnemassa, maar zijn volume is niet groter dan dat
van de aarde. Dat betekent dat het zwaartekrachtsveld aan de oppervlakte enkele honderdduizenden
malen sterker is dan aan het aardoppervlak. Vanwege de kleine oppervlakte straalt een witte dwerg –
ondanks zijn hoge oppervlaktetemperatuur – 100 tot 10.000 maal minder licht uit dan de zon. Hoewel
de witte dwergen heel talrijk zijn, kan er geen enkele met het blote oog worden waargenomen. De
54

55. eerst waargenomen witte dwerg was Sirius B in 1862 - aanwijzingen voor zijn aanwezigheid werden
al in 1844 gevonden als onregelmatigheden in de baan van Sirius.
De temperatuur van een jonge witte dwerg is hoog: vele tienduizenden K, waarbij hij heel langzaam
afkoelt tot een zwarte dwerg. Zwarte dwergen zijn nog nooit waargenomen omdat het afkoelen
tientallen miljarden jaren in
beslag neemt, wat langer is
dan de leeftijd van het
heelal.
Sirius A, met linksonder Sirius B.
55

56. Supernova's
Een supernova (meervoud : supernovae of supernova's) is het verschijnsel waarbij een ster op
spectaculaire wijze explodeert: een supernova-uitbarsting is herkenbaar aan de enorme hoeveelheid
licht die erbij wordt uitgestraald. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot
meer dan een miljard zonnen. Supernovae ontstaan via twee mechanismen: ten eerste zijn ze het
natuurlijk levenseinde van alle zware sterren; ten tweede kunnen witte dwergen in nauwe
dubbelsterren zich ontwikkelen tot een supernova.
Het opvallendste kenmerk van supernovae is hun grote helderheid: een supernova kan even helder
zijn als het hele sterrenstelsel waarin hij zich bevindt. De maximale lichtsterkte van een supernova is
ongeveer 3 miljard maal zo helder als die van de zon. Deze helderheid blijft enkele weken bestaan,
waarna ze geleidelijk afneemt. Na een half jaar is de helderheid tot ongeveer een honderdste van het
maximum afgenomen (dat is nog altijd 30 miljoen maal die van de zon).
ls een supernova op de plaats van de zon zou uitbarsten, zou de aarde verdampen; een supernova op
de plaats van Sirius (8,7 lichtjaar van ons vandaan) zou meer licht geven dan de volle maan.
De Krabnevel:
Het overblijfsel
van een
supernova die
zo'n 1000 jaar geleden te zien was.
56

57. Neutronensterren
Een neutronenster is het eindstadium van een ster waarvan de kernmassa tussen 1,4 en 3 maal die van
de zon bedroeg. Omdat tijdens het eind van de levensduur en de supernovastadium van de ster een
aanzienlijk deel van de massa wordt weggeblazen is de neutronenster zelf wat minder zwaar. De
straal is in de orde van grootte van 10 kilometer. Een neutronenster ontstaat na een supernova, waabij
alle zware elementen uit de buitenste laag van de ster zijn geworpen (dit is ook de oorsprong van
bijvoorbeeld de zwaardere elementen, zoals ijzer, op Aarde).
De zwaartekracht wint het nu van de elektromagnetische kracht, die de elektronen op afstand van de
atoomkernen houdt. Hierbij worden de elektronen in de atoomkern geperst. De elektronen smelten
samen met de protonen in de kern en vormen zo neutronen. De massa van de neutronenster (en dus
de zwaartekracht) is niet groot genoeg om ook de sterke kernkracht te overwinnen waardoor de
neutronen stabiel blijven. De neutronenster bestaat nu enkel uit neutronen en de dichtheid is enorm,
doordat het vacuüm tussen atoomkern en elektronen is verdwenen. Eén theelepel 'neutronenster'
weegt dan 1 miljard ton.
Een neutronenster bestaat geheel uit neutronen, doordat tijdens het ineenvallen van de sterkern de
elektronen met de protonen versmelten. Van scheikundige elementen is dan geen sprake meer. Je
zou kunnen zeggen dat de hele ster één gigantische atoomkern wordt zonder protonen. Nog
zwaardere sterren staat een levenseinde als preonster, quarkster (beide nog niet waargenomen) of
zwart gat te wachten. Lichtere sterren worden een witte dwerg.
Neutronensterren hebben typisch een hele korte omlooptijd van enkele seconden tot enkele
milliseconden. Dit komt doordat de draai-impuls van de oorspronkelijke ster behouden moet worden.
Dit betekent min of meer dat als je dezelfde massa in een kleiner volume propt, dit gepaard moet gaan
met een snellere draaiing. Je kunt dit zelf ook merken als je op een draaistoel gaat zitten en gaat
draaien met je armen gestrekt. Als je tijdens het draaien dan je armen weer bij elkaar houdt, zal je
merken dat je
sneller gaat
draaien.
57