AstronomieAntwoorden: AstronomieAntwoordenBoek: Het Zonnestelsel

AstronomieAntwoorden
AstronomieAntwoordenBoek: Het Zonnestelsel

1. Wat is een Zonnestelsel? ... 2. Andere zonnestelsels ... 3. Draaiing in het Zonnestelsel ... 3.1. Wrijving ... 3.2. Vorming van het Zonnestelsel

\(\def\|{&}\DeclareMathOperator{\D}{\bigtriangleup\!} \DeclareMathOperator{\d}{\text{d}\!}\)

Deze bladzijde beantwoordt vragen over zonnestelsels in het algemeen en over ons Zonnestelsel in het bijzonder. De vragen zijn:

[22]

1. Wat is een Zonnestelsel?

Het Zonnestelsel is het deel van de ruimte waar de Zon en alles wat daar omheen draait zijn. Het Zonnestelsel bevat de Zon, de 9 planeten (Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto), hun manen, de asteroïden en de kometen, inclusief de kometen in de Oortwolk en de Kuipergordel.

[236]

De grens die de meeste mensen trekken rond het Zonnestelsel wordt bepaald door de verste dingen die nog om de Zon draaien. Vroeger dacht men dat dat de planeet Pluto was, dus toen hield het Zonnestelsel op bij Pluto. Tegenwoordig weten we dat er heel veel kometen in de Oortwolk ver voorbij Pluto rond de Zon draaien, dus nu ligt de grens van het Zonnestelsel voorbij de Oortwolk. De Oortwolk reikt waarschijnlijk tot ongeveer 1 lichtjaar van de Zon.

[237]

Als je meer dan ongeveer 1 lichtjaar van de Zon komt dan wordt jouw baan rond de Zon zo sterk verstoord door de aantrekkingskracht van de buursterren van de Zon dat je baan dan niet netjes rond de Zon blijft gaan. Je kunt dus stellen dat de grens van het Zonnestelsel op ongeveer 1 lichtjaar van de Zon ligt. Het centrum van het Zonnestelsel is de Zon, want de Zon weegt veel meer dan alle andere leden van het Zonnestelsel bij elkaar.

Andere sterren kunnen ook planeten en zo hebben. Zo'n ster met zijn planeten erbij wordt ook wel eens een zonnestelsel genoemd.

[235]

Een melkwegstelsel is een verzameling van miljoenen of miljarden sterren die samen om het centrum van dat melkwegstelsel draaien. Een melkwegstelsel kan dus miljarden zonnestelsels bevatten.

[57] [122]

2. Andere zonnestelsels

Astronomen denken inmiddels al meer dan 100 planeten ontdekt te hebben die rond andere sterren draaien, en daarmee dus een zonnestelsel vormen. De meeste sterren waar nu planeten bij ontdekt zijn zijn vergelijkbaar met de Zon, maar soms groter en helderder en some kleiner en minder helder. Een recent ontdekt uitzonderlijk geval is een planeet die rond een witte dwerg draait die zelf weer rond een pulsar draait. Dat zijn sterren die heel duidelijk niet vergelijkbaar zijn met de Zon. Voor informatie over deze planeten bij andere sterren kun je terecht (in het Engels of Frans) op //www.obspm.fr/encycl/encycl.html.

Die voor ons onzichtbare planeten werden ontdekt aan de hand van de kleine wiebel die ze veroorzaken in de beweging van de voor ons wel zichtbare ster waar ze onheen draaien. Omdat we de planeten niet zelf kunnen zien weten we niet veel van ze af, behalve hun massa (altijd tenminste ongeveer zo groot als die van Jupiter, dus een paar honderd keer zo zwaar als de Aarde) en wat gegevens van hun baan rond hun ster.

Planeten zoals de Aarde of Mars kunnen we nog niet ontdekken bij andere sterren, vooral omdat zulke planeten relatief te weinig massa hebben. De wiebel die de Aarde aan de beweging van de Zon geeft is bijvoorbeeld ongeveer 130 keer zo klein als de wiebel die Jupiter geeft.

[62]

3. Draaiing in het Zonnestelsel

De planeten draaien om hun as en om de Zon vanwege twee dingen:

De planeten draaiden al om hun as en om de Zon toen ze gevormd werden.
Er was onvoldoende wrijving om de draaiing te stoppen.

Ik vertel hieronder meer over deze dingen.

3.1. Wrijving

Wrijving is op Aarde heel belangrijk. Wrijving tussen je broek en een stoel zorgt ervoor dat je niet van de stoel glijdt. Wrijving tussen je voeten en de grond zorgt ervoor dat je harder of zachter kunt lopen en dat je een andere richting in kunt gaan. Wrijving tussen de rem en de wielen en tussen de wielen en de grond zorgt ervoor dat een fiets of een auto kan stoppen. Wrijving tussen een voetbal en de grond zorgt ervoor dat een voetbal niet eeuwig door blijft rollen. Wrijving tussen de geroerde chocolademelk of koffie en de beker zorgt ervoor dat de drank weer tot rust komt.

Op ijs is er een stuk minder wrijving, als je niet met spikes of een schaats in het ijs prikt, en daarom is het niet eenvoudig om op ijs van richting te veranderen en blijven dingen daar lang overheen glijden.

In de ruimte is er nog minder wrijving. Om wrijving te hebben moeten twee dingen langs elkaar heen schuiven (dus elkaar aanraken). In de ruimte is het verschrikkelijk leeg: daar is niet eens lucht. Er is niks dat langs de Aarde kan schuren en zo de draaiing van de Aarde om zijn as kan stoppen, of dat de draaiing van de Aarde om de Zon kan stoppen. Als je in de ruimte eenmaal aan het draaien of aan het bewegen bent, dan is het niet gemakkelijk om daarmee te stoppen. Daarom moeten astronauten die een ruimtewandeling maken erg uitkijken dat ze raketjes bij zich hebben of dat ze met een touw aan het ruimteschip vast zitten, want als ze zich per ongeluk tegen het ruimteschip afzetten zonder een touw of raketjes dan kunnen ze op eigen kracht niet meer naar het ruimteschip terugkeren.

De planeten draaien dus nog steeds om de Zon en om hun as omdat ze dat al bij hun ontstaan deden en omdat er in de ruimte geen (of niet genoeg) wrijving is.

[146]

3.2. Vorming van het Zonnestelsel

Het Zonnestelsel werd ongeveer 5 miljard jaar geleden gevormd uit een grote draaiende wolk van gas en stof. In zo'n wolk is er altijd een gevecht tussen de gasdruk, die het gas uit elkaar wil laten gaan, en de zwaartekracht, die het gas bij elkaar wil brengen. Op een gegeven moment kreeg de zwaartekracht de overhand en toen stortte de wolk in elkaar tot een draaiende schijf die in het midden het dikst was. Het midden van de schijf klonterde samen en vormde de Zon. Alle draaiing die in het midden van de schijf zat kwam in de Zon terecht en zorgt ervoor dat de Zon rond zijn as draait.

Verder weg van de Zon vormden zich in de schijf veel kleinere klonters die weer apart rond hun eigen as draaiden omdat ze de draaiing van hun deel van de grote schijf in zich verzamelden. Die kleinere klonters botsten vaak tegen elkaar en bleven soms aan elkaar plakken en vormden zo de Aarde en de andere planeten, en de manen die daar weer omheen draaien, en alle andere leden van het Zonnestelsel.

Omdat het hele Zonnestelsel van dezelfde draaiende gaswolk werd gemaakt draait bijna alles in het Zonnestelsel dezelfde kant op: Alle planeten draaien in dezelfde richting rond de Zon. De meeste manen draaien in diezelfde richting rond hun planeten. De meeste planeten en de Zon zelf draaien in diezelfde richting rond hun as.

De draaiing die overal in het Zonnestelsel te vinden is komt dus uiteindelijk allemaal van de draaiing die al in de wolk van gas en stof zat waaruit het Zonnestelsel gevormd werd. Dat die wolk zelf draaide was geen toeval, want alle (of in ieder geval bijna alle) sterren waarvan we gemeten hebben of ze om hun as draaien draaien ook om hun as, dus moeten die ook uit een draaiende wolk ontstaan zijn.

[601]

Het materiaal waaruit de Zon en het Zonnestelsel werden gevormd kwam niet van één supernova. Twee bekende open sterrenhopen (de Pleiaden = M45, en de Hyaden) en een bekend stervormingsgebied (de Orionnevel = M42) zijn begonnen met de massa van ongeveer 1000 zonnen, wat veel groter is dan de massa van zelfs de grootste supernova.

Materiaal uit meerdere supernova's heeft bijgedragen aan de Zon. Het periodiek systeem van de elementen op https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nucleosynthesis_periodic_table.svg toont dat de chemische elementen op Aarde (en dus ook op de Zon) van diverse bronnen komen, waaronder de volgende "explosieve": exploderende massieve sterren (waarschijnlijk supernova's van typen anders dan Ia), samensmeltende neutronensterren, en exploderende witte dwergen (waarschijnlijk supernova's van type Ia). En de grote meerderheid van de materie in de Zon bestaat uit waterstof en helium die gevormd werden tijdens de Oerknal, voordat de eerste supernova optrad.

De instorting van de moleculaire gaswolk die tot de vorming van de Zon leidde kan zijn opgewekt door de schokgolf van een nabije supernova-explosie, maar dat betekent niet dat materiaal van die supernova in de Zon terechtgekomen moet zijn, want schokgolven bewegen door materie heen, met snelheden veel groter dan die waarmee het materiaal zelf beweegt.

Dus als de vorming van de Zon is opgewekt door een supernova dan heeft die supernova waarschijnlijk geen materiaal bijgedragen aan de Zon, en het materiaal in de Zon dat wel van supernova's kwam kwam van meerdere types supernova en andere eindstadia van sterren.

En supernova's zijn niet de enig mogelijke aanleiding voor de vorming van sterren. Ook dichtheidsgolven (in spiraalstelsels zoals de Melkweg) kunnen vorming van nieuwe sterren opwekken.

talen: [en] [nl]