5
Module portret van de aarde ............................................................................................................................................ DIT
HEB JE NA DEZE MODULE GELEERD
- Je kunt het onderscheid tussen de aarde, maan en zon beschrijven. - Je kunt de plaats van de aarde in het zonnestelsel, melkwegstelsel en het heelal situeren, gebruikmakend van specifieke afstandsmaten. - Je kunt het ontstaan en de evolutie van de aarde en het heelal beschrijven. - Je kunt vertrekkend van waarnemingen van de sterrenhemel komen tot de structuur van het heelal: planetenstelsel, sterrenstelsel, cluster.
5
Oriëntatie Ground Control to Major Tom Ground Control to Major Tom Take your protein pills and put your helmet on Ground Control to Major Tom (Ten, Nine, Eight, Seven, Six) Commencing countdown, engines on (Five, Four, Three) Check ignition and may God’s love be with you (Two, One, Liftoff) This is Ground Control to Major Tom You’ve really made the grade And the papers want to know whose shirts you wear Now it’s time to leave the capsule if you dare “This is Major Tom to Ground Control I’m stepping through the door And I’m floating in the most peculiar way And the stars look very different today For here am I sitting in a tin can Far above the world Planet Earth is blue And there’s nothing I can do
Though I’m past one hundred thousand miles I’m feeling very still And I think my spaceship knows which way to go Tell my wife I love her very much, she knows Ground Control to Major Tom Your circuit’s dead, there’s something wrong Can you hear me, Major Tom? Can you hear me, Major Tom? Can you hear me, Major Tom? Can you hear And I’m floating around my tin can Far above the Moon Planet Earth is blue And there’s nothing I can do.”
Scan de QR-code op de QR-kaart.
Major Tom verdwijnt in de ruimte, maar wat zou er gebeuren mochten we echt losgekoppeld worden in de ruimte?
6
Portret van de aarde
NASA heeft 7 aardachtige planeten rond nabijgelegen ster ontdekt NASA Watch doet nu al een berekende gok over welk nieuws NASA precies zal aankondigen. De website die het reilen en zeilen van de ruimtevaartorganisatie op de voet volgt, meent dat ze liefst 7 aardachtige planeten in een baan rond een nabijgelegen ster heeft ontdekt. NASA Watch baseert zich hiervoor op de expertise van de wetenschappers die tijdens de persconferentie het woord zullen nemen.
di 21/02/2017 - 21:07 Alexander Verstraete NASA heeft een persconferentie aangekondigd over “een ontdekking buiten ons zonnestelsel”. Op basis van de expertise van de wetenschappers die het woord zullen nemen, meent de doorgaans goed ingelichte website NASA Watch dat de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie 7 aardachtige planeten rond een nabijgelegen ster heeft ontdekt. “NASA houdt een persconferentie op woensdag 22 februari om 13 uur Eastern Standard Time (19 uur in België) om nieuwe ontdekkingen voor te stellen over planeten die rond andere sterren dan onze zon draaien, beter bekend als exoplaneten.” Met die aankondiging op haar website heeft de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie astronomen wereldwijd in vuur en vlam gezet.
TRAPPIST-1 Een van die wetenschappers is Michael Gillon, een astronoom verbonden aan de universiteit van Luik. “Vorig jaar was Gillon de hoofdauteur van een wetenschappelijk artikel waarin hij uit de doeken deed hoe hij en zijn team drie aardachtige planeten hadden ontdekt in een baan rond de koele dwergster 2MASS J23062928-0502285 (intussen bekend als TRAPPIST-1)”, schrijft NASA Watch. “Die ster bevindt zich op een afstand van 39,5 lichtjaren.” “Morgen zal NASA de ontdekking van 4 bijkomende aardachtige planeten in een baan rond TRAPPIST-1 aankondigen”, concludeert NASA Watch. De website gokt dat 6 van de 7 planeten rotsplaneten zijn die zich in de zogenoemde leefbare zone rond de ster bevinden. In die zone kan water in vloeibare vorm voorkomen, als die planeten water bevatten tenminste. “Niemand heeft leven op een andere planeet ontdekt” Met een knipoog richt NASA Watch zich tot slot tot de Britse roddelpers die al eens hard van stapel durft te lopen als het over ontdekkingen van NASA gaat: “Niemand heeft leven op een andere planeet ontdekt, hebben jullie dat begrepen?” Bron: http://deredactie.be/cm/vrtnieuws/wetenschap/1.2898281
Markeer de hemellichamen en de afstanden in het artikel. Schrijf hier 2 dingen op over wat je weet over de ruimte. 1)
Bekijk deze tekening goed. Wat zou deze voorstellen?
Kruis de juiste hypothese aan. □ Een ster schijnt en geeft rood licht dat steeds
2)
blauwer wordt. □ De aarde is het grootste hemellichaam in het heelal. □ Het heelal is ontstaan met een ontploffing en alles evolueerde daaruit.
7
Portret van de aarde
1 Lichamen aan de hemel Als we tijdens een heldere nacht naar boven kijken, is er van alles te zien. De lucht hangt vol kleine glinsterende stippen, sterren. Zijn die sterren wel wat ze zijn? Het hemellichaam dat het duidelijkst te zien is, is de maan. En dat is helemaal geen ster! Als we wat verder kijken, zien we de planeten. De planeet Venus kunnen we bij momenten heel duidelijk zien. Maar ook dat zijn geen sterren. De eerste ster die we te zien krijgen, is de zon. Maar die zien we uiteraard enkel overdag. Om verder te kijken, hebben we al een stevige telescoop nodig. Vanop de aarde zien ze eruit als sterren, maar als je dichterbij gaat kijken, merk je dat je niet alleen sterren ziet, maar ook groepen sterren: dat is een melkwegstelsel. En zo kunnen we steeds verdergaan, wat we ook zullen doen in dit hoofdstuk. Dus al die fonkelende ‘sterren’ zijn een mengelmoes van hemellichamen. De hemellichamen hebben elk hun eigen kenmerken. Markeer in hoofdstuk 1 de belangrijkste kenmerken van het specifiek hemellichaam.
1.1 Natuurlijke satelliet of natuurlijke maan Het eerste hemellichaam dat we bespreken, is de maan. Volgens de Van Dale:
maan (de; v(m); meervoud: manen) 1 hemellichaam dat zich om een planeet beweegt; met name de satelliet van onze aarde Een maan is een natuurlijke satelliet. Verschillende planeten hebben een of twee satellieten, vijf tot zes en zelfs meer. Deze draaien allemaal in een baan rond de planeet waar ze bijhoren. Onze maan draait in een elliptische baan om de aarde, daarom varieert de afstand tussen de maan en de aarde. Gemiddeld staat ze op 384 450 km ver. Ze vertoont schijngestalten omdat er maar een deel van het zichtbare maanoppervlak wordt verlicht door de zon. Met de schijngestalten van de maan bedoelen we de verschillende gedaanten die onze maan aanneemt gezien vanop de aarde. Iedereen kent ongetwijfeld de volle maan, maar er bestaat ook een nieuwe maan en een wassende maan… Deze cyclus is al sinds mensenheugenis gebruikt als middel om de tijd aan te koppelen. Een maancyclus
8
Portret van de aarde
Waarom noemen we de maan een natuurlijke satelliet?
Wist je dat? We kunnen enkel de voorkant van de maan zien. De maan is steeds met dezelfde kant naar de aarde gekeerd. Dit noemen we een synchrone rotatie.
1.2 De planeten pla∙neet (de; v(m); meervoud: planeten) 1 hemellichaam dat in een vaste baan om de zon draait en door eigen zwaartekracht een bolvorm heeft aangenomen Planeten zijn hemellichamen die geen licht geven. Op basis van hoe ze samengesteld zijn, worden ze in een bepaalde categorie ingedeeld: • aardse planeten die kenmerken zich door een steenachtig oppervlak; • gasreuzen hebben geen vast oppervlak; • ijsreuzen bestaan uit bevroren methaan, ammoniak en water.
De aardse planeet Mars
Wist je dat? We kunnen pas van een planeet spreken als aan drie voorwaarden is voldaan. Het hemellichaam: 1. bevindt zich in een baan rond een ster. 2. moet voldoende zwaartekracht hebben om de krachten van een vast lichaam te overwinnen. 3. heeft geen andere objecten in de nabije omgeving van de baan om de ster. Als er aan deze voorwaarden wordt voldaan, spreken we van een planeet. Kloppen er maar twee van de drie, dan spreken we over een dwergplaneet. De bekendste dwergplaneet is Pluto.
9
Portret van de aarde
1.3 De sterren Ster (de; v(m); meervoud: sterren; verkleinwoord: sterretje) 1 bolvormig hemellichaam bestaande uit lichtgevend plasma In een ster is de druk en temperatuur van de gasconcentratie zo hoog dat er constant kernfusiereacties (zoals in een kernreactor) plaatsvinden. Dat geeft zo een grote hoeveelheid energie dat ze worden uitgezonden in elektromagnetische stralen, waaronder zichtbaar licht.
De zon
De dichtstbijzijnde ster is de zon met op de tweede plaats de Proxima Centauri.
1.4 Samengevat Verbind met elkaar. Hemellichaam dat in een vaste natuurlijke satelliet
○
○
○
○
baan om de zon draait en door eigen zwaartekracht een bolvorm heeft aangenomen.
10
planeet
○
○
○
○
ster
○
○
○
○
Hemellichaam bestaande uit lichtgevend plasma.
Hemellichaam dat zich om een planeet beweegt.
Portret van de aarde
T1
Maak Taak 1 De hemellichamen en hun paspoort Het houdt natuurlijk niet op bij enkel manen, sterren en planeten. Er zijn ook nog verschillende hemellichamen zoals kometen, meteoroïdes, zwarte gaten, planetoïdes ‌ Vul in de mindmap het stuk rond hemellichamen aan. Gebruik deze begrippen: ster, maan, planeet, satelliet, bolvormig, eigen zwaartekracht, lichtgevend plasma.
Meteoriet Komeet Halley
Zwart gat
11
Portret van de aarde
2
Hemellichamen in het heelal 2.1 Siri, waar ligt de aarde? Wij weten perfect waar we zijn: met onze voeten op de aarde. Als we verder uitzoomen zien we in welke straat, gemeente, land, werelddeel zelfs in welk halfrond we ons bevinden. Maar dan? Dan moeten we ons omdraaien en de lucht bekijken in plaats van de grond. Het eerste wat we zien bij klaarlichte dag is .................................... We draaien rond de zon, dat weet je al en dat met nog 7 andere planeten. We starten vanaf de zon en de eerste die we voorbijsteken is ..................................., die staat het dichtst bij de zon. Dan komt ................................. en
P‌
daarna Aarde. Na onze Aarde volgen de andere planeten: ..................................., ..................................., ............................., ................................... en ................................... Heel deze groep is een planetenstelsel. Het planetenstelsel waar wij
in leven heet het Zonnestelsel. De afstanden in het zonnestelsel zijn ver als je het vergelijkt met de afstand van school naar huis, of van hier naar Nieuw-Zeeland. Omdat die afstanden zo groot zijn, gebruiken we niet kilometer als maateenheid, maar astronomische eenheid (AE).
De astronomische eenheid is de afstandsmaat die gelijk is aan ............................................................... kilometer. Hoe heten de planeten? Vul het juiste nummer in bij de juiste planeet.
8
1. Saturnus 5. Uranus 2. Mercurius 6. Jupiter 3. Mars 7. Neptunus
12
4. Venus 8. Aarde
1
Portret van de aarde
Zoals eerder gezegd, bestaan er soorten planeten. Bekijk de tekening op bladzijde 12. Kun je vinden tot welke groep de planeten horen? De aardse planeten staan het dichtst bij de zon, het zijn er vier. De ijsreuzen staan het verst van de zon, het zijn er twee. De middelste groep zijn de gasreuzen. Bereken het aantal km en vul in welke soort planeet het is. naam
U
afstand tot de Zon
afstand tot de Zon
(AE)
(km) 57.910.000
welke soort planeet?
Mercurius
0.4
Venus
0.7
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Aarde
1
Mars
1.5
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Jupiter
5.2
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Saturnus
9.5
1.426.725.400
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Uranus
19
2.870.972.200
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Neptunus
30
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet 149.597.870
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
aardse planeet / gasplaneet / ijsplaneet
Verbind de juiste naam met de juiste beschrijving. aardse planeten
○
○
bestaat uit bevroren elementen
gasreuzen
○
○
hebben geen vast oppervlak
ijsreuzen
○
○
hebben een steenachtig oppervlak
Wat zijn dan dwergplaneten? Vul de definitie verder aan. Noteer 2 bronnen waar je dit hebt opgezocht. Definitie: 1. Het object moet zich in een baan om de zon bevinden. 2. Het object moet beschikken over genoeg massa zodat het door zijn eigen zwaartekracht bolvormig wordt. 3. Het object mag geen maan zijn van een andere planeet. 4. Het object mag ...........................................................................................................................................................................................
Bronnen: 1. 2.
Wist je dat? Vrijwel alle planeten in ons planetenstelsel zijn vernoemd naar Romeinse goden. De enige uitzonderingen zijn Uranus (vernoemd naar een Griekse godheid) en Aarde.
13
Portret van de aarde
2.2 Waar heeft de zon haar plaats?
T2
Neem taak 2 en vul het schema aan met behulp van de tekst. We zoomen nog wat verder uit, want ook de zon maakt deel uit van iets, namelijk een sterrenstelsel. De Melkweg is het sterrenstelsel waar ons planetenstelsel zich bevindt. Ze bevindt zich op ongeveer 27 000 lichtjaar van het centrum van het sterrenstelsel. Lichtjaar? Wat met de astronomische eenheid? Net zoals kilometer wordt de AE te klein om afstanden te benoemen. Daarom gebruiken we vanaf deze grote afstanden lichtjaren.
Een lichtjaar is de afstand die het licht aflegt in één jaar. Hoeveel AE is 1 lichtjaar? Kleur hieronder het juiste getal in.
8 8 8 8 8 8 8 8 8
Voorstelling van ons sterrenstelsel
astronomische eenheid Op het einde van onze reis eindigen we bij het heelal. Het heelal bevat 100 miljard sterrenstelsels. Vul in de mindmap het stuk aan rond het heelal. Gebruik de volgende begrippen: zonnestelsel, heelal, sterrenstelsel, astronomische eenheid, lichtjaar. Wist je dat? Als we uitzoomen na het melkwegstelsel ontdekken we onze buren: het Andromedastelsel, de Driehoeknevel en wat verder de Magelhaense wolken. Als we ze allemaal zouden tellen, komen we op een vijftigtal sterrenstelsels. Deze vormen samen een cluster. De cluster waarin het melkwegstelstel zit heet ‘De lokale groep’. Om die diagonaal te kruisen, hebben we 2 miljoen lichtjaar nodig. We gaan nog een stapje verder en ontdekken zo de Virgosupercluster of Lokale supercluster. In de supercluster zitten een vijftigtal
Sterrencluster Abell 1689
clusters, waaronder dus ook onze cluster: De Lokale groep. Tussen deze superclusters bevinden zich grote ruimten waarin vrijwel geen sterrenstelsels zijn. De lokale
14
supercluster omvat meer dan 10 000 sterrenstelsels waaronder de Melkweg. Als we deze willen oversteken, hebben we ongeveer 150 miljoen lichtjaar nodig.
Portret van de aarde
3 De geboorte van het heelal 3.1 De Big Bang theorie 3.1.1 It all started with a big bang! Het begon allemaal ongeveer 13,7 miljard jaar geleden door een ontploffing van een enorm heet deeltje dat nog kleiner was dan een atoom. Deze ontploffing kennen we als de oerknal of de Big Bang theorie. Er ontstond een hele dikke, dichte soep die zich langzaamaan verspreidde. Er ontstonden gaswolken en in de gaswolken
ontstonden de eerste sterren. De sterren en de materie begonnen te ontploffen. Het begin van het heelal was nogal heftig op dat vlak. Langzamerhand begonnen de gaswolken rond elkaar te draaien, de melkwegstelsels ontstonden waaronder ook ons eigen melkwegstelsel. Het begon wat rustiger te worden in het heelal, de planeten vormden zich en met de planeten ontstond er alvast op een planeet leven: de onze, de aarde. Georges LemaĂŽtre, een Belg trouwens, was de eerste die met deze theorie naar voren kwam. Hij ontdekte dat alle sterrenstelsels steeds verder uitdijen en zo steeds groter worden. 3.1.2 And the future? Wat brengt de toekomst ons? Daar zijn voorlopig drie theorieĂŤn over. 1. De Big Chill neemt aan dat de uitdijing oneindig zal doorgaan, waardoor alle sterrenstelsels steeds verder van elkaar geraken. Ook zal het heelal blijven afkoelen, omdat de warmte zich over een steeds grotere ruimte zal moeten verspreiden. 2. De Big Rip is een variatie op de Big Chill die veronderstelt dat de snelheid van de uitdijing van het heelal steeds zal toenemen, waardoor niet alleen sterrenstelsels, maar uiteindelijk ook sterren, moleculen en atomen uit elkaar zullen worden getrokken. Op die manier zal alle materie zich dusdanig verspreiden dat er niets meer van enige omvang zal bestaan. 3. De Big Crunch neemt aan dat de dichtheid van het heelal hoog genoeg is om de uitdijing uiteindelijk, door de zwaartekracht van alle materie, te doen stoppen en dat het heelal daarna ineen zal krimpen. Het uiteindelijke lot zal dan de totale ineenstorting van het heelal zijn (eindkrak). Om dan opnieuw te beginnen. Welke theorie past bij welke tekening? Vul het juiste nummer in.
toekomst
heden
15
afremmende uitdijing lineaire uitdijing verleden versnellende uitdijing
Portret van de aarde
Tip: Bekijk gerust deze song, een heel ludieke samenvatting over de Big Bang. Kun je achterhalen welke theorie ze bezingen? Schrap wat niet past: de Big Chill / de Big Rip / de Big Crunch
16
4
De geboorte van het zonnestelsel en de aarde ONGEVEER 4.6 MILJARD JAAR GELEDEN
Portret van de aarde
Om een nog onbekende reden (waarschijnlijk de ontploffing van een ster) werd een oernevel instabiel.
100 000 JAAR
Een soep van stenen, stof en gas begon rond te draaien. De soep, een gaswolk, begon te krimpen en nog sneller rond te draaien.
Door de enorme hitte ontstond
DE ZON
midden in deze gaswolk een kleine ster. Ze trok meer en meer materie aan tot ze uitgroeide tot een volwaardige ster.
1 000 000 JAAR Brokstukken draaiden rond de zon en botsten tegen elkaar.
DE PROTOPLANETEN
De botsingen hadden een grote impact en de brokstukken groeiden. Ze verzamelden al het overgebleven materiaal dat rondvloog. Deze brokstukken werden de oerplaneten of de protoplaneten.
VOLWAARDIG ZONNESTELSEL
De planeten kregen een stabiele baan rond de zon. Het zonnestelsel was geboren.
17
Portret van de aarde
aardse planeten
gas- en ijsreuzen
1.
5.
2.
6.
3.
7.
4.
8.
De zwaarste brokstukken bleven het dichtst bij de
De lichtste brokstukken geraakten het verste weg
zon cirkelen.
van de zon.
Tip: Bekijk de documentaire “Stijn en het heelal: de ruimte”. Deze documentaire toont hoe ons zonnestelsel, melkwegstelsel en het heelal in elkaar zit. Stijn legt uit wat je ziet op foto’s van het heelal. Vul in de mindmap het stuk aan rond het ontstaan en de evolutie van de aarde. Gebruik de volgende begrippen: Big Bang theorie, Big Rip, Big Chill, Big Crunch. In het begin bij de oriëntatie moest je noteren wat je wist van de ruimte. Je schreef zelf twee punten op. Vink aan of je stelling klopt of niet klopt. stelling 1
2
18
klopt
klopt niet
1
Portret van de aarde
Taak 1: De hemellichamen en hun paspoort Naam:
Klas:
heel goed - goed - voldoende - onvoldoende
Maak bij elk hemellichaam een paspoort. Vul in welke diameter, vul 3 kenmerkende woorden in bij het uitzicht, noteer de afstand tot de zon. Raadpleeg minstens 3 bronnen. Noteer welke bronnen je gebruikte.
ster
planeet
Naam: zon
Naam: aarde
Diameter:
Diameter:
Uitzicht: …………………………………………..,
Uitzicht: …………………………………………..,
………………………………………., ………………………………………….
………………………………………., …………
……………………………….
Afstand tot de zon:
maan
Naam: maan Diameter: Uitzicht: ………………………………………….., ………………………………………., …………
……………………………….
Afstand tot de aarde:
Bronnen: 1. 2. 3.
19
2
Taak 2: We vatten het allemaal even samen Naam:
Portret van de aarde
Klas:
heel goed - goed - voldoende - onvoldoende
Vul het schema aan met behulp van de tekst van ‘2.2 Waar heeft de zon haar plaats?’. We zoomen uit van aarde naar heelal. De algemene benaming van Eenheid in heelal waar de aarde de eenheid in het heelal
deel van uitmaakt
planeet
aarde
……………………….....................…………
zonnestelsel
sterrenstelsel
………………………...............................…………
Kenmerken van de eenheid waar de aarde deel van uitmaakt zon, 8 planeten en hun manen, diameter 11 lichturen Groepering van …….. miljard sterren, diameter ……………… lichtjaren
heelal
heelal
100 miljard sterrenstelsels
21
Portret van de aarde
We zoomen in van heelal naar ons zonnestelsel. Zet de juiste naam onder de juiste foto: zonnestelsel,
22
.....................................
(deel van het)
cluster
.....................................
.....................................
heelal, melkwegstelsel.
Portret van de aarde
Begrippenlijst Hemellichaam dat zich om een planeet beweegt. Hemellichaam dat in een vaste baan om de zon draait en door eigen zwaartekracht een bolvorm heeft aangenomen. Bolvormig hemellichaam bestaande uit lichtgevende plasma. Groep van planeten met een centraal lichtgevend hemellichaam. Afstandsmaat gelijk aan 149,6 miljoen kilometer. Afstand die het licht aflegt in ĂŠĂŠn jaar. Een gordel van 100 miljard sterren. De (oneindige) ruimte. Kosmische explosie waardoor het heelal gevormd is.
23
ontstaan en evolutie
24
heelal
AARDE
hemellichamen
Portret van de aarde
Mindmap