Het heelal 1
1.1 Waarnemingen van op onze aarde
Vorige jaren hebben we de aarde onder de loep genomen.
We bestudeerden de draagkracht van het systeem, de mens die de grenzen van de planeet opzoekt en overschrijdt. Tevens gingen we op zoek naar duurzame wereld waarin we samen grenzen moeten verleggen om onze toekomst veilig te stellen.
Nu nemen we een nog groter perspectief. We gaan de ruimte in, de aarde in het heelal.
1 Wat kunnen we van de ruimte zien van op de aarde?
a Schrijf de verschillende elementen die je vanop de aarde kan waarnemen op de tekening.
b Schrijf bij elke foto wat je ervan weet of welke vraag je je hierbij stelt.
Enkele mogelijke hulpvragen bij het hemellichaam dat we zien:
• geeft het zelf licht?
• zie je het dagelijks? …. Soms? ….
• welke beweging of schijnbeweging zie je het maken in de tijd?
• zie je het altijd in dezelfde vorm …. of verschillende vormen?
Foto genomen met lange sluitertijd: de sluiter van de camera blijft langer openstaan waardoor er langer licht op de camerasensor valt.
1.2 Verschillende soorten hemellichamen
1 Verbind elk hemellichaam uit de tweede kolom met de juiste omschrijving uit de eerste kolom.
Definities
Een gloeiend gasvormig hemellichaam waarin (door de hoge druk en temperatuur) een kernfusie plaatsvindt. De energie die daardoor vrijkomt geeft het licht. 0 0 Aarde planeet
Hemellichamen ster
Een groot rond hemellichaam dat om een ster draait. Ze geven geen licht.
0 0 ISS ruimtestation
planetenstelsel Ster waar planeten omheen draaien 0 0 Zonnestelsel
Satteliet (maan)
Een dwergplaneet die om een grotere planeet draait.
Kunstsatelliet
Een door de mens gemaakte en in de ruimte gelanceerde satelliet
1.3 De verkenning van de ruimte
1.3.1 Instrumenten voor onze waarnemingen
0 Maan
0 Zon 0 Poolster
De waarnemingen op de vorige bladzijden konden nog uitgevoerd worden met het blote oog.
Dankzij de technische vooruitgang zijn er instrumenten beschikbaar om de ruimte lichtjaren ver te verkennen.
1 Benoem de onderstaande foto’s.
Kies uit volgende antwoorden: reflectortelescoop – observatorium – amateurtelescoop
2 Verbind de foto’s met hun overeenkomstige afbeelding van een telescoop.
3 Wat is een observatorium?
4 Onderstaande afbeeldingen stellen de logo’s voor van volkssterrenwachten in Vlaanderen. Zoek op het internet de nodige informatie op en schrijf bij ieder logo de naam en vestigingsplaats van de volkssterrenwacht.
naam
locatie
5 Benoem de verschillende foto’s. Kies uit: James Webb Space Telescope – ISS-ruimtestation - radiotelescoop
6 Schrijf een korte toelichting bij iedere foto.
1.11 1.12 1.13
1.3.2 Licht is een ElektroMagnetische straling
In eerste instantie nemen we waar met onze ogen. Deze waarneming (zien) wordt versterkt door telescopen (uit het Grieks tèle: ver en skopéin: zien, bekijken ). Dit zijn optische instrumenten waarmee voorwerpen op grote afstanden kunnen worden waargenomen en bestudeerd.
Onze ogen zien enkele het (zichtbare) licht, een klein deel van de elektromagnetische straling.
1. ElektroMagnetische-straling omgeeft je
EM-straling omgeeft je en bestookt je overal waar je gaat. Een deel ervan kan je niet zien, aanraken, zelfs niet voelen. En toch gebruik je het en ben je ervan Afhankelijk op elk uur van de dag.
Zonder EM-straling zou de wereld zoals je hem nu kent zelfs niet kunnen bestaan.
2. EM-straling bestaat uit een spectrum van golven
Een spectrum van golven is een opeenvolgende reeks van golflengtes. Die golflengtes vari-ëren van duizenden km groot (wisselstroom) tot duizendsten van een picometer klein (kosmische straling), van radiostraling met weinig energie (zeer grote golflengte en dus een vrij lage frequentie) tot gammastraling met zeer veel energie (een uiterst kleine golflengte en dus een heel hoge frequentie).
Net als geluidsgolven of golven in het water transporteren ook EM-golven energie.
EM-golven spectrum
zichtbaar licht spectrum
soort golf
radiogolf microgolf infraroodgolf lichtgolf ultravioletgolf X-stralen gammastralen
golflengte (m)
doordringbaarheid in de atmosfeer
goed matig niet
Onderstaande toestellen maken allemaal gebruik van EM-straling. Plaats in de grijze balk hierboven hun nummer bij de juiste golflengten in het spectrum.
IR-beelden, röntgenbeelden e.d. leveren ons zo meer informatie zowel in het dagelijks leven als in de industrie. Zo konden ook telescopen gebouwd worden die andere golflengten waarnemen en die voor astronomen een raam openden naar het voor onze ogen ‘onzichtbare’ heelal.
1.3.3 Ruimte-observatoria
1. Het onmetelijk heelal
Elk deel van het spectrum heeft zijn eigen verhaal te vertellen en met de vloot ruimtetuigen waarover we beschikken kunnen we het volledige stralingsspectrum, dat ons vanuit de ruimte bereikt, onderzoeken.
2. Onze aarde
Zo’n 70% van alle gekende objecten bevindt zich in een lage baan om de aarde. Deze laag baan reikt van het aardoppervlak tot op 2000 km hoogte. die zich uitstrekt tot 2000 km boven het aardoppervlak. De aardobservatiesatellieten moeten om praktische redenen op lage hoogte cirkelen.
Hou er rekening mee dat de afbeelding van de aarde, de satellieten en de brokstukken die cirkelen rond onze planeet een artistieke interpretatie zijn die gebaseerd is op data van rond 2008. Ook zijn de puinobjecten groter weergegeven dan in werkelijkheid om ze op de toegepaste schaal te kunnen zien.
1 Vul in: de maan - kunstmanen - satellieten
Objecten die zich in een baan om een hemellichaam bevinden zijn .
De aarde heeft één natuurlijke satelliet: . De door de mens gefabriceerde toe-stellen die in een baan om de aarde worden geplaatst noemen we of (kunst . Ze zijn niet alleen interessant om naar de sterren te kijken. Je kan er ook de aarde mee bekijken en bestuderen. In februari 2023 cirkelden er zo’n 9.780 operationele en niet-operationele satellieten rondom onze planeet. Ze worden gebruikt voor tal van toepassingen, zowel commercieel als wetenschappelijk, civiel als militair.
1.3.4 Belang van ruimtevaart en -onderzoek
Ruimtevaart en -onderzoek lijkt op het eerste gezicht vooral interessant voor wetenschappers, maar het belang reikt veel verder. Het speelt een cruciale rol op minimum drie niveaus:
1. Internationale samenwerking
Ruimtevaartprogramma’s zijn zo duur dat landen vaak samenwerken om ze te realiseren. Het Internationaal Ruimtestation (ISS) is een mooi voorbeeld van internationale samenwerking op wetenschappelijk gebied. De VS en Rusland blijven hun samenwerking in de ruimte verderzetten tot 2027, ondanks hun ernstige politieke meningsverschillen. Bovendien inspireert ruimtevaart jongeren om wetenschap en technologie te studeren, wat leidt tot nieuwe innovaties.
2. Wetenschappelijke ontdekkingen
Ruimteonderzoek vergroot ons begrip van het universum. Met de Hubble- en James Webb-ruimtetelescopen hebben we spectaculaire beelden verkregen van sterrenstelsels en nevels. Missies zoals die van de Marsrovers zoeken naar water en mogelijk leven op andere planeten. Daarnaast leveren satellieten zoals de Copernicus Sentinel-satellieten essentiële data voor klimaatonderzoek, zoals informatie over de opwarming van de aarde en het smelten van de ijskappen.
3. Dagelijks leven
Veel ruimtevaarttechnologie wordt gebruikt op aarde. Navigatie- en communicatiesatellieten zijn onmisbaar in ons dagelijks leven. Daarnaast worden ruimtevaartinnovaties ingezet voor medische apparatuur zoals MRI-scanners en precisierobotica. Hittebestendige materialen uit de ruimtevaart worden gebruikt in brandweerkleding, en waterfiltertechnologie voor astronauten zorgt nu voor schoon drinkwater in ontwikkelingslanden.
Ruimtevaart brengt de wereld samen, drijft wetenschappelijke vooruitgang en maakt ons dagelijks leven beter en veiliger.
1 Afhankelijk van hun toepassingen kunnen we ze classificeren:
a Bepaal voor elk type voor welke toepassingen ze worden gebruikt. (tip: de naam van de satelliet invoeren bij ‘Google zoeken’)
b Geef bij elk type een voorbeeld
• Communicatiesatellieten: vb.:
• Navigatiesatellieten: vb.:
• Observatiesatellieten:
vb.:
• Onderzoeksatellieten: vb.:
• Weersatellieten:
vb.:
c
1.4 Structuur van het heelal
1.4.1 Planetenstelsel
Ons zonnestelsel is een planetenstelsel (rond een ster bewegen er planeten). Dit is niet uniek in het heelal. In het heelal zijn er miljarden sterrenstelsels te vinden met sterren en hun planeten.
1 Benoem in onderstaande tabel de planeten van ons Zonnestelsel. (blz. in de atlas) naam diameter (km) afstand tot de zon (km) massa
2 Noteer daarna met de hulp van de gegevens in de tabel de nummers van de planeten en onze Zon op de juiste plaats in de figuur.
Zonnestelsel
Deze planeten zijn:
Deze planeten zijn:
1.16 komeet in orbit
De 4 planeten het dichtst bij de zon zijn rotsachtig, het zijn de aardse planeten.
4 De 4 grotere en verder verwijderde planeten zijn gasvormig, de reuzenplaneten.
5 Tussen Mars en Jupiter bevindt zicht een gordel van vele duizenden heel kleine planeten,
De Asteroïdengordel. Duid die met ʻA’ aan op de fig. x.x
Voorbij Neptunus is er nog een tweede gordel van kleine planeten en kometen, de Kuipergordel
Met asteroïden (sterachtigen) en planetoïden (planeetachtigen) bedoelen we hetzelfde hemellichaam; het zijn grote brokstukken die in het zonnestelsel in een baan om de zon bewegen. Vandaag spreken we enkel nog van planetoïden. Je hebt grote en kleine planetoïden, maar het merendeel heeft een diameter die kleiner is dan 500 meter.
Objecten op grote afstand van de zon bestaan uit ijs en stof, zoals een vuile sneeuwbal, omgeven door een gaswolk.
Als zo een object dichter bij de zon komt verdampt ze door de straling van de Zon en zien we het gas en stof als een lange (plasma)staart.
We zien de komeet omdat die het zonlicht weerkaatst.
6 Benoem de verschillende elementen van de komeet op de afbeelding.
Maak een keuze uit: Zon – Aarde – plasmastaart – komeet
Vallende sterren of meteoren zijn stenen die met hoge snelheid door de dampkring bewegen en door de wrijving met de lucht opbranden en licht geven. Wanneer zo’n meteoor na zijn reis door de dampkring niet volledig opgebrand is en op de aarde terecht komt, dan spreken we van een meteoriet.
1 Kenmerken van planeten van ons zonnestelsel
Zoek voor elke planeet van ons zonnestelsel een typisch kenmerk.
1. Saturnus:
2. Neptunus:
3. Jupiter:
4. Venus:
5. Uranus:
6. Mars:
7. Mercurius:
8. Aarde:
2 Afstanden in het zonnestelsel
Je merkt dat de afstanden in het heelal gigantisch groot zijn. Onze ‘km’ of ’mijl’ is dan niet de meest aangepaste eenheid om dit soort afstanden te meten en daarom gebruiken ze in de sterrenkunde andere afstandsmaten.
Binnen ons zonnestelsel gebruiken ze de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon als maatstaf: de astronomische eenheid (AE) of astronomic unity (AU)
1 AE = 149.597.870 km
7 Planeten waarvan de afstand tot de zon kleiner is dan 1 AE, bevinden zich dichter bij / verder van de zon dan de aarde.
8 Mars staat op 227.936.640 .km van de zon, de afstand is < / > 1 AE .
Grote getallen worden niet helemaal uitgeschreven, maar uitgedrukt in machten van 10.
Zo wordt 100 (=10x10) geschreven als 102 en 1 000 000 (=10x10x10x10x10x10) als 106
vb.: 1,3 x 103 km = 1,3 x 10 x 10 x 10 = 1300 km
9 Zet in de volgende tabel de afstanden van de planeten van ons zonnestelsel tot de zon om machten van 10 (km) en AE
km km in macht van 10 AE
Mercurius 57 910 000 58.106 +/- AE Venus 108 208 930
Aarde 149 597 870 150.106
Mars 227 936 640
Jupiter 779 412 010
Saturnus 1 426 725 400
Uranus 2 870 972 200
Neptunus 4 498 252 900
1.4.2 Sterrenstelsel of Galaxy
Als je in een heel donkere nacht naar boven kijkt, zie je in het midden van de nachtelijke hemel een wazige lichtband. Deze strook is de Melkweg.
De Melkweg is een sterrenstelsel of Galaxy (verzameling van planetenstelsels) waar ons Zonnestelsel deel van uitmaakt.
Ons zonnestelsel draait, samen met andere sterren, in de rand van de Melkweg rond het centrum. Op de onderstaande foto kijken we naar het centrum.
1.17 de Melkweg te zien vanop de Aarde
1 Noteer de juiste brippen naast de onderstaande figuren.
Kies uit: planetenstelse - sterrenstelsel - planeet - galaxy
Onze Aarde is een:
Onze Zonnestelsel is een:
Onze Melkweg is een: of
3 afstanden buiten het zonnestelsel
De dichtstbije ster bij de is Proxima Centauri
40 680 000 000 000 km = 40,7.1012 km = 271 929 AE
Zon én Proxima Centauri horen beide tot de Melkweg
Dichtstbijzijnde bij de Melkweg is Andromeda
23 600 000 000 000 000 000 km = 23,6 x 1018 km = 157 075 602 560 823 AE
De afstand van de aarde tot de Zon = 150.106 km of 1 AE
De afstand van de Zon tot de dichtstbije buurster Proxima Centauri = AE
Wanneer we ons zonnestelsel verlaten is de AE (AU) niet meer de meest geschikte afstandsmaat.
Buiten ons zonnestelsel gebruiken we daarom als afstandsmaat 1 lichtjaar (ly -> lightyear)
1 lichtjaar = snelheid van het licht x 1 jaar
= 300 000 km/s x 1 jaar
= 300 000 km/s x (dagen x u x min x s)s
= 300 000 km/s x (365 x x x )s = km = 9,46.1012 km
1 lichtjaar =
! EEN LICHTJAAR IS EEN AFSTAND, GEEN TIJDSEENHEID !
2 Bereken de afstand in ly tussen: a de Zon en Proxima Centauri: b de Melkweg en Andromeda:
3 Schrap wat niet juist is en verklaar je antwoord nader.
Wanneer we op aarde het licht zien van Proxima Centauri, kijken we dan in de toekomst/verleden?
1.4.3 lokale groep of cluster
Ons sterrenstelsel, de Melkweg, vormt samen met een 54-tal (tot nu gekende) nabije sterrenstelsels
een cluster, de Lokale Groep
De 4 grootste Galaxy’s in de Lokale Groep zijn:
Rangschik deze 4 sterrenstelsels van klein naar groot volgens:
LMC - Melkweg: 163 000 ly
Melkweg - Triangulum: 2 700 000 ly
Andromeda - Triangulum: 750 000 ly
Melkweg - Andromeda: 2 300 000 ly
1.18 Large Magellanic Cloud (LMC)
1.20 Melkweg
1.22 Lokale Groep
1.19 Andromeda
1.21 Triangulum
1.4.4 supercluster en heelal
Rond de jaren 1950 werd ontdekt dat onze Lokale Groep tot een nog grotere structuur be-hoort: de Virgo-Supercluster.
Talloze Superclusters met leegtes ertussen vormen samen het Zichtbare Heelal.
WIST
JE DAT Andromedanevel
Als we naar de Andromedanevel kijken, zien we licht dat 2,6 miljoen jaar geleden uitge-zonden is. Als we een lichtbundel aan de rand van de Lokale Groep zouden uitschijnen, dan moeten we 3,4 miljoen jaar wachten tot het licht aan de andere kant geraakt. Als we tenslotte vanop onze eigen aarde naar het centrum van onze supercluster kijken, zien we licht dat 32 miljoen jaar oud is. Het is dus zeer waarschijnlijk dat er enkele hemellichamen zijn die we nu nog zien, in feite al lang dood zijn... Het licht van hun dood heeft ons alleen nog niet kunnen bereiken.
1.23 Lokale Groep
1.24 Virgo-supercluster
1.26 zichtbare heelal
1.25 meerdere superclusters
inkomend bericht
United Federation of Galaxies
Van Onderwerp Jongerencongres UFG
Jullie klas hee een deelname gewonnen aan het jongerencongres van de ‘United Federation Of Galaxies’, waar vertegenwoordigers van verschillende galaxies met elkaar zullen kennismaken en debatteren over gemeenschappelijke interesses.
De Federatie hee jullie exacte locatie nodig voor de teleportatie. Gelieve onderstaand gegevens zo snel mogelijk te bezorgen ter bevestiging van jullie deelname.
School:
Gemeente:
Gewest:
Coördinaten:
Paneet:
Planetenstelsel:
Sterrensstelsel of galaxy: cluster:
1.5 Beknopte samenvatting
1. Overdag zien we de zon, maar ’s nachts schitteren sterren, de maan en andere hemelobjecten aan de hemel.
2. Hemellichamen zijn onder meer sterren, planeten, de maan, planetoïden en meteoren.
3. Ruimteverkenning gebeurt zowel met amateurtelescopen als professionele observatoria. Oorspronkelijk observeerden we vanaf de aarde, maar tegenwoordig ontvangen we data van ruimtetelescopen, onbemande onderzoeksobjecten en het Internationaal Ruimtestation (ISS). Naast visuele waarnemingen worden ook elektromagnetische straling en radiogolven verzameld. Honderden satellieten omringen onze planeet. Ruimteonderzoek draagt bij aan de internationale samenwerking, wetenschappelijke vooruitgang en praktische toepassingen die ons dagelijks leven verbeteren.
4. Ons zonnestelsel, met zijn acht planeten (vier aardse en vier gasreuzen), de dwergplaneet Pluto, meteoren, planetoïden en duizenden kleine hemellichamen, draaien rond onze ster, de zon.
De enorme afstanden in het zonnestelsel worden gemeten in astronomische eenheden (1 AE ≈ 150 miljoen kilometer, de afstand aarde-zon). Ons zonnestelsel maakt deel uit van de Melkweg. Buiten het zonnestelsel gebruiken we lichtjaren (Ly) als maat.
De Melkweg vormt met tientallen andere sterrenstelsels de Lokale Groep, die op zijn beurt deel uitmaakt van de Virgo-supercluster. Samen vormen al deze structuren het universum.
