Afstandsmaat
Op aarde geven we de afstanden meestal aan in meters of
kilometers. De afstanden in het heelal zijn natuurlijk veel
en veel groter dan de afstanden op aarde. Zo is de afstand
tussen de aarde en de maan gemiddeld al 384.000 kilometer.
En de afstand tussen de aarde en de zon maar liefst bijna
150 miljoen kilometer! Een vliegtuig dat met een snelheid
gaat van duizend kilometer per uur heeft al meer dan 17 jaar
nodig om een afstand van 150 miljoen kilometer af te leggen.
Dergelijke grote afstanden zijn moeilijk voor te stellen. De
getallen worden ook zó groot, dat het erg lastig is de
afstanden in kilometers te geven. Daarom zijn er in de
sterrenkunde andere afstandsmaten in gebruik.
Allereerst hebben we de astronomische eenheid.
Deze lengte maat korten we vaak af met a.e..
Eén astronomische eenheid
is precies gelijk aan de gemiddelde afstand van de aarde
tot de zon. Die afstand bedraagt 149.597.871 kilometer.
Meestal wordt dit afgerond tot 150 miljoen kilometer. Alle
afstanden in het zonnestelsel drukken we uit in astronomische
eenheden. Zo is de afstand van de zon tot Jupiter gemiddeld
5,2 astronomische eenheden. Dat betekent dus dat Jupiter ge
middeld 5,2 keer zo ver van de zon staat dan de aarde.
Hieronder vind je de afstanden van de planeten tot de zon in
astronomische eenheden:
| planeet | afstand tot de zon in a.e. |
| | kortste | gemiddelde | grootste |
| Mercurius | 0,3075 | 0,3871 | 0,4667 |
| Venus | 0,7184 | 0,7233 | 0,7282 |
| Aarde | 0,9833 | 1,0000 | 1,0167 |
| Mars | 1,3813 | 1,5236 | 1,6659 |
| Jupiter | 4,9504 | 5,2024 | 5,4544 |
| Saturnus | 9,0626 | 9,5697 | 10,0768 |
| Uranus | 18,4817 | 19,3030 | 20,1342 |
| Neptunus | 29,9658 | 30,2707 | 30,5758 |
| Pluto | 29,6800 | 39,6122 | 49,5443 |
De afstanden tot de sterren zijn helemaal onvoorstelbaar
groot. De ster die het dichtst bij de zon staat heet
Proxima Centauri.
Het is een zwak sterretje in het sterren
beeld Centaurus. Met het blote oog is Proxima Centauri
niet te zien. Het sterretje maakt deel uit van een dubbelster
systeem. Daartoe behoren ook de sterren Alfa Centauri A en
Alfa Centauri B. Deze sterren staan zó dicht bij elkaar dat
we ze zonder kijker niet afzonderlijk kunnen zien. Beide
sterren behoren tot de helderste sterren aan de hemel. In
ons land zijn ze helaas nooit zichtbaar. Het sterrenbeeld
Centaurus komt hier nooit boven te horizon. De afstand tot
Alfa Centauri is maar liefst 43 biljoen kilometer. Dat is
nog bijna 270.000 astronomische eenheden. Je ziet dat voor
afstanden tot de sterren de astronomische eenheid niet erg
bruikbaar is. Die afstandsmaat is nòg veel te klein!
Afstanden van sterren geven we op in lichtjaren.
Eén lichtjaar is de
afstand die het licht in één jaar aflegt!
Het licht heeft de grootste snelheid die er bestaat. De
snelheid van het licht is 299.793 kilometer per seconde. Voor
het gemak ronden we dit af tot 300.000 kilometer per seconde.
Die 300.000 kilometer zou je een lichtseconde kunnen noemen.
Het is de afstand die het licht in één seconde aflegt. De
maan staat op een afstand van iets meer dan één lichtseconde.
Zo zijn er ook lichtminuten. In één minuut legt het licht 60 x
300.000 kilometer = 18 miljoen kilometer af. De afstand van
de aarde tot de zon is iets meer dan 8 lichtminuten. Hoe ver
reist het licht wel niet in een jaar? Nou, in één jaar gaan
60 x 60 x 24 x 365¬ = ongeveer 31« miljoen seconden. In één jaar
legt het licht dus een afstand af van 31« miljoen x 300.000 kilo
meter. Dat is iets minder dan 10 biljoen kilometer. Dat kunnen
we ook schrijven als 10.000.000.000.000 kilometer! De ster die
het dichtst bij de zon staat, dat was Proxima Centauri weet
je nog wel, staat op zo'n 42 biljoen kilometer. Dat is dus
ongeveer 4,3 lichtjaar.
Verderop vind je de sterren die het dichtst
bij de zon staan. Behalve de afstand in lichtjaar geven we
ook de
schijnbare magnitude van deze sterren. Dat is de
helderheid zoals we ze aan de hemel zien staan. De meeste
sterren zijn niet met het blote oog te zien. Hieraan kun je
zien dat de meeste sterren minder licht uitstralen dan de zon.
| Naam van de ster | Schijnbare magnitude | Afstand in lichtjaren |
| Proxima Centauri | 10,7 | 4,27 |
| Alfa Centauri A | 0,0 | 4,3 |
| Alfa Centauri B | 1,7 | 4,3 |
| Ster van Barnard | 9,5 | 5,8 |
| Wolf 359 | 13,5 | 7,6 |
| Lalande 21185 | 7,5 | 8,1 |
| Sirius A | - 1,4 | 8,7 |
| Sirius B | 8,5 | 8,7 |
| UV Ceti A | 12,5 | 8,9 |
| UV Ceti B | 13,0 | 8,9 |
| Ross 154 | 10,6 | 9,5 |
| Ross 248 | 12,2 | 10,3 |
| Epsilon Eridani | 3,8 | 10,7 |
| Ross 128 | 11,1 | 10,8 |
| Luyten 789-6 | 11,3 | 10,8 |
| 61 Cygni A | 5,2 | 11,2 |
| 61 Cygni B | 6,0 | 11,2 |
| Epsilon Indi | 4,7 | 11,2 |
Alle andere sterren staan verder weg. De meeste sterren
die wij van het sterrenbeeld Orion kunnen zien staan op
afstanden van meer dan duizend lichtjaar. Astronomisch
gezien is dat nog steeds niet ver weg. De sterren van de
melkweg staan veel verder weg. Bedenk bovendien dat alle
sterren die wij aan de hemel kunnen zien allemaal tot ons
Melkwegstelsel behoren. Het melkwegstelsel heeft een door
snede van maar liefst 100.000 lichtjaar.
In het heelal bevinden zich miljarden van deze sterren
stelsels. Een bekend sterrenstelsel is de
Andromedanevel.
Onder gunstige omstandigheden is dit sterrenstelsel als een
wazig vlekje met het blote oog zichtbaar. Het is één van de
dichtstbijzijnde sterrenstelsels. Maar de afstand bedraagt
wel 2,2 miljoen lichtjaar! Je hebt inmiddels wel door dat
het heelal geweldig groot is.
Als je naar de sterren kijkt, werp je eigenlijk een blik in
het verleden. Als je naar een ster kijkt die op een afstand
staat van 100 lichtjaar zie je licht dat honderd jaar geleden
van die ster vertrokken is. Het licht heeft immers honderd
jaar nodig om die afstand af te leggen. Je ziet die ster dus
hoe die er honderd jaar geleden uitzag! Als je naar de
Andromedanevel kijkt, kijk je zelfs 2,2 miljoen jaar in het
verleden.
Je vraagt je misschien af hoe de sterrenkundigen de afstand
van een ster bepalen. Er zijn verschillende methodes voor.
Eén ervan zullen we hier bespreken. Dat is de
parallax-methode.
Als een ster vrij dicht bij de aarde en de zon staat, zien
we hem niet altijd op precies dezelfde plaats tussen de andere
sterren. In januari staat de ster in een iets andere richting
dan in juni. Dat komt doordat de aarde dan aan de andere kant
van de zon staat. We kijken vanuit een iets ander punt naar
de ster. Hij lijkt een klein beetje verschoven. Zo lijkt de
ster in de loop van een jaar een klein cirkeltje aan de hemel
te beschrijven. De straal (dat is de halve middellijn) van
van dat cirkeltje is vreselijk klein. Altijd kleiner dan
één boogseconde. En hoe verder de ster van ons af staat, hoe
kleiner het cirkeltje is. De straal van dat cirkeltje noemen
we de
parallax van de ster.
Het is de afstand waarop we vanaf
die ster de afstand aarde - zon zouden zien. De parallax is
een maat voor de afstand van de ster. Als een ster twee keer
zo ver weg staat als een andere ster, is zijn parallax twee
keer zo klein. Het meten van sterparallaxen is een heel
precies werk. Op die manier zijn we van veel sterren de
afstand te weten gekomen.
Proxima Centauri is de dichtstbijzijnde ster. Hij heeft daarom
ook de grootste parallax. Die bedraagt 0,76 boogseconden. Zou
deze ster nóg dichterbij staan, dan zou de parallax nog groter
zijn. De parallax is precies één boogseconde als de afstand
3,26 lichtjaar is. Deze afstand hebben we daarom een aparte
naam gekregen: de
parsec. Parsec is afgeleid van
parallax en
boog
seconde. Eén parsec is dus 3,26 lichtjaar. In de sterren
kunde worden veel afstanden uitgedrukt in parsec. Regelmatig
komt je ook de
kiloparsec (kpc) als afstandsmaat tegen. Eén
kiloparsec is gewoon duizend parsec. De grootste afstandsmaat
die gebruikt wordt is de
megaparsec (Mpc). Deze afstand is
gelijk aan één miljoen parsec! De Andromedanevel staat zoals
gezegd op een afstand van 2,2 miljoen lichtjaar. Dat is
ongeveer 0,67 Megaparsec.
Behalve de
schijnbare magnitude is er ook nog een
absolute magnitude. Zoals je hebt kunnen lezen is de schijnbare
magnitude de helderheid van een hemellichaam zoals we dat
aan de hemel zien staan. De absolute magnitude is de helder
heid die een ster zou hebben als deze op een afstand van
10 parsec zou staan. Dat is 32,6 lichtjaar. De schijnbare
magnitude wordt meestal aangegeven met de kleine letter
m.
De absolute magnitude geven we aan met de hoofdletter
M.
Het verschil tussen schijnbare magnitude en absolute
magnitude noemen we de
afstandsmodulus. Als je die weet
kun je hieruit de afstand afleiden. Dat kun je in de tabel
op de hieronder zien. In de eerste kolom vind
je de afstandsmodulus (m - M). Daarachter vind je de afstand
in parsec en in lichtjaren.
Als een ster een schijnbare magnitude (m) heeft van 6 en
zijn absolute magnitude (M) bedraagt 5, dan is de afstands
modulus 6½ - 5 = 1½. In de tabel zie je dan dat de afstand
20 parsec bedraagt. Dat is 65 lichtjaar.
| m - M | afstand |
| | in parsec | in lichtjaar |
| - 5,0 | 1,0 | 3,3 |
| - 3,5 | 2,0 | 6,5 |
| - 2,4 | 3,3 | 10,8 |
| - 1,5 | 5,0 | 16,4 |
| 0,0 | 10 | 32,6 |
| 1,5 | 20 | 65 |
| 3,5 | 50 | 164 |
| 5,0 | 100 | 326 |
| 6,5 | 200 | 652 |
| 8,5 | 500 | 1.640 |
| 10,0 | 1.000 | 3.260 |
| 13,5 | 5.000 | 16.400 |
| 15,0 | 10.000 | 32.600 |
| 20,0 | 100.000 | 326.000 |
| 25,0 | 1.000.000 | 3.260.000 |
| 30,0 | 10.000.000 | 32.600.000 |
| 35,0 | 100.000.000 | 326.000.000 |
