Zonnestelsel
Het zonnestelsel, de zon en de negen planeten op schaal (afstanden niet op schaal)
|
Ons zonnestelsel
Tot het zonnestelsel behoort alles wat onder invloed staat
van de
aantrekkingskracht van de zon. Tot het zonnestelsel
behoort één ster. Dat is natuurlijk de
zon. Verder bewegen om de zon negen
planeten. In volgorde van toenemende afstand
tot de zon zijn dat Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter,
Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto.
Voor Mercurius, Venus,
Mars, Jupiter en Saturnus heb je geen kijker nodig om ze
aan de hemel te zien. Overigens worden alle planeten in dit
programma afzonderlijk besproken!
Het zonnestelsel bevat nog veel meer. Bijvoorbeeld tien
tallen maantjesdie om de planeten bewegen. Dat is ook het
belangrijkste verschil tussen een planeet en een maan. Planeten bewegen
om de zon en manen draaien om een planeet. Dat komt doordat een planeet veel zwaarder is dan een maan.
Daardoor heeft een planeet ook meer aantrekkingskracht. En
door die grotere aantrekkingskracht wordt het maantje ge
dwongen om de planeet te draaien. Net zoals onze maan om
de aarde heen draait. De meeste planeten hebben één of
meerdere manen. Alleen Mercurius en Venus hebben er geen.
Ontstaan van ons zonnestelsel
Ons zonnestelsel is zo’n 4,5 miljard geleden ontstaan, dat is 4.500.000.000 jaar geleden.
Uit een wolk van gas en stof ontstond eerst de zon. Deze wolk werd langzaam steeds kleiner
onder invloed van de zwaartekracht. Doordat de wolk steeds kleiner werdt ging ze ook steeds
harder ronddraaien. In het midden werd de wolk ook steeds dichter en werd de druk steeds hoger.
Totdat de druk in het midden van de wolk zo hoog was opgelopen dat de zon begon te stralen.
Door deze intense straling werden lichtere deeltjes van de zon weggeblazen. Hierdoor ontstond
een ring van stof en ijs met dicht bij de zon meer steengruis en verder van de zon meer ijs
en andere lichte (vloeistof) deeltjes.Deze deeltjes klonterden langzaam samen tot steeds
grotere klompen en na miljoenen jaren ontstonden uit deze klompen uiteindelijk de 9 planeten
die we nu kennen.
De ontdekking van de planeten
Reeds ver voor onze jaartelling waren er 7 planeten bekend.
Al deze planeten kun je ook makelijk met het blote oog zien.
Toen me echter in de 18 eeuw steeds betere telescopen begon te maken ontdekte
dat het zonnestelsel groter was dan men tot dan toe wist.
De ontdekking van Uranus
De planeet werd voor het eerst waargenomen in 1690 door de Engelse astronoom John Flamsteed,
die er de naam 34 Tauri aan gaf, in de veronderstelling dat het om een ster
ging in het sterrenbeeld Stier (Taurus). Pierre Lemonnier nam de planeet in en rond 1769
12 keer waar, maar meende ook een ster te zien. Met de genoteerde
gegevens konden anderen echter aan het werk. De officiële ontdekking van de planeet Uranus
staat op naam van William Herschel op 13 maart 1781. Hoewel ook hij eerst dacht met een
ster of komeet van doen te hebben, moest hij toch concluderen dat het ging om een planeet.
De planeet kreeg de naam “Georgium Sidus” (Ster van George, genoemd naar koning George III van Engeland),
maar werd ook aangeduid als “Herschel”. De Duitse astronoom Johann Bode stelde de naam Uranus voor,
een naam die afkomstig was uit de mythologie, evenals als die van de andere planeten.
Het duurde echter tot 1850 (bijna 70 jaar na de ontdekking) voordat
Uranus de gebruikelijke naam werd voor de planeet.
De ontdekking van Neptunus
Toen men de baan van Uranus nauwkeurig ging bestuderen ontdekte men dat er een afwijking in de baan zat.
De planeet bewoog zich niet zoals hij dit volgens de berekeingen zou moeten doen.
Dit was maar op een manier te verklaren en dat was dat er buiten de baan van Uranus nog een planeet zou moeten zijn.
Men kon zelf berekenen waar deze planeet zich ongeveer aan de hemel zou moeten bevinden.
Onafhankelijk van elkaar probeerden de wiskundigen
Leverrier in Frankrijk en Adams in Engeland
de plaats van deze planeet te berekenen.
Leverrier was toen nog betrekkelijk onbekend. Hij werkte op de sterrenwacht van Parijs.
Adams was student in de wiskunde aan de universiteit van Cambridge.Leverrier heeft bijna
tweehonderd waarnemingen van Uranus gebruikt bij zijn berekeningen. Die waarnemingen
besloegen een periode van zo’n 150 jaar. Er was zelfs een waarneming bij van de bekende
sterrenkundige Flamsteed. Die waarneming had Flamsteed in
1690 gedaan. Hij wist natuurlijk niet dat hij een nieuwe planeet had opgetekend, want zoals verteld,
is Uranus pas ontdekt in 1781. In zijn berekeningen hield Leverrier ook rekening met de
aantrekkingskracht van de reuzenplaneten Jupiter en Saturnus.In de zomer van 1846 kwam Leverrier
klaar met zijn berekeningen. Op 18 september van dat jaar schreef hij een brief met de
resultaten van zijn berekeningen naar de sterren kundige J. Galle in Berlijn.
Galle ontving de brief van Leverrier
op 23 september. Het was die avond helder en Galle besloot dezelfde avond maar te gaan kijken.
En inderdaad, op minder dan één graad van de door Leverrier berekende plaats vond Galle de nieuwe planeet.
Deze kreeg de naam Neptunus.Ook Adams berekende de plaats van de nieuwe planeet.
Hij was er zelfs wat eerder mee klaar dan Leverrier. Het resultaat van zijn berekeningen
stuurde Adams naar de sterren wacht van Greenwich. Door gebrek aan medewerking van de mensen op
deze sterrenwacht werd de planeet
niet gevonden. Natuurlijk erg jammer voor Adams! Aan dit voorbeeld zie je hoe belangrijk
de wiskunde in de sterrenkunde is. Het is toch erg knap om van achter de schrijftafel
een nieuwe planeet te ontdekken.Overigens blijkt Neptunus, evenals Uranus, al lang vóór zijn
eigenlijke ontdekking op 23 september 1846 door ver schillende waarnemers
te zijn opgetekend. Zonder dat ze wisten met een nieuwe planeet te maken te hebben.
Zelfs de beroemde sterrenkundige Galileo Galileï heeft ruim tweehonderd jaar voor de eigenlijke
ontdekking van Neptunus de planeet twee keer opgetekend. Op 28 december 1612 tekende Galileï naast
Jupiter en zijn maantjes een ander object dat hij voor een ster aanzag. Tegenwoordig
weten we dat daar toen geen ster in de buurt stond. Ook op 28 januari 1613 heeft Galileï Neptunus
waargenomen.
De ontdekking van Pluto
Pluto is de negende en tevens kleinste planeet van ons zonnestelsel.
Hij werd als laatste van de negen ontdekt in 1930, door Clyde Tombaugh
vanuit het Lowell-observatorium in Arizona.
De planeet is genoemd naar de Romeinse god Pluto, en naar de astronoom Percival Lowell,
die voorspelde dat een planeet zou worden gevonden buiten de baan van Neptunus.
Pluto’s geringe omvang (kleiner dan onze maan) en wijde, ovale baan om de zon geven
sommige wetenschappers twijfel of het object wel tot de planeten moet worden gerekend
en geen asteroïde is, zoals die bij honderden gevonden zijn in de Kuipergordel.
Pluto is tot nu toe echter verreweg het grootst waargenomen
object buiten de baan van Neptunus en blijft officieel te boek staan als onze negende planeet.
Echter, hoe meer grote objecten er in de Kuipergordel zullen worden gevonden,
hoe meer de ‘planeetstatus’ van Pluto onder druk zal komen te staan.Een andere reden om Pluto een planeet te noemen
is dat het hemellichaam een eigen atmosfeer
heeft, en een eigen maan, Charon. Er is niet veel over Pluto bekend, omdat er letterlijk niet veel
zicht op is, en omdat er nog geen ruimtereizen naar zijn gegaan. Overigens is er een missie gepland
door de NASA naar Pluto, genaamd New Horizons. Het ruimteschip wordt in 2006 gelanceerd en komt
waarschijnlijk in 2015 aan.Pluto is met het blote oog niet te zien, wel op een foto en via een telescoop.
OntdekkingLange tijd konden astronomen bepaalde afwijkingen
in de baan van Uranus niet verklaren. Men dacht dat het kwam doordat er nog een planeet zou zijn wiens
zwaartekracht zo sterk was dat ze de baan kon laten veranderen. Er werd een lange tijd naar gezocht.
In het Lowell-observatorium merkte diezelfde Clyde Tombaugh in 1930 op dat er een lichtpuntje op
sterrenkaarten te zien was dat steeds iets verschoof. Hij vergeleek foto’s die om de zes dagen van
hetzelfde punt in de hemel werden gemaakt. Het verschuivende lichtpuntje was Pluto.
Pluto werd echter niet de verklaring voor de afwijking van de baan van Uranus, daar was Pluto’s
zwaartekracht te klein voor. De afwijking wordt veroorzaakt door de gehele
Kuipergordel.Opbouw van het zonnestelselZoals je waarschijnlijk wel weet bestaat het zonnestelsel
uit de zon en 9 planeten. Maar er is meer in het zonnestelsel dan deze planeten. Kometen bijvoorbeeld
zijn ook een onderdeel van ons zonnestelsel. En tussen de planeten Mars en Jupiter zweven honderen
miniplaneetjes.
Afstanden in het zonnestelselHoe kun je de afstand tot de Maan, de Zon of tot een andere planeet meten.
Dit kan je doen door de Paralax te meten. Als je aanneeemt dat de sterren oneindig ver weg staan kun je
uit de verschillende tijden waarop de Maan een ster verduisterd de afstand berekenen.
Het zonnestelsel op een rijtje
Enkele gegevens over ons zonnestelsel
| Naam |
Afstand tot de zon [Aarde=1] |
Omlooptijd [in aardjaar] |
Doorsnede [Aarde=1] |
Gewicht [Aarde=1] |
| Zon |
n.v.t. |
n.v.t. |
100 |
|
| Mercurius |
|
0,24 |
|
|
| Venus |
|
0,62 |
|
|
| Aarde |
1 (=148.000.000 km) |
1 (=1 jaar) |
1 (=12.000km) |
1 (=####### kg) |
| Mars |
|
1,88 |
|
|
| Jupiter |
|
11,86 |
|
|
| Saturnus |
|
29,42 |
|
|
| Uranus |
|
83,75 |
|
|
| Neptunus |
|
163,72 |
|
|
| Pluto |
|
248,02 |
|
|
Waarnemen
Andere zonnestelsels
Hoe zit het eigenlijk met planeten in andere zonnestelsels? Als je 's nachts naar een onbewolkte hemel kijkt, kun je duizenden sterren zien, die misschien allemaal planeten om zich heen hebben draaien. Dit werd altijd verondersteld zo te zijn, maar het bleek zeer moeilijk voor sterrenkundigen om dit aan te tonen. Pas in 1995 werd de eerste ontdekking gedaan van een planeet die om een andere ster draait dan onze zon.
Nu zijn er al meer dan 100 van dat soort planeten bekend. Het probleem is dat planeten zelf geen licht uitstralen, maar alleen weerkaatsen, en daarom zijn ze veel moeilijker te zien, zeker als ze vlak naast een heldere ster staan. Men heeft ze dan ook ontdekt door gebruik te maken van de zwaartekracht. Elk lichaam met massa trekt een andere massa aan. Zo trekt de zon niet alleen aan de aarde (waardoor de aarde rond de zon cirkelt), maar de aarde trekt ook terug. Dit effect is ontzettend klein, en zorgt er alleen maar voor dat de zon niet precies op haar plaats blijft hangen, maar een beetje heen en weer schommelt. Hoe zwaarder de planeet, hoe meer de centrale ster schommelt. Uit dat schommelen van andere sterren heeft men geconcludeerd dat er planeten omheen moeten cirkelen, die ongeveer dezelfde massa hebben als de planeet Jupiter (= duizend keer de massa van de aarde). Hoewel er nog geen planeet ontdekt is met dezelfde massa als de aarde en op dezelfde afstand van de ster als de afstand van de zon tot de aarde, is het met deze ontdekkingen wel veel aannemelijker geworden dat ze er zijn.
