& sterren Geboorte, dood leven van Verwelkom het publiek op de sterrenwacht en stel je zelf voor. Vertel kort wat we gaan doen: eerst de presentatie (duurt ca. 20-25 minuten), waarna we de sterrenwacht gaan bekijken en zo mogelijk ook waarnemen. Geef een korte inleiding in je verhaal; wat we gaan bekijken en wat je verhaallijn ongeveer is. In dit geval bekijken we eerst naar sterren en sterrenbeelden, aan de hand van het sterrenbeeld Orion gaan we verder kijken naar het leven en dood van sterren en we sluiten af met zwarte gaten. Note: Beperk het verhaal bij elke dia. Gemiddeld heb je 1 minuut per dia. Met de info die in deze powerpoint onder de dia’s staat is het mogelijk een kwalitatief goede lezing te geven die niet uitloopt. Bedenk dat dit voor de meeste mensen een eerste kennismaking is met de sterrenkunde, probeer dus niet alles in één keer over te dragen. Bij kijkavonden is dit een lezing ‘ter lering en de vermaak’ en de diepgang en stijl hoeft dus niet van universitair niveau te zijn.

De Melkweg Op een donkere, heldere nacht (ver van storend stadslicht!) is de Melkweg te zien: een zwakke lichtende band langs de gehele hemel. Ons melkwegstelsel is een enorme grote groep sterren waartoe ook onze zon en alle andere sterren aan de hemel, die met het blote oog zichtbaar zijn, behoren.

100 000 lichtjaar Ons melkwegstelsel van bovenaf gezien Ons melkwegstelsel bevat zo'n 200 miljard sterren, en heeft een diameter van maar liefst 100.000 lichtjaar. Het heeft de vorm van een grote platte schijf, waar wij van opzij tegenaan kijken. Alle sterren die wij aan de hemel kunnen zien, maken deel uit van ons melkwegstelsel. Onze zon staat op ongeveer 27000 lichtjaar van het centrum.

de aarde, een planeet de zon, een ster Zon met vlekken De zon is geen planeet maar een ster. Zendt zelf licht uit. Zon zien we dagelijks opkomen en ondergaan: leven op aarde afhankelijk van de zon. Wat is de zon precies? Een enorme gasbol die energie uitzendt wat wordt opgewekt door kernreacties. Noem grootte en afstand (resp. 1,4 en 150 miljoen km.). Op dia vlekken te zien: koelere gebieden op zonsoppervlak: 4500 i.p.v. 6000 graden. Vergelijk formaat zon met de aarde (100x groter). de zon, een ster

convectiezone stralingszone kern 15 miljoen graden fotosfeer Door die kernreacties in zijn binnenste is de zon heel heel heet. 6000 graden Celsius op oppervlak en 15 miljoen graden Celsius in kern. De energie die vrijkomt in de kern beweegt eerst als straling naar buiten. Dicht bij de rand gaat het energietransport door convectie: het stijgen van hete en dalen van koelere gasbellen. fotosfeer 6000 graden

Sterrenbeeld Orion en Orionnevel We gaan nu naar stervorming kijken. Het sterrenbeeld Orion bijvoorbeeld is een typisch wintersterrenbeeld: hij is alleen gedurende de wintermaanden goed te zien. In dit sterrenbeeld zien we een aantal plaatsen waar recent nieuwe sterren zijn ontstaan, zoals de Orionnevel. Alle sterren die we ‘s nachts zien zijn dus zonnen. We zien hier een foto van het sterrenbeeld Orion. Met wat creativiteit en fantasie kan je hier het lichaam van een jager uit halen. Voor het gemakt zien jullie hier [klik] een afbeelding van hoe die jager er dan uit ziet. Aan de hemel kan je het sterrenbeeld het beste terug vinden als een zandlopervorm [klik]. 6

De sterren die we in Orion zien, staan niet allemaal op dezelfde plek. 7

maan: 384 duizend km = 1,3 lichtseconde zon: 150 miljoen km = 8 lichtminuten dichtsbijstaande ster: 4 lichtjaar 500 lj. 1000 lj. Hier zien we een afbeelding van hoe de sterren in werkelijkheid ten opzichte van de aarde staan. In de afbeelding zien jullie ook afstanden staan. De verste ster van Orion staat bijvoorbeeld op 1500 lichtjaar. [klik] om een idee te krijgen hoe ver dat is zien jullie hier wat afstanden van dingen die relatief dichtbij staan. 8

Waar komen sterren vandaan Waar komen sterren vandaan? Laten we in het sterrenbeeld Orion eens kijken naar de Orionnevel. Dit is een plek waar sterren geboren worden. Het is een soort kosmische kraamkamer. [klik] We zien hier een foto in echte kleuren van deze nevel, maar dan voor een lange tijd belicht. Orionnevel

Trapezium Als we nog verder in deze nevel inzoomen, dan zien we deze jonge wit-roze sterren. We noemen ze het Trapezium. Als je goed kijkt zie je een soort donkere klontjes in de nevel die geen licht uitzenden zoals de felle sterren. We zoomen er verder op in [klik]

proplyds In werkelijkheid zijn die klontjes zonnestelsels die geboren worden. Anders gezegd, in de gaswolkjes die te zien zijn (de grote bruine heeft een diameter van ruwweg twee keer ons zonnestelsel) vormen zich op dit moment nieuwe sterren met daaromheen planeten. We noemen deze dingen proplyds (van proto-planetary disks).

HH 901 and HH 902 in Carina-nevel Deze foto van Hubble toont een heel actief stervormingsgebied in de Kleine Magelhaense Wolk, op 210.000 lichtjaar. In de toppen van deze twee stofzuilen zitten jonge sterren die met kracht overtollig materiaal met stralen de ruimte inschieten. De stofzuilen zijn restant van de veel grotere nevel waaruit eerder de omringende sterren zijn ontstaan. Door de felle straling van die sterren verdampt deze nevel, goed te zien aan de rand van de zuilen. Originele tekst: This Hubble Space Telescope view shows one of the most dynamic and intricately detailed star-forming regions in space, located 210,000 light-years away in the Small Magellanic Cloud (SMC), a satellite galaxy of our Milky Way. At the centre of the region is a brilliant star cluster called NGC 346. A dramatic structure of arched, ragged filaments with a distinct ridge surrounds the cluster. A torrent of radiation from the hot stars in the cluster NGC 346, at the centre of this Hubble image, eats into denser areas around it, creating a fantasy sculpture of dust and gas. The dark, intricately beaded edge of the ridge, seen in silhouette, is particularly dramatic. It contains several small dust globules that point back towards the central cluster, like windsocks caught in a gale. HH 901 and HH 902 in Carina-nevel

NGC 346 in Kleine Magelhaense Wolk Hier zien we hoe een open sterrenhoop is ontstaan uit een gas- en stofwolk, in de KleineMagelhaense wolk op 210.000 lichtjaar afstand. De sterren in deze hoop zijn allemaal ongeveer even oud. Rond de sterrenhoop vindt een strijd plaats tussen de felle straling van de sterren en donkere wolk. In dit ‘front’ worden nog steeds nieuwe sterren gevormd/ Originele tekst: This Hubble Space Telescope view shows one of the most dynamic and intricately detailed star-forming regions in space, located 210,000 light-years away in the Small Magellanic Cloud (SMC), a satellite galaxy of our Milky Way. At the centre of the region is a brilliant star cluster called NGC 346. A dramatic structure of arched, ragged filaments with a distinct ridge surrounds the cluster. A torrent of radiation from the hot stars in the cluster NGC 346, at the centre of this Hubble image, eats into denser areas around it, creating a fantasy sculpture of dust and gas. The dark, intricately beaded edge of the ridge, seen in silhouette, is particularly dramatic. It contains several small dust globules that point back towards the central cluster, like windsocks caught in a gale. NGC 346 in Kleine Magelhaense Wolk

3.000 Betelgeuze 6.000 (zon) 10.000 15.000 30.000 40.000 Rigel Kleur Temperatuur 3.000 6.000 (zon) 10.000 15.000 30.000 40.000 Betelgeuze We gaan weer terug naar het sterrenbeeld Orion. Is jullie wat opgevallen aan de kleuren van de sterren? Sterren verschillen ster in kleur. De kleur zegt iets over de temperatuur van de ster. We hebben er een simpel proefje voor. PAK DE GROTE GLOEILAMP MET ZIJN VOET. STEEK DE STEKKER VAN DE DIMMER MET HET VERLENGSNOER IN HET STOPCONTACT. ZET DE LAMP AAN TOT DEZE GAAT GLOEIEN EN DRAAI DE STERKTE DAN ZO VER TERUG DAT JE EEN ORANGE GLOEIDRAAD KRIJGT. VRAAG EEN PERSOON VOORAAN OF HIJ/ZIJ KAN VOELEN OF DE LAMP WARM OF HEET IS. DRAAI HET VERMOGEN VERVOLGENS MAXIMAAL EN VRAAG HEM/HAAR NOGMAALS HETZELFDE. DE DRAAD IS NU WITHEET. LET OP: LAAT DE LAMP NIET TE LANG AAN IVM DE GEPRODUCEERDE WARMTE EN DE PLASTIC VOET. DOE NA GEBRUIK DE LAMP DUS UIT De proef laat precies zien wat er met sterren gebeurd. Oranje sterren zijn kouder en witte/witblauwe sterren zijn extreem heet. Betelgeuze is dus kouder (aan het oppervlakte) dan Rigel. Wijs ook op de helderwitte kleur van de lamp in de beamer en de halogeenlampen in de zaal, die als ze fel branden het oppervlak van de zon benaderen (bijna 6000 graden). Rigel

Aldebaran Rigel Capella Castor Sirius Betelgeuze zon We zien hier de afmetingen van enkele sterren op schaal. Zoals te zien is, is betelgeuze een behoorlijk stuk groter dan Rigel, terwijl Rigel veel heter is! Betelgeuze is zelfs 650 keer zo groot (zijn diameter) als de zon! Toch zegt het formaat van een ster niks over de helderheid die we ‘s nachts zien. Sirius is bijvoorbeeld de helderste ster aan de hemel en toch is die veel kleiner dat Rigel. Dat komt omdat Sirius veel dichterbij staat. Castor Sirius Betelgeuze zon

Dia rode reus (Artist’s impression) Dia rode reus (Artist’s impression). Maar eens komt er het moment, dat alle waterstof in de kern van de zon is omgezet in helium. Met andere woorden: De brandstof is op en de energieproductie stopt. Als gevolg daarvan zwelt de zon enorm op. Omdat de buitenkant daarbij afkoelt krijgt ze een rode kleur en we spreken dan van een rode reus. De planeten Mercurius en Venus zullen zeker door die rode reus worden verzwolgen en zeer waarschijnlijk ook nog de aarde. Maar maakt u zich nu maar niet ongerust. Het duurt nog ongeveer 5 miljard jaar voordat het zover is. En of er dàn nog mensen op aarde rondlopen?

koolstof, stikstof, zuurstof waterstof helium koolstof, stikstof, zuurstof rode reus De brandstof van de zon is waterstof. De zon zet dit om in helium. Maar als die waterstof op is dan gaat de zon het helium weer omzetten in andere stoffen. Hieruit ontstaan vervolgens elementen zoals zuurstof, stikstof en koolstof. Als mens bestaan wij vooral uit deze stoffen. Voor de nuchtere Hollanders in de groep, wij bestaan dus uit het kernafval van sterren en voor de romantici bestaan wij uit sterrenstof.

Helixnevel. Door dat opzwellen zullen de buitenlagen van een ster steeds verder uitdijen en niet meer op de zon terugvallen. Er ontstaat dan wat in de sterrenkunde een “planetaire nevel” wordt genoemd. Wat er van de oorspronkelijke ster nog overblijft is de withete kern, die ongeveer zo groot is als de aarde maar een gewicht van iets minder dan die van de oorspronkelijke ster. We spreken in dat geval dan van een “witte dwerg”. (Foto gemaakt door Hubble-telescoop.) Helixnevel

Als een ster groot en zwaar genoeg is kan de ster doorgaan met het vormen van andere materialen. Uiteindelijk kan een grote zware ster ook zwaardere elementen zoals ijzer maken. Hier zien je hoe die al die stoffen in verschillende lagen binnen een grote ster worden gemaakt. rode superreus

supernova 1987A Supernova 1987A Een grote ster komt uiteindelijk niet aan zijn eind als een planetaire nevel, maar met een grote explosie: een supernova. Hier zien we de eerste supernova in ruim 300 jaar in 1987 die helder genoeg werd om met het blote oog te zien. Deze explosie is zeer intensief bestudeerd. Links een foto van kort voor de explosie. Rechts een foto van de ster ten tijde van de supernova. Bij een supernova-explosie stort de kern van de ster in elkaar tot een compacte neutronenster. Bij die collaps komt veel energie vrij die de explosie voedt. supernova 1987A

Wat er na een supernova overblijft is een supernovarest Wat er na een supernova overblijft is een supernovarest. Hier zien we een mooie opname van de krabnevel. Door twee foto’s (een recente en een oude) vlak na elkaar te bekijken kunnen we zien hoe de nevel door de explosie uitdijt. De beide foto’s liggen ongeveer 40 jaar uit elkaar. Door op te meten en terug te rekenen kun je uitvinden dat deze explosie ongeveer 1000 jaar geleden heeft plaatsgevonden. En inderdaad zagen Chinese astronomen hier in 1056 een heldere ster oplichten. Krabnevel

De twee belangrijkste evolutietrajecten van sterren.

De meest exotische manier waarop een ster aan zijn eind kan komen is met een zwart gat. Als een ster extreem groot en zwaar is, zal de kern ineenstorten tot een zwart gat. Wetenschappers noemen dit zo omdat er in theorie niks aan dit zwarte gat kan ontsnappen waardoor ook licht niet wegkomt en het object dus ‘zwart’ lijkt te zijn. Maar door de intense zwaartekracht nabij een zwart gat kan daar veel energie worden opgewerkt en uitgestraald, bijv. Als röntgen- en gammastraling.