Ons heelal http://www.urania.be/dossiers/50jaarruimtevaart/hubble.php Diameter: minimaal 93 miljard lichtjaar Diameter (zichtbaar): ca. 27.4 miljard lichtjaar Leeftijd: ca. 13.7 miljard jaar Aantal sterrenstelsels: 100 à 300 miljard Leven: ja Dimensies: 4 (1 tijdsachtige, 3 ruimte-achtigen) Krachten: 4 (gravitatie, sterke wisselwerking, zwakke wisselwerking, elektromagnetisme) http://www.urania.be/dossiers/50jaarruimtevaart/hubble.php Identiteitskaart van het heelal (binnen de waarnemingshorizon)

Hubble space telescoop

Ons buurstelsel M31, het Andromedastelsel, met zijn begeleiders M32 en M110. Ook ons melkwegstelsel ziet er vanop afstand ongeveer zo uit.

melkewegstelsel NGC 6744 'twin' of our own Milky Way. The galaxy is 30 million light-years away, and nearly twice the size of the Milky Way. (Photo: ESO)

M81

Afstanden! In lichtjaren Het licht doet er ongeveer 1 seconde over om vanaf de maan de aarde te bereiken. De afstand tot de maan is dus 1 lichtseconde. Zonnestralen zijn 8 minuten onderweg als ze onze aarde bereiken. 's Nachts is het licht van de helderste sterren minstens tientallen jaren oud. Als we naar de Andromedanevel kijken, zien we licht dat 2,6 miljoen jaar geleden uitgezonden 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.

Andere melkwegstelsels NGC1635

M87

Vormen van melkwegstelsels

Vreemde vormen De Grote Magellaanse Wolk. Het onregelmatige stelsel NGC 6745. Het blauwe compacte stelsel IZw18

Onregelmatige sterrenstelsels De magellaanse onregelmatigen hebben meestal een kleine massa (tussen 1 en 10 miljard zonsmassa's) waarvan 10 tot 20 procent bestaat uit gas. Dit gas is niet homogeen verspreid maar komt voor in gashopen. De blauwe compacte sterrenstelsels lijken meer op geïsoleerde waterstofzones. Deze sterrenstelsels zijn nog kleiner dan de magellaanse onregelmatigen; hun massa is niet veel meer dan enkele honderden zonsmassa's. Het zijn voornamelijk actieve zones van stervorming. Dit komt omdat ze enorme hoeveelheden geïoniseerd gas bezitten. Aangezien hun totale massa erg klein is, kunnen we besluiten dat ze niet altijd zo'n hoge stervormingsactiviteit hebben vertoond - anders zou hun gasvoorraad reeds lang opgebruikt zijn. Ofwel zijn deze sterrenstelsels dus nog zeer jong, ofwel kennen ze plotse uitbarstingen van stervorming.

Dwergsterrenstelsels

Dwergsterrenstelsels Dwergsterrenstelsels zijn kleine stelsels, met een massa van ongeveer honderd keer kleiner dan ons melkwegstelsel. Ze zijn meestal bolvormig of elliptisch. Hun compact centrum en grote variatie in stersoorten onderscheidt hen van de bolhopen. Dwergsterrenstelsels hebben weinig tot geen gas en stof en bijgevolg is er nauwelijks nog stervorming

M101

Twee melkwegstelsels die met elkaar zullen botsen

Helix-nevel : in het midden de witte dwerg, samen met de omringende planetaire nevel, restanten van een eerder ontplofte ster.

Of door de Hubbletelescoop

'Starburst' sterrenstelsels Tijdens het onderzoek naar sterrenstelsels ontdekte men special stelsels die opvallend helder zijn in het infrarode gebied. Later bleek dat er in deze sterrenstelsels uitzonderlijk veel nieuwe sterren gevormd worden. Daarom worden deze stelsels nu 'starburst galaxies' genoemd. De jonge sterren stralen zeer veel energie uit en zorgen daarmee voor een opwarming van het gas in het hele sterrenstelsel. Dat superhete gas gaat op zijn beurt X-stralen uitzenden. Bij een zeer hevige starburst-activiteit kan het zelfs gebeuren dat er een gaswolk uit het sterrenstelsel wordt weggeblazen: dit wordt een superwind genoemd.

Radiosterrenstelsels vb 3C296 'radiosterrenstelsels' is voorbehouden voor een speciaal type van stelsel waarin twee zeer sterke radiobronnen (meer dan 1023 Watt) waargenomen kunnen worden die buiten het stelsel zelf lijken te liggen

Radiosterrenstelsels Radiostelsels zijn meestal grote elliptische stelsels, die twee enorme lobben vertonen die uit hun kern naar buiten komen. De lobben zijn eigenlijk bundels (jets) van materiaal die uit de kern van de stelsels worden uitgespuwd. Ze zijn het gevolg van gigantische uitbarstingen in de kern van de radiostelsels, waar supermassieve zwarte gaten voortdurend materie opslokken. De materie die in de buurt van een zwart gat komt, wordt met zeer grote snelheid aangetrokken. Daarbij komen enorme hoeveelheden straling vrij. Die straling wordt tot bundels samengeperst door de zeer sterke magnetische krachten rondom het supermassieve zwarte gat. Bijna alle radiosterrenstelsels zijn elliptische stelsels. Dat komt doordat deze stelsels in hun kern zeer zware supermassieve zwarte gaten hebben. Bij spiraalstelsels zijn de zwarte gaten in de kern minder zwaar, waardoor er niet zo'n sterke straling wordt uitgezonden door de omgeving van het zwarte gat

Seyfertsterrenstelsel Seyfertsterrenstelsel zijn stelsels met een uitzonderlijk heldere, kleine kern met een kenmerkend emissiespectrum. Dat is vreemd, want men zou verwachten dat de kern van een sterrenstelsel samengesteld is uit het spectrum van alle sterren die erin verzameld zijn. Dat is ook zo voor 'normale' sterrenstelsels. De kern van een Seyfertstelsel heeft echter één enkel emissiespectrum.

Paardenkopnevel

Quasars Quasars zijn sterrenstelsels die zeer vroeg na het ontstaan van het universum zijn gevormd. Ze hebben een bijzonder heldere kern. Het zijn de helderste en verste objecten die we kunnen waarnemen: ze stammen uit de periode waarin sterrenstelsels nog jong waren. Stof, gas en sterren, allen rijkelijk aanwezig in het jonge sterrenstelsel, worden opgeslokt door een supermassief zwart gat in het centrum van het stelsel. Hierbij komen grote hoeveelheden straling vrij, soms met de energie van honderd sterrenstelsels samen. Deze stralingsbron is zichtbaar als een quasar.

clusters De opname toont ons een cluster van melkwegstelsels waarbij een studie werd gedaan naar gravitatielenzen. Daarbovenop heeft men dan de verdeling van de donkere materie geplaatst waardoor deze ring te voorschijn kwam. Mogelijk is die ontstaan na botsing van twee grote clusters melkwegstelsels.

Het virgocluster

De compacte groep Hickson 79

M81 groep en hun verbinding door stofwolken ( waar te nemen door radiostraling)

Fornax cluster de Fornax cluster uit twee vlak bij elkaar liggende groepen, Fornax I en Fornax II (of Eridanus groep). Elk van beide delen bevat ongeveer 40 sterrenstelsels.

De reuzencluster Abell 1689

Oudste melkwegstelsels in 2011 ontdekt http://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/on_demand_video.html?param=http://anon.nasa-global.edgesuite.net/anon.nasa-global/ccvideos/GSFC_20091208_hubbleM83.asx&_id=216139&_title=Hubble%20Unveils%20Never-Before-Seen%20Galaxies&_tnimage=409803_main_1_409803mainenus_hubble-ultra-deep-field-20091208-video-100.jpg het licht van melkwegstelsels dat ons bereikt van 600 miljoen jaar na de big bang

de Grote Attractor De omgeving van de Grote Attractor. De witte sterren behoren tot ons melkwegstelsel, maar de meeste andere lichtvlekjes zijn andere sterrenstelsels. In deze omgeving bevindt zich ook een gigantische hoeveelheid donkere materie, die alle sterrenstelsels van de Virgo supercluster aantrekt.

Attractoren In de Virgo Supercluster vinden we ook de Grote Attractor, een vreemde gravitationele anomalie ontdekt in 1986 die een kracht uitoefent op de sterrenstelsels in de Groep. Toen wetenschappers de roodverschuiving van de sterrenstelsels begonnen op te meten, merkten ze dat ze de bewegingen pas konden verklaren als ze uitgingen van een enorme onzichtbare massa, gelijk aan de massa van tienduizenden sterrenstelsels, die op ongeveer 250 miljoen lichtjaar afstand van ons sterrenstelsel ligt, in het sterrenbeeld Norma.

sterrennevels Sterrenstelsels: samenstelsels van miljarden sterren, omstreeks 100 000 lichtjaar in diameter. Deze vormen onder de nevels de objecten met de grootste afmetingen. Bolvormige sterrenhoop: door zwaartekracht gebonden sterrengroepen van enkele duizenden sterren, die verspreid liggen binnen een melkweg. Open sterrenhoop: losse groepen van enkele dozijnen tot honderden jonge sterren, ook wel galactische clusters geheten. Emissienevels: gaswolken met hoge temperatuur. De energie wordt verkregen door ultraviolet licht van nabij gelegen sterren, en weer uitgestraald als vaak roodachtig licht. Reflectienevels: licht reflecterende stofwolken. Vaak de plaats van het ontstaan van jonge sterren. Donkere nevels: stofwolken die het licht van andere bronnen blokkeert; verder vergelijkbaar met reflectienevels. Is een stelsel zodanig in de ruimte georiënteerd dat het vlak van de spiraalarmen naar ons toe is gericht, dan ziet men de donkere materie van dit vlak als een donkere band het hele stelsel doorsnijden. Planetaire nevels: gaswolken die als een schil door sommige sterren aan het eind van hun leven zijn uitgeworpen. Supernovaoverblijfselen: ontstaan aan het eind van het leven van massieve sterren, een groot deel van de oorspronkelijke massa van de ster wordt in een explosie in de ruimte geslingerd.

Een klein deel van de Tarantulanevel, een reusachtig H-II-gebied in de Grote Magellaanse Wolk.

De Orionnevel is een grote wolk van gas en stof, waarin zich jonge sterren vormen

galaxy Messier 78 of tweeling Orion nevel De twee groenachtige nevels zijn eigenlijk gaten in de omgevende enorme zwarte stofwolken.( Spitzer telescoop) De randen zijn te zien bij infrarood licht als rood oplichtende framen die de heldere binnenkant omringt, zo krijg je een indruk van de diepte en omvang van deze nevel. De rode sterren zijn babysterren die nog doorheen de stofwolk gaan branden. galaxy Messier 78 of tweeling Orion nevel

De levensloop van een ster Volgende dia het ontstaan van een ster

Iedere ster werd ooit eens gevormd, produceert dan uit kernreacties gedurende vrij lange tijd de energie die uitgestraald wordt, en zal tenslotte op minder of meer catastrofale wijze aan haar einde komen. Deze evolutie noemt men de "levensloop" van een ster. De precieze levensloop van een ster wordt bepaald door haar massa. Wij gaan eerst kijken naar wat er gebeurt met sterren die een massa hebben vergelijkbaar met die van de Zon en daarna naar de evolutie van veel zwaardere sterren. Lichte sterren (b.v. de Zon) In ons melkwegstelsel, tussen de sterren, bevinden zich zeer ijle gaswolken: interstellair gas. Volgens de zwaartekrachtwet van Newton, die we reeds ontmoetten in Hoofdstuk 5, trekt elk gasdeeltje in zo'n wolk de andere deeltjes in haar omgeving aan. Daardoor trekt een deel van de gaswolk samen tot een gasbol. Doordat de deeltjes van die gasbol steeds dichter bij elkaar komen, gaat haar temperatuur stijgen. Als de temperatuur in het centrum de 10 miljoen graden overschrijdt, onstaan daar kernreacties. Waterstofdeeltjes worden omgevormd tot heliumdeeltjes. De hierbij geproduceerde energie belet bovendien dat de gasbol verder inkrimpt; een nieuwe ster is geboren. In de Zon zal deze omzetting van waterstof naar helium zo'n 10 miljard jaar doorgaan. Aangezien onze Zon ongeveer 4.5 miljard jaar oud is, zal ze nog 5,5 miljard jaar in deze toestand blijven.

Onze zon, met zonnevlekken en proturberansen (UV-licht)

De zon en de zon als rode reus

0mcirkeld: witte dwergen Sterren tot 8 zonsmassa's hebben niet genoeg massa om de temperatuur in de kern op te laten lopen, zodat koolstof gaat fuseren (600 miljoen K) . De ster stort ineen en deze contractie wordt door niets gestopt, totdat een stadium van volledige degeneratie van materie is bereikt. In het centrum van de planetaire nevel is de kleine, gedegenereerde sterkern, een witte dwerg. Omcirkeld: witte dwergen in cluster M4. Inzet: witte dwerg. Bron: NASA

supernova Een supernova (meervoud : supernovae of supernova's) is het verschijnsel waarbij een ster op spectaculaire wijze explodeert: een supernova-uitbarsting is herkenbaar aan de enorme hoeveelheid licht die erbij wordt uitgestraald. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot meer dan een miljard zonnen. Supernovae ontstaan via twee mechanismen: 1. Ze zijn het natuurlijk levenseinde van alle zware sterren (supernovae typen Ib, Ic en II); 2. witte dwergen kunnen in nauwe dubbelsterren zich ontwikkelen tot een supernova (type Ia). De chemische elementen met een atoomnummer groter dan dat van ijzer danken hun ontstaan aan supernova's.

Supernova-1987a

The burned-out star, called a white dwarf, is the white dot in the center.

Spitzer Space Telescope De Spitzer Space Telescope is op 25 augustus 2003 vanaf Cape Canaveral te Florida gelanceerd met een Delta II raket. Het duurde ruim drie maanden om de satelliet in de gewenste baan te plaatsen en om alle systemen te testen; in december 2003 is de telescoop begonnen met het doen van waarnemingen.[tot het einde van 2008. Maakt afbeeldingen en spectra van infrarode straling . Deze straling kan niet vanaf de aarde gemeten worden omdat de atmosfeer een groot deel van het infrarode licht tegenhoudt

De heldere band van de Melkweg slingert tussen de sterren van de zomerhemel door.

360-graden panoramische foto van onze Melkweg.

NGC 7331 wordt de tweeling van de Melkweg genoemd.

Het centrum van de Melkweg zoals gezien door NASA's Spitzer Space Telescope.

Onze Melkweg in infrarood gezien door NASA's Spitzer Space Telescoop

De armen van onze spiraalvormige melkweg

Ons zonnestelsel

Moeder aarde

Enkele niet-planetaire bewoners van ons zonnestelsel: boven: de planetoïde Ida en de komeet Hale-Bopp; onder: de vier grote manen van Jupiter

http://www.urania.be/sterrenkunde/zonnestelsel/venus.php http://www.youtube.com/watch?v=JvdL3R7fDL4&feature=related (hoe groot is ons heelal, reizend met lichtsnelheid)