Onze Melkweg , Door Willy Acke ON4AW
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Sterrenkunde 1 door Willy Acke, ON4AW We bekijken nu gedetailleerder enkele sterren en sterrenbeelden, waarnaar in de reeks weerstanden een inleidende beschrijving te lezen was. 1) Het Sterrenstelsel Perseus Hierboven werd reeds vermeld dat de Zon in de Orionarm of in een vertakking van de Perseusarm ligt. De plaats waar de vertakking zich afsplitst, ligt in het sterrenbeeld Cygnus. De Perseusarm zelf loopt door aan de buitenkant van de vertakking, op ongeveer 2600 lichtjaren van de Zon (de Zon ligt op 22000 tot 30000 lichtjaren van het centrum van de Melkweg). In dit sterrenbeeld ligt de dubbele open sterrenhoop h + χ Persei (NGC 869 en 884), met het blote oog vanop de Aarde zichtbaar. Persei is de tweede helderste ster in het sterrenbeeld Perseus en is een variabele ster. De open sterrenhoop h + χ Perseus bestaat uit een zeer jonge populatie sterren (106 tot 107 jaren), terwijl NGC 188 in het kader van de sterrenevolutie ongeveer tot de oudste sterren (=1010 jaren) van ons melkwegstelsel behoort. De dubbele cluster van Perseus is zichtbaar met het blote oog als een sterke concentratie in de Melkweg. Gevestigd in de noordelijke sterrenhemelhemisfeer ligt ze dichtbij verscheidene andere constellaties of aangrenzende sterrenbeelden uit de legende van Perseus, met inbegrip van Andromeda (het meisje dat hij heeft gered), Cetus (het zeemonster dat hij overwonnen heeft), Cepheus en Cassiopeia (de koninklijke ouders van Andromeda), Driehoek (Triangulum), Ram (Aries), Stier (Taurus), Voerman (Auriga), Giraffe (Camelopardalis). 1 - - In het wintersterrenbeeld Perseus is er een ster die knipoogt. Gedurende 2 dagen aan een stuk blijft ze op een bijna constante helderheid, maar de daaropvolgende 5 uren dempt deze met meer dan 1 magnitude. Nog eens 5 uur later verschijnt terug de oorspronkelijke glans, gevolgd door een verdere terugval en enkele dagen van relatieve stagnatie. Daarna herbegint die cyclus. De helderste ster in deze constellatie is de geel-witte Superreus Alpha- Persei (ook Mirfak genoemd), die helder schijnt met een magnitude 1,79. De Perseus constellatie. Bekendst echter is de veranderlijke ster Algol die ondanks haar veranderlijkheid met het blote oog zichtbaar is vanop de Aarde. Algol staat bekend als de Duivel’s-Ster, wiens astronomische benaming β (bèta) Persei is. Er bestaan veel veranderlijke sterren aan de sterrenhemel, maar niet allen zijn zo regelmatig als Algol. Dit komt omdat er een aantal fundamentele redenen zijn waarom een ster blijkt te variëren in helderheid. Algol is een spectroscopische binaire (=dubbelster), wiens baan we op de zijkant zien, en daaruit blijkt dat één van de twee onderdelen veel groter en zwakker is dan het andere. β Lyrae is ook een variabele ster. Hiervan zijn de componenten ongeveer even helder als deze van Aurigae (haar ligging: in de sterrenkaart hierboven), de grootste ster tot dusver met een gemeten diameter van 2880000000 km, met een variabele periode van 27 jaar. Deze reuzenster is overigens zo koel dat normale kernreacties er blijkbaar niet in plaatsvinden. Maar ondanks haar kolossale omvang bedraagt haar massa slechts 18 keer die van de zon en haar buitenste dichtheid is veel geringer, namelijk 1/10000-ste van die van gewone lucht. In de buurt van Auriga staan een aantal opmerkelijke sterrenbeelden: Stier, Orion, Gemini of Tweelingen, Canis Minor (Kleine Hond) en Canis Major (Grote Hond). 2 Sterrenkaartje met de nadruk op Perseus De Hartnevel, IC 1805, Sh2-190, ligt op ongeveer 7500 lichtjaren afstand van de aarde in de Perseusarm van de Melkweg in het sterrenbeeld Cassiopeia (=> wordt hieronderstaand bekeken). Dit is een emissienevel met gloeiend gas en donkere stofbanen. De Nevel wordt gevormd door plasma van geïoniseerde waterstof en vrije elektronen. Het helderste gedeelte van deze Nevel (de knoop aan de rechterzijde) is afzonderlijk geklasseerd als NGC 896. De intense rode kleur van de Nevel is veroorzaakt door de straling van een kleine groep sterren in het centrum van de Nevel. Deze open cluster van sterren die bekend staat als Melotte 15, bevat een paar heldere sterren met bijna 50 keer de massa van onze Zon, en nog veel meer zwakke sterren die slechts een fractie van de massa van onze Zon hebben. De cluster bevat een micro-Quasar die miljoenen jaren geleden tot stand kwam. Melotte 15: Open sterrenhopen bestaan uit verschillende sterrensoorten. In de open sterrenhoop is het gehalte aan sterren met hoge oppervlaktetemperatuur en grote helderheid in het algemeen relatief groter dan in de sterbevolking in de Zonomgeving. De O- en B sterren behoren voor een groot gedeelte tot zwermen en maken daarvan het voornaamste bestanddeel uit. Het is misschien zinvol een onderscheid te maken tussen deze zwermen - zoals b.v. de Scorpio-Centaurus zwerm (Centaurus komt hieronder aan bod) en die waartoe Persei behoort - en een zwerm zoals de Ursa Major stroom. De samenstelling van de laatstgenoemde lijkt veel op die van de open sterrenhopen. De zwermen en de open sterrenhopen zijn ongeveer even sterk naar het Melkwegvlak geconcentreerd als de B- en de A-sterren. 3 2) Cassiopeia Buiten het zonnestelsel, maar binnen ons melkwegstelsel, zijn twee discrete optische bronnen bekend als Tycho 's Ster en de Krabnevel. Radioastronomen noemen ze Cassiopeia A in het sterrenbeeld Cassiopeia en Taurus A in het sterrenbeeld Stier. Ze zijn overblijfselen van een Supernova, een ster die zichzelf vernietigde in een uitbarsting van energie waarbij grote hoeveelheden straling vrijkwam over een breed frequentiespectrum dat licht, X-stralen en radiogolven omvat(te). De meest intense radiobron aan de sterrenhemel is in feite Cassiopeia A. De tweede helderste, ook op radiogebied, ligt in het sterrenbeeld de Zwaan (Cygnus) en is als Cygnus A een extragalactisch object, dus buiten onze Melkweg. Afgezien van Cassiopeia A, de Krabnevel in het sterrenbeeld Stier en de Tycho Brahe en Kepler Supernovae zijn er ten minste twee objecten in de Melkweg die als radiobronnen er alle schijn van hebben dat het de resten zijn van zeer oude Supernovae. Eén ervan is IC 443 in het sterrenbeeld Gemini (Tweelingen), een object dat bestaat uit grote en lichtgevende wolken met scherp afgebakende randen die goed delen kunnen zijn van de schil van een Supernova van weleer. Een ander soortgelijk voorwerp is de Cygnus-lus Nevel, een paar grote ijle haken in de lucht met het uitzicht van de schelp van een Supernova. Melkwegradiobronnen van het type Supernova zijn van voorbijgaande aard op kosmische schaal, maar hoewel de straling van Cassiopeia A zwakker wordt, is ze niet gecatalogeerd als variabele bron. De Supernovae laaiden in hevige helderheid op gedurende enkele maanden, om daarna zwakker te gaan stralen, maar ze blijven wel helderder dan Venus en zijn krachtige radiobronnen. Cassiopeia A genereert als krachtige radiobron die men kan waarnemen vanaf de Aarde, een miljoen keren zoveel radio-energie als de 4 Zon en Jupiter samen. Omdat ze twaalfduizend lichtjaren van de Aarde verwijderd is, bestaat gaandeweg wel de neiging dat de sterkte van het radiosignaal zal verminderen. In het midden van de Melkweg is het centrum niet optisch zichtbaar, vanwege een enorme gaswolk die staat tussen dat centrum en het zonnestelsel. De gaswolk is echter transparant voor radiofrequente straling die in het centrum een sterke radiobron ziet, namelijk Sagittarius A (= Boogschutter A), iets krachtiger dan Taurus A (=Stier A). Men kan Stier A wel met amateurinstrumenten lokaliseren op het ogenblik dat de Zon vlakbij Stier A voorbijkomt en dat heeft elk jaar plaats midden juni. De radiosterrenhemel op 250 MHz. Zo zou de sterrenhemel er voor ons uitzien, indien onze ogen radiogolven zouden kunnen waarnemen. De Melkweg en Sagittarius A staan beiden bekend als uitgebreide radiobronnen. Dergelijke bronnen zijn opgebouwd uit een groot aantal afzonderlijke voorwerpen die op zichzelf volledig onopgemerkt zouden voorbijgaan. Gedetecteerd door een radiotelescoopsysteem blijken uitgebreide bronnen een relatief groot deel van het firmament uit te maken. Als contrast, bestrijken discrete radiobronnen slechts een klein deel en vaak worden ze geassocieerd met een optisch object. De Zon en Jupiter zijn voorbeelden van discrete radiobronnen binnen het zonnestelsel, en Cassiopeia A en Taurus A zijn twee krachtige discrete radiobronnen buiten het zonnestelsel, maar binnen ons melkwegstelsel. Cassiopeia blijkt bijna cirkelvormig te zijn met een diameter van ongeveer 4 boogminuten, een zeer energieke Supernovaschil waarvan men denkt dat ze ook nog gevoed wordt door een stroom van gas. Spectraallijnen Een lijn van de OH-radicaal werd geobserveerd in het absorptiespectrum van Cassiopeia A. De lijn is dubbel op frequenties van 1665,402 en 1667,357 MHz en er zijn satellietlijnen op 1612,2 en 1720,5 MHz, die zijn waargenomen door de Australiërs in het absorptiespectrum van Sagittarius A. Deze nadere informatie over de verspreiding en de grootte van OH in de Melkweg blijft de aandacht vragen. Het lag voor de hand dat men spectraallijnen zou detecteren in de Melkweg. Zo werd het radiospectrum langzamerhand praktisch even ingewikkeld als het optische lijnenspectrum. De 21,12 cm waterstoflijn blijft belangrijk en sinds 1965 zijn daarenboven verschillende emissielijnen waargenomen die ontstaan bij overgangen tussen twee naburige hoogaangeslagen niveau’s van het waterstofatoom. Het ontstaan van de 21cm-lijn van het waterstofatoom bij het omklappen van het elektron. 5 Een overgang van (a) naar (b) gaat gepaard met de uitzending van een stralingsquantum waarvan de golflengte 21 cm is. Wanneer een atoom door energieopname in toestand (a) geraakt is, zal het gemiddeld 11 miljoen jaar duren voordat het elektron weer omklapt en de 21cm-lijn wordt uitgestraald. Dank zij de enorme uitgestrektheid van de ijle kosmische waterstofwolken komen er langs een gegeven richting voldoende atomen voor om een nog merkbare stralingssterkte teweeg te brengen. Tegenwoordig spitst het hele onderzoek zich toe op de 'vreemde' atomen en moleculen in de interstellaire ruimte. Lange tijd is het bij weinig waargenomen spectraallijnen in het radiogolflengtegebied gebleven. Vanaf 1963 heeft echter een stormachtige ontwikkeling plaatsgegrepen.