Astronomie 101 - Leren over sterren

Astronomen worden vaak gevraagd naar objecten in de kosmos en hoe ze zijn ontstaan. Vooral sterren fascineren veel mensen, vooral omdat we naar buiten kunnen kijken op een donkere nacht en er zoveel kunnen zien. Wat zijn ze dan??

Sterren zijn enorme glanzende bollen van heet gas. Die sterren die je met je blote oog aan de nachtelijke hemel ziet, behoren allemaal tot de Melkweg, het enorme systeem van sterren dat ons zonnestelsel bevat. Er zijn ongeveer 5.000 sterren die met het blote oog kunnen worden gezien, hoewel niet alle sterren altijd en overal zichtbaar zijn. Met een kleine telescoop zijn honderdduizenden sterren te zien.

Grotere telescopen kunnen miljoenen sterrenstelsels tonen, die een triljoen of meer sterren kunnen hebben. Er zijn meer dan 1 x 10²² sterren in het universum (10.000.000.000.000.000.000.000). Velen zijn zo groot dat als ze de plaats van onze zon innemen, ze de aarde, Mars, Jupiter en Saturnus zouden overspoelen. Anderen, witte dwergsterren genoemd, zijn ongeveer zo groot als de aarde en neutronensterren hebben een diameter van minder dan ongeveer 16 kilometer (10 mijl).

Onze zon bevindt zich op ongeveer 93 miljoen mijl van de aarde, 1 astronomische eenheid (AU). Het verschil in uiterlijk ten opzichte van de sterren die zichtbaar zijn in de nachtelijke hemel is te wijten aan de nabijheid ervan. De volgende dichtstbijzijnde ster is Proxima Centauri, 4,2 lichtjaar (40,1 biljoen kilometer (20 biljoen mijl) van de aarde.

Sterren zijn er in een breed scala aan kleuren, variërend van dieprood tot oranje en geel tot een intens witblauw. De kleur van een ster hangt af van de temperatuur. Koelere sterren zijn meestal rood, terwijl de heetste sterren blauw zijn.

Sterren zijn op vele manieren ingedeeld, onder meer door hun helderheid. Ze zijn ook onderverdeeld in helderheidsgroepen, die magnitudes worden genoemd. Elke magnitude is 2,5 keer helderder dan de volgende lagere ster. De helderste sterren worden nu weergegeven door negatieve getallen en ze kunnen dimmer zijn dan de 31ste magnitude. 

Sterren - Sterren - Sterren

Sterren zijn voornamelijk gemaakt van waterstof, kleinere hoeveelheden helium en sporen van andere elementen. Zelfs de meest voorkomende andere elementen in sterren (zuurstof, koolstof, neon en stikstof) zijn slechts in zeer kleine hoeveelheden aanwezig.

Ondanks het frequente gebruik van zinnen als "de leegte van de ruimte", is de ruimte eigenlijk vol met gassen en stof. Dit materiaal wordt gecomprimeerd door botsingen en explosiegolven van exploderende sterren, waardoor brokken materie worden gevormd. Als de zwaartekracht van deze protostellaire objecten sterk genoeg is, kunnen ze andere materie binnenhalen voor brandstoffen. Terwijl ze blijven comprimeren, stijgen hun interne temperaturen tot het punt waarop waterstof ontsteekt in thermonucleaire fusie. Terwijl de zwaartekracht blijft trekken, in een poging de ster in de kleinst mogelijke grootte in te klappen, stabiliseert de fusie hem, waardoor verdere samentrekking wordt voorkomen. Zo ontstaat er een grote strijd voor het leven van de ster, omdat elke kracht blijft duwen of trekken.

Hoe produceren sterren licht, warmte en energie?

Er zijn een aantal verschillende processen (thermonucleaire fusie) waardoor sterren licht, warmte en energie produceren. De meest voorkomende gebeurt wanneer vier waterstofatomen combineren tot een heliumatoom. Hierdoor komt energie vrij die wordt omgezet in licht en warmte.

Uiteindelijk is de meeste brandstof, waterstof, op. Terwijl de brandstof begint te lopen, neemt de sterkte van de thermonucleaire fusiereactie af. Binnenkort (relatief gezien) wint de zwaartekracht en stort de ster onder zijn eigen gewicht in. Op dat moment wordt het een witte dwerg. Naarmate de brandstof verder uitgeput raakt en de reactie allemaal samen stopt, zal deze verder instorten, in een zwarte dwerg. Dit proces kan miljarden en miljarden jaren duren om te voltooien.

Tegen het einde van de twintigste eeuw begonnen astronomen planeten te ontdekken die rond andere sterren cirkelden. Omdat planeten zoveel kleiner en zwakker zijn dan sterren, zijn ze moeilijk te detecteren en onmogelijk te zien, dus hoe vinden wetenschappers ze? Ze meten kleine wiebels in de beweging van een ster veroorzaakt door de zwaartekracht van de planeten. Hoewel er nog geen aardachtige planeten zijn ontdekt, zijn wetenschappers hoopvol. Volgende les zullen we enkele van deze gasballen eens nader bekijken.