sterrenkunde2

Waaruit bestaan neutronensterren? Waarom is het ‘s nachts donker? En hoe vinden we exoplaneten? Al jouw prangende vragen over sterrenkunde worden beantwoord in de reeks: ‘Sterrenkunde: alles wat je wil weten’!

Waaruit bestaan neutronensterren?
Zware sterren exploderen aan het eind van hun leven. Toch stort de kern van een zware ster op dat moment juist ineen. Er ontstaat een zeer compact object: een neutronenster. Een neutronenster is niet groter dan de stad Amsterdam, maar weegt even zwaar als onze zon. Onze zon heeft een diameter van 1,4 miljoen kilometer, dus de deeltjes van een neutronenster zijn heel erg samengedrukt.

Wat gebeurt er als twee neutronensterren botsen?

Een botsing tussen twee neutronensterren is spectaculair. Er is een gammaflits zichtbaar en daarnaast wordt er een zwart gat geboren. Benieuwd hoe zo’n botsing er precies uitziet? Bekijk de computersimulatie!

Op aarde bestaat alle materie uit atomen. Een atoom bestaat uit een kern, gevormd door neutronen en protonen. Om de kern draaien elektronen. Tussen de kern en de elektronen zit veel lege ruimte. In een neutronenster is de zwaartekracht enorm, waardoor de deeltjes zo hard tegen elkaar worden aangedrukt, dat zelfs atomen ineenstorten. De ruimte tussen elektronen en kernen verdwijnt. Elektronen en protonen uit de kern smelten zelfs samen, waardoor nieuwe neutronen vormen.

Toch weten we nog niet alles. Ook neutronen zijn opgebouwd uit verschillende deeltjes. Misschien dat ook deze deeltjes ineenstorten, waardoor alleen ‘quarks’ overblijven. Deze quarks vormen vervolgens weer andere groepjes, waardoor neutronensterren uit exotische materie bestaan.

Wetenschappers kunnen helaas geen gat boren in een neutronenster, dus hoe de binnenkant er precies uitziet is een mysterie. Zijn het neutronen? Of juist andere deeltjes? Wellicht komen we er ooit achter.

Een impressie van een neutronenster.

Een impressie van een neutronenster.

Waarom is het ‘s nachts donker?
Dit klinkt als een hele simpele vraag. ‘s Nachts is de zon natuurlijk niet zichtbaar, dus daarom is het donker. Maar waarom wordt onze nachthemel niet verlicht door de vele miljarden sterren? Met zo’n extreem groot aantal sterren verwacht je een permanent verlichte hemel.

Een impressie van een neutronenster.

Olber’s Paradox in werking.

Natuurlijk is het licht van verre sterren zwakker dan het licht van de zon, maar daar staat tegenover dat er op grotere afstand ook meer sterren staan. Een mooie vergelijking is een bos met bomen. Sta je voor dit bos, dan zie je waarschijnlijk tot aan de horizon bomen. Stel, je kijkt tussen twee bomen, dan zie je een andere boom die iets verder weg staat. Zo zou het ook met sterren moeten zijn.

Wetenschappers hebben dit probleem een naam gegeven: Olbers’ Paradox. Er zijn veel verklaringen waarom onze nachthemel niet donker is. Eén verklaring is dat dit komt door stofdeeltjes tussen sterren. Deze verklaring is tegenwoordig niet logisch, want licht dat stof tegenkomt wordt niet tegengehouden. Licht verwarmt het stof, waardoor het uit zichzelf gaat gloeien. Een betere verklaring is dat ons heelal nog niet oneindig oud is. Licht reist snel, maar niet oneindig snel. Ons heelal is pas 13,8 miljard jaar oud, dus dit is de maximale tijd dat licht naar ons onderweg kan zijn geweest. Sterren die extreem ver van ons af staan, kunnen we dus nog niet zien, omdat het licht ons nog niet bereikt heeft. Onderzoekers denken dat het heelal nog te jong is om onze nachthemel permanent te verlichten. Vandaar dat het ‘s nachts donker is.

Een dipje in het licht van een ster kan wijzen op een planeetovergang. De exoplaneet blokkeert een deel van het licht.

Een dipje in het licht van een ster kan wijzen op een planeetovergang. De exoplaneet blokkeert een deel van het licht.

Hoe vinden we planeten bij andere sterren?
Er zijn meerdere manieren om planeten bij andere sterren te ontdekken. De meestgebruikte manier is dat onderzoekers meten of sterren ‘wiebelen’. Een exoplaneet heeft een bepaalde massa. Middels zwaartekracht trekt een exoplaneet een beetje aan de ster waar hij omheen draait. Stel, een exoplaneet doet twintig dagen over een rondje om de ster, dan staat deze planeet op een bepaalde dag links van een ster en tien dagen later rechts. Staat een planeet schijnbaar links, dan zal de ster een klein beetje naar rechts gaan. Op aarde zien we deze zon iedere tien dagen wiebelen.

Een andere populaire manier is dat onderzoekers het licht van de ster in de gaten houden. Geeft een ster op een bepaald moment iets minder licht, dan komt mogelijk doordat een exoplaneet voor de ster langs beweegt. Stel, een ster heeft iedere 180 dagen een dipje in zijn lichtcurve, dan draait er waarschijnlijk een exoplaneet om de ster met een omlooptijd van 180 dagen.

De laatste manier is om een exoplaneet direct te observeren. Hiervoor zijn hele krachtige telescopen nodig, omdat het licht van een ster het weerkaatste licht van een exoplaneet kan overheersen. In sommige gevallen is een ster niet lichtsterk genoeg om een exoplaneet te verbergen, bijvoorbeeld omdat een ster nog te jong is of omdat een exoplaneet ver van de moederster verwijderd is. De laatste jaren zijn enkele exoplaneten op de gevoelige plaat vastgelegd. In de komende decennia zullen we veel meer exoplaneten gaan fotograferen.

Piepjonge exoplaneten direct gefotografeerd.

Piepjonge exoplaneten direct gefotografeerd.

Is het mogelijk om zwarte gaten te zien?
Nee, niet direct. Een zwart gat is een object waaruit niets kan ontsnappen. Licht dus ook niet.

Boekentip

Wil je deze zomer tijdens je vakantie meer leren over sterrenkunde? Het boek ‘Sterrenkunde voor in bed, op het toilet of in bad‘ van Sarah Brands is een aanrader. In 56 korte hoofdstukjes leer je alles over ons zonnestelsel en het heelal.

Indirect is een zwart gat wel zichtbaar. Zo zijn er sterren die om ‘iets’ heen draaien, maar wij kunnen niet zien wat dit is. Wetenschappers denken dat deze sterren gezelschap hebben van een zwart gat. In de kern van ons Melkwegstelsel bevindt zich een supermassief zwart gat. Sterren in de buurt van dit zwarte gat draaien om één bepaald punt heen. Aan de hand van de snelheden, richtingen en posities van deze sterren kunnen wetenschappers inschatten hoe zwaar het supermassieve zwarte gat is. Het supermassieve zwarte gat van ons Melkwegstelsel is even zwaar als vier miljoen zonnen bij elkaar. Hiermee is ons supermassieve zwarte gat een lichtgewicht in vergelijking met de zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels.

Zwarte gaten zijn gulzige eters. Materie in de nabije omgeving zal snel opgeslokt worden. Soms zijn deze objecten té gulzig. In dat geval spugen ze materie uit. Deze materie verzamelt zich in een ronddraaiende schijf rondom het zwarte gat. Deze schijf warmt langzaam op en gaat röntgenstraling uitzenden. Met speciale telescopen kunnen we deze röntgenstraling zien. Indirect zijn zwarte gaten dus goed te observeren!

Indirect zijn zwarte gaten goed te observeren.

Indirect zijn zwarte gaten goed te observeren.

Lees ook het eerste deel van deze reeks. Heb jij een vraag over sterrenkunde? Mail ons jouw vraag via het contactformulier en wellicht staat jouw vraag de volgende keer in deze rubriek! Op 31 augustus verschijnt de volgende editie van sterrenkunde voor beginners!