07-07-2009 10:47
| gewijzigd 07-07-2009 12:03
| Bart van den Dikkenberg
Op het eerste gezicht lijkt de zon een rustige ster. Nader onderzoek leert echter dat ongeremde uitbarstingen aan het oppervlak van de gloeiende gasbol onvoorstelbaar grote hoeveelheden energie de ruimte in slingeren.
De meeste sterren komen voor als dubbele of meervoudige sterren. De zon is echter in z’n eentje het middelpunt van een stelsel.
Hij is vergeleken met andere een relatief kleine ster, een zogeheten gele dwerg. Toch vallen Aarde en de andere planeten er nog altijd bij in het niet. Met een diameter van 1.392.000 kilometer –ruim honderd keer de doorsnede van de aarde– past de inhoud van de blauwe planeet 1,3 miljoen keer in de zon.
Ergens in het onmetelijke heelal bevindt zich de melkweg, een stelsel met een diameter van 90.000 lichtjaar. Het omvat naar schatting zo’n 400 miljard sterren. Ergens daartussen zweeft de zon. Deze relatief kalme ster beweegt op een afstand van 27.000 lichtjaar met 235 kilometer per seconde om het centrum van de melkweg – vermoedelijk een zwart gat.
De zon vormt het middelpunt van het stelsel. Planeten, dwergplaneten en honderden rotsblokken zweven in relatief regelmatig gevormde elliptische banen rond dit centrale hemellichaam.
De planeten zijn onder te verdelen in drie typen. De eerste vier zijn de zogeheten binnen- of aardse planeten Mercurius, Venus, Aarde en Mars. De buitenplaneten worden gevormd door de gasreuzen Jupiter en Saturnus en de ijsreuzen Uranus en Neptunus. Inmiddels zijn ook tientallen dwergplaneten ontdekt.
De zon bevat 99,86 procent van de massa van het zonnestelsel: hij is ongeveer duizend keer zo zwaar als alle planeten en rotsblokken bij elkaar en bestaat uit 75 procent waterstof en 23 procent helium.
Reacties in het binnenste van de gloeiend hete bol zetten elke seconde 570.000 miljoen kilogram waterstof om in helium. Daarbij komt ongelofelijk veel energie vrij; wetenschappers schatten dat de kern een temperatuur van wel 15 miljoen graden Celsius heeft. Aan het oppervlak van de zon is een allesvernietigende 5507 graden gemeten.
Deze warmte straalt uit in de ruimte en verwarmt de verschillende planeten. Mercurius, die het dichtst bij de zon zweeft, heeft een verzengende dagtemperatuur van 427 graden Celsius; Neptunus, de verste planeet in ons stelsel, is met -220 graden Celsius ijzig koud.
Astronomisch
De afstand van de verschillende planeten tot de zon vertoont een opvallende regelmaat. Dat brengt de Duitse sterrenkundige Johann Daniël Titius (1729-1796) op een idee: verdeel de afstand van de zon tot Saturnus in honderd gelijke delen. Mercurius staat dan op 4 afstanden van de zon, Venus op 4+3=7, de aarde op 4+6=10 en Mars op 4+12=16. Voor Jupiter is de afstand tot de zon 4+48=56 en voor Saturnus 4+96=100.
Op de afstand 4+24=28, waar Titius een planeet verwachtte, ontdekt de Italiaan Giuseppe Piazzi in 1801 een asteroïde, Ceres geheten. Na Ceres volgt een complete asteroïdengordel. De Duitse astronoom Johann Elert Bode (1747-1826) neemt de opmerking van Titius op in zijn astronomische handboek ”Anleitung zur Kenntnis des gestirnten Himmels”. Sindsdien heet hij de ”wet van Titius-Bode” of ”van Bode”.
De ontdekking van de planeet Uranus –in 1781– achter Saturnus past naadloos in deze afstandenreeks. Neptunus, voor het eerst gezien in 1846, echter niet. Sinds die tijd nemen astronomen de wet van Bode niet meer serieus.
De afstand van de zon tot de planeten en andere hemellichamen geven sterrenkundigen tegenwoordig weer met de astronomische eenheid (AE). Eén astronomische eenheid is bijna 150 miljoen kilometer. Hij is gelijk aan het getal van Titius gedeeld door 10. Daarmee is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon 1,0 AE en bijvoorbeeld die tot Venus 0,7.
Krachtige vloedgolf
Aan het oppervlak van de zon hebben soms krachtige explosies plaats, die grote hoeveelheden elektrisch geladen deeltjes de ruimte in slingeren. Als dit materiaal de aarde bereikt, ontstaat een geomagnetische storm, die aan de polen het noorder- dan wel zuiderlicht veroorzaakt. Gemiddeld bereikt per uitbarsting een vermogen van zo’n 1500 gigawatt de aarde. Dat is het vermogen van 3000 kerncentrales bij elkaar.
De geladen zonnedeeltjes kunnen ernstige problemen opleveren bij elektrische apparatuur. Zowel satellieten in de ruimte als energienetten op aarde kunnen daardoor schade oplopen. Zo viel in 1989 in grote delen van Canada de stroom uit door zo’n magnetische storm.
Daarnaast veroorzaakt een explosie krachtige vloedgolven van heet gas –van 60.000 tot 2 miljoen graden– die met ruim 1 miljoen kilometer per uur aan het zonneoppervlak voort-razen. Dergelijke tsunami’s zijn voor het eerst waargenomen in 2007 door Amerikaanse Stereosatellieten.
Voordurend produceren knappende plasmabellen aan het oppervlak van de zon de zogenaamde zonnewind, een onophoudelijke stroom elektrisch geladen deeltjes. Deze bestaat grotendeels uit protonen (positief geladen deeltjes), met een beetje helium en sporen van zwaardere elementen.
De eerste 10 miljard kilometer reist de zonnewind met een snelheid van 1 miljoen kilometer per uur. Door wrijving met interstellaire deeltjes buiten het zonnestelsel neemt de snelheid af tot snelheden van enkele duizenden kilometers per uur. Deze remmende zone aan de grens van het zonnestelsel noemen astronomen de ”termination shock”.
Vorig jaar nog zorgde de dertig jaar oude Amerikaanse ruimtesonde Voyager 2 voor een grote verrassing. Terwijl hij de termination shock enkele malen passeerde, bepaalden wetenschappers de vorm van het zonnestelsel. Ze schreven in het wetenschappelijk tijdschrift Nature: „Het zonnestelsel is niet rond, maar heeft een asymmetrische platgedrukte vorm.” Het heeft daarmee wel wat weg van een ei.
Zonnestelsel in cijfers
Diameter: 0,5 lichtdag of 86,4 AE of 12.960 miljoen km
Baansnelheid om centrum melkweg: 235 kilometer per seconde
Afstand tot dichtstbijzijnde ster: 4,22 lichtjaar of 40.000 miljard km
Temperatuur:
- zon (inwendig): 15 miljoen °C (schatting)
- zon (oppervlak): 5507 °C
- planeten (maximum): 427 °C
- planeten (minimum): -220 °C
Aantal planeten: 8
Aantal manen: 167
Aantal dwergplaneten:
- planetoïden (diameter groter dan 250 km): 13
- plutoïden: 4 (+ 40 in de wachtrij)
- plutino’s: 13, waarvan 2 met eigen maan
- cubewano’s: 23
