Sterren

Als je op een heldere maanloze nacht, ver van de bewoonde wereld, naar de hemel kijkt, kun je enkele duizenden sterren zien. Sterren zijn eigenlijk zonnen. Onze zon is een gewone ster! Dat de zon zo helder is komt doordat de zon veel dichterbij de aarde staat dan de sterren. Daarom lijkt hij ook erg groot. Veel sterren zijn echter groter dan de zon. Maar de meeste sterren zijn kleiner.

Op de zon is het vreselijk heet. Dus ook op de sterren. Het is er zó heet dat er geen vaste stoffen of vloeistoffen voor kunnen komen. Sterren zijn enorme gasbollen in de ruimte. Net als de zon.

Dat de sterren niet allemaal even helder zijn heeft drie redenen. Allereerst staan de sterren niet allemaal even ver weg. Ook zijn ze niet allemaal even groot. De derde reden is dat ze niet allemaal even heet zijn.

Zoals gezegd staan de sterren allemaal erg ver weg. Zo ver weg, dat je ze zelfs in de grootste telescopen niet groter dan een puntje kunt zien. De zon is de enige ster waarop we details zoals zonnevlekken kunnen zien. Toch bedraagt de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon al 149.597.900 kilometer. Vaak ronden we dit af tot 150 miljoen kilometer. Die gemiddelde afstand van de aarde tot de zon noemen we een astronomische eenheid. De astronomische eenheid wordt meestal gebruikt als afstandsmaat voor afstanden binnen het zonnestelsel.

De sterren staan zo ver van ons vandaan dat we hun afstanden niet meer in astronomische eenheden opgeven. Laat staan in kilometers. Nee, de afstanden tot de sterren worden meestal in lichtjaren opgegeven. Eén lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt. Want ook licht gaat niet oneindig snel. Wel is de snelheid van het licht verschrikkelijk groot.

Iedere seconde legt het licht bijna 300.000 kilometer af (om precies te zijn 299.793 km). Om van de zon naar de aarde te reizen heeft het licht slechts 8 minuten en 20 seconden nodig.

In een jaar zitten 60x60x24x365,25 = 31.557.000 seconden.

In die tijd legt het licht dus 31.557.000 x 300.000 = 9.467.280.000.000 kilometer af. Dat is ongeveer 9,5 biljoen km en ruim 63.000 keer zover als de afstand aarde - zon! De ster die het dichtst bij de zon staat is Proxima Centauri.

Deze ster bevindt zich in het sterrenbeeld Centaurus. Proxima betekent dichtbij. Toch heeft het licht al iets meer dan 4 jaar nodig om vanaf die ster de aarde te bereiken.

Hieronder vind je een lijstje van sterren die minder dan 10 lichtjaar van de aarde staan:

TABEL INVOEGEN

/ dubbelster-systeem.

Daartoe behoren ook de sterren Alfa Centauri A en Alfa Centauri B. Deze sterren staan zo dicht bij elkaar dat we ze zonder kijker niet afzonderlijk kunnen zien. Ook Sirius A en Sirius B vormen een dubbelstersysteem evenals UV Ceti A en UV Ceti B.

Je zou eigenlijk verwachten dat de sterren op de vorige bladzijde allemaal makkelijk met het blote oog zichtbaar moeten zijn. Ze staan immers erg dichtbij in vergelijking met alle andere sterren. Toch is dat niet zo. Alleen de sterren Alfa Centauri A en B en Sirius A zijn helder genoeg om met het blote oog zichtbaar te zijn. Dat betekent dat de andere de andere sterren of betrekkelijk koel, of erg klein moeten zijn.

Of een ster heet of juist koel is kun je eenvoudig zien.

Je hoeft alleen maar naar de kleur te kijken. Ons oog is gevoelig genoeg om zonder hulpmiddelen van de helderste sterren de kleur te kunnen zien. Bij de wat zwakkere sterren lukt dat niet meer. Dan heb je een verrekijker of sterrekijker nodig.

Hoe heter een ster, hoe blauwer zijn kleur. Hoe koeler de ster, hoe roder zijn kleur. Als we het over de temperatuur van een ster hebben, bedoelen we de temperatuur aan het oppervlak van die ster. Naar binnen toe wordt het snel veel heter.

Wat temperatuur en kleur betreft kunnen we de sterren in een aantal klassen verdelen. Al deze klassen hebben een letter gekregen. Zo kennen we de klassen O, B, A, F, G, K en M. Deze klassen noemen we spectraalklassen. Bijna alle sterren behoren tot een van deze klassen. Uit de spectraal klasse of spectraaltype kunnen we de kleur en de temperatuur aan het oppervlak van een ster bepalen. Dat kun je zien in het lijstje op de volgende bladzijde.

Je ziet dat het helemaal niet zo moeilijk is. Probeer de volgorde van de letters uit je hoofd te leren. Dat kan bij voorbeeld met het zinnetje « Onze Buurman Aantjes Fotografeert Graag Kleine Meisjes» of « Ons Bezoek Aan Franeker Garandeert Kostelijke Momenten». De beginletters van ieder woord in deze zinnetjes vormen de juiste volgorde in de spectraalklassen.

Nu is het natuurlijk niet zo dat een witte ster altijd precies een oppervlakte-temperatuur van precies 10.000 graden heeft. Of een gele ster een oppervlakte-temperatuur van precies 6.000 graden. Een gele ster kan best 5500 graden heet zijn, of 6500 graden. Maar dan is het spectraaltype niet precies G. We kunnen bij de spectraalklassen namelijk een nog fijnere verdeling maken. Deze verdeling gaat van 0 tot en met 9. Zo heeft een ster met een temperatuur van 10.000 graden het spectraaltype A0. Is de temperatuur iets lager, dan is het spectraaltype A1. Zo kunnen we verder gaan tot spectraaltype A9. Die sterren zijn al wat wit-geel, terwijl de temperatuur nog maar 8200 graden bedraagt. Is bij een ster de temperatuur nóg iets lager (namelijk 8.000 graden), dan is het spectraaltype F0.

Van één ster kunnen we heel duidelijk zijn kleur zien: de zon.

De kleur geel komt overeen met een oppervlaktetemperatuur van 6000°. De juiste temperatuur van de zon is echter iets lager, namelijk 5700°. Het spectraaltype van de zon is daarom ook niet precies G0, maar G2.

Hieronder geven we je een lijstje van enkele heldere sterren.

Probeer ze eens aan de hemel te vinden en kijk eens of je inderdaad de kleur kunt onderscheiden.

zien is dat ze niet allemaal even groot zijn. Hele grote sterren noemen we reuzen. Sterren die nóg veel groter zijn dan reuzen worden superreuzen genoemd. Betelgeuze in het sterrenbeeld Orion is zo'n superreus. Deze ster heeft een middellijn van maar liefst meer dan 400 miljoen kilometer.

Dat is meer dan de doorsnede van de aardbaan om de zon. En dan te bedenken dat er sterren zijn die nog aanmerkelijk groter zijn dan Betelgeuze.

Sterren die erg klein zijn noemen we dwergen. Een van de kleinste normale sterren is de witte dwerg LP-327-16. Deze ster is pas in mei 1962 ontdekt. Zijn middellijn bedraagt slechts ongeveer 1700 kilometer. Dat is slechts de helft van de middellijn van de maan. Er zijn echter ook sterren die weer veel kleiner zijn dan dwergsterren. Dat zijn bij voorbeeld neutronensterren. Deze hebben een middellijn van slechts 20 kilometer. Toch zijn ze wel even zwaar als de zon.

Neutronensterren zijn dan ook hele bijzondere sterren.

Hieronder vind je een lijst van de 16 helderste sterren. Ook is de helderheid ( schijnbare magnitude), de afstand in lichtjaar en het spectraaltype (Sp) gegeven.

naam        sterrenbeeld     helderheid    afstand in   Sp 

                             (magnitude)   lichtjaar 

Sirius      Grote Hond         - 1,46           9       A1 

Canopus     Kiel               - 0,72         365       F0 

Toliman     Centaurus          - 0,27           4       K5 

Arcturus    Boötes             - 0,04          35       K2 

Wega        Lier               + 0,03          26       A1 

Capella     Voerman            + 0,08          45       G5 

Rigel       Orion              + 0,11        1300       B8 

Procyon     Kleine Hond        + 0,38          11       F5 

Achernar    Eridanus           + 0,46          78       B9 

Betelgeuze  Orion              + 0,60         470       M2 

Hadar       Centaurus          + 0,61         325       B3 

Altair      Adelaar            + 0,77          16       A7 

Aldebaran   Stier              + 0,85          64       K5 

Acrux       Zuiderkruis        + 0,86         300       B1 

Antares     Schorpioen         + 0,94         365       M1 

Spica       Maagd              + 0,97         220       B2

een ster zoals we die vanaf de aarde zien. Hoe kleiner de schijnbare magnitude hoe helderder de ster. De zwakste sterren die je onder goede weersomstandigheden nog net zonder kijker kunt zien hebben een helderheid van magnitude 6. Ze zijn honderd keer zwakker als een ster van magnitude 1.

Van de 16 helderste sterren op de vorige bladzijde kun je aan het spectraaltype zien dat Acrux de grootste opper vlakte-temperatuur heeft. Betelgeuze behoort tot de helderste sterren alhoewel de ster veel verder weg staat dan de andere heldere sterren. Bovendien is het de ster met de laagste oppervlakte-temperatuur. Kijk maar naar het spectraaltype.

Dan moet Betelgeuze inderdaad wel heel erg groot zijn.

Anders kan deze ster nooit zo helder zijn. We hebben al verteld dat Betelgeuze een superreus is. Om precies te zijn een rode superreus.

Je weet inmiddels al dat er hele grote en hele kleine sterren zijn. Er zijn sterren die duizend keer groter zijn dan de zon. We mogen echter niet zeggen dat zo'n ster dan ook duizendmaal meer inhoud heeft. Dat willen we uitleggen met een voorbeeld. Stel je hebt een grote kist van 100 cm lang, 100 cm breed en 100 cm hoog. Die ga je vullen met blokken van 10 cm lang, 10 cm breed en 10 cm hoog. Je ziet dat de doorsnede van de kist 10 keer zo groot is als de doorsnede van de blokjes. Hoeveel blokjes gaan er eigenlijk in de kist. Wel op de bodem kun je al 10 keer 10 = 100 blokjes kwijt. Bovendien kun je 10 van deze lagen maken. In de kist gaan dus 10 x 10 x 10 is maar liefst 1000 blokjes. Zo gaat het ook bij sterren. De zon heeft een middellijn die ruim 100 keer groter is als de middellijn van de aarde. Stel dat je de zonnebol zou kunnen vullen met aardbolletjes. Dat zou je merken dat er meer dan één miljoen aardbollen in de zon gaan. Het volume van de zon is dus meer dan 1 miljoen keer het volume van de aarde. Met volume bedoelen we de hoeveelheid ruimte die door iets wordt ingenomen.

Je kunt je wel indenken dat de sterren heel erg zwaar zullen zijn. Dus erg veel massa zullen hebben. Maar is de massa (de hoeveelheid materie) van een ster nu ook zo veel groter ten opzichte van andere sterren als het volume? Zeker niet! De meeste sterren zijn hooguit 10 keer zwaarder dan de zon of hooguit 10 keer lichter. Dat komt doordat alle gasdeeltjes bij een kleine ster erg dicht op elkaar zitten. Je kunt het vergelijken met een emmer sneeuw waarvan we de sneeuw stevig hebben aangestampt. De gasdeeltjes in de kleine ster worden als het ware samengeperst in een kleine ruimte. Als echter het volume van een ster groot is, dan zullen de gasdeeltjes veel minder dicht op elkaar zitten.

Zo zijn er sterren waarvan een luciferdoosje vol van de materie van zo'n ster hier op aarde vele duizenden kilo's zou wegen. Dat zijn kleine sterren, waar alle gasdeeltjes heel dicht op elkaar zitten.

Van grote sterren zal een luciferdoosje vol materie van die ster maar weinig wegen. Hier zitten namelijk veel minder gasdeeltjes in omdat de gasdeeltjes van zo'n grote ster niet dicht op elkaar gepakt zitten.

Eigenlijk zouden we ook moeten praten over het soortelijk gewicht. Hiermee bedoelen we hoeveel één liter van een bepaalde stof weegt. Het soortelijk gewicht van water is precies 1. Eén liter water weegt precies één kilogram.

Een liter lucht weegt natuurlijk veel minder. Het soortelijk gewicht van lucht is dan ook veel kleiner dan dat van water.

Een liter lood weegt echter ruim 11 kilogram. Daarom is het soortelijk gewicht van lood ook ruim 11.

Zo kunnen we ook het soortelijk gewicht van sterren bepalen.

Bij kleine sterren is het soortelijk gewicht erg groot omdat alle gasdeeltjes erg dicht op elkaar zitten. Grote sterren hebben een veel kleiner soortelijk gewicht.