Het zonnestelsel

Ons zonnestelsel heeft een lang verleden, het is al ongeveer 4,6 miljard jaar oud. Dat is ongeveer een derde van de leeftijd van het universum zelf, die is namelijk 13,7 miljard jaar oud.

Omdat het zo ontzettend groot is, gaan alle processen heel erg langzaam. Waar het allemaal vandaan kwam en waar het naartoe gaat zal Mr. Chadd hier in het kort uitleggen.

Gaswolk

Na de oerknal waren er overal elementaire deeltjes. Langzaam koelde het af waardoor er voornamelijk waterstof en helium ontstond. Dit was zo goed verspreid dat er bijna overal wel een beetje gas was. Door de zwaartekracht gingen deze gassen zich naar elkaar toe bewegen en zo kwamen er grote ‘wolken’ van gas. De zwaartekracht trekt het daarna nog verder samen en als er genoeg gas in een klein volume is, dan ontstaat er een grote rots of zelfs een ster. Zo is ook onze zon ontstaan. Aan het begin was een deel van die dikke wolk er nog omheen, maar over de tijd is dat samengekomen tot de planeten die we nu kennen.

De banen om de zon

Bijna alles lijkt perfect rond om de zon heen te draaien, waar zijn de objecten die dat niet doen? Het antwoord op deze vraag ligt in de tijdsduur. In de ruimte is praktisch geen weerstand, dus iets wat beweegt zal altijd blijven bewegen. Om in een baan rond de zon te draaien moet een object een specifieke snelheid op een bepaalde afstand hebben. Dan heffen de zwaartekracht en de centrifugale kracht elkaar precies op.

v = 2πr ÷ T

v: snelheid in meter per seconde (m/s)

T: De omlooptijd in seconde (s)

r: de straal van de baan in meter (m)

Als het object iets langzamer gaat dan deze formule aangeeft voor een bepaalde baan met straal r, dan valt het object langzaam naar de zon toe. En als het iets sneller gaat, dan vliegt het langzaam weg. Aangezien de zon al zo oud is, zijn bijna alle objecten die niet voldoen aan de formule óf in de zon gevallen óf uit het zonnestelsel gevlogen. Niet alleen draaien er objecten om de zon, maar op kleinere schaal draait de maan ook weer om de aarde. Zo hebben veel andere planeten ook één of meerdere manen. De maan ziet er niet alleen mooi uit, maar de zwaartekracht zorgt ook voor eb en vloed . Doordat de aarde zelf ook nog om zichzelf draait onder een bepaalde hoek, ontstaan de seizoenen zoals zomer en winter.

En de zon is niet de enige ster in het heelal. Zo zijn er honderd miljarden andere sterren die samen met de zon in een vlak om een zwart gat draaien. De structuur van de ronde banen is op alle schalen terug te vinden.

Zo werkt de app

• Stel je eerste vraag

Het lot van de zon

In de zon vindt kernfusie plaats, hierbij worden kernen van atomen samen gefuseerd om zo een zwaarder element te maken. Het begon met waterstof fuseren tot helium en later kan die helium weer fuseren tot zwaardere elementen. Maar ooit stopt het proces. Voor de lichte elementen komt er energie vrij, maar voor hele zware elementen kost het energie. De brandstof raakt dus op om dit proces door te laten gaan. Op dat moment is de zon door de hitte zo groot geworden dat de straal van de zon groter is dan die van de baan van de aarde. Daarna schiet het alle stof uit de buitenste lagen weg en valt de kern samen tot een witte dwerg. De materie die vrijkomt vormt later weer een nieuwe gaswolk die misschien samen met andere gaswolken een nieuwe ster maken. En zo begint de cyclus weer overnieuw. Meer over het leven van een ster vind je hier.

Voorbeeldvraag

De omlooptijd en baanstraal van planeten zijn te vinden in Binas en kunnen gebruikt worden om de omloopsnelheid te berekenen.

1. Wat is de omloopsnelheid van Venus?
2. Wat is de omloopsnelheid van Saturnus?

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Hoe werkt een Hertzsprung-Russell diagram?

Levensloop van sterren

Hoe beweegt de aarde om de zon?