|
|
|
 |
 |
Planeten, dwergplaneten, plutoïden en andere kleine hemellichamen |
|
|
De planeten en hun banen | |
|
|
Stof en het zodiakaal licht | |
|
|
Kuipergordel | |
|
|
Oortwolk | |
|
|
Heliosfeer |
Planeten, dwergplaneten en kleine hemellichamen
Jarenlang werd volop gediscussieerd over de vraag of Pluto nou een planeet genoemd moest worden. Misschien moest hij slechtst worden beschouwd als de dichtstbijzijnde grote ijsdwerg uit een schijf van duizenden "ijsplaneetjes" met een diameter van minstens 1.000 km, voorbij de baan van Neptunus, de zogenaamde "Kuipergordel". Ze werden gevormd tijdens het ontstaan van ons zonnestelsel.
De laatste jaren worden steeds meer nieuwe objecten ontdekt in ons zonnestelsel. De ontdekking van het object 2003 UB313, nu Eris genaamd, gooide extra olie op het vuur. Zijn afmeting bleek groter te zijn dan Pluto, wat de hele discussie tot een hoogtepunt dreef. Sommige astronomen spraken al van de 10e planeet terwijl anderen daar tegen waren omdat er waarschijnlijk vele honderduizenden objecten van die grootte bestaan in het zonnestelsel. Als Pluto een planeet was dan zouden die grotere objecten dat ook moeten zijn. Zo veel nieuwe planeten, dat zou een onwerkbare situatie opleveren. Er moest wel iets gaan gebeuren.
Om aan de discussie "wel een planeet of geen planeet" een einde te maken, heeft de Internationale Astronomische Unie (IAU) op 24 augustus 2006 een nieuwe definitie opgesteld van wat nu eigenlijk een planeet is. Resultaat: Pluto is nu officieel geen echte planeet meer maar een dwergplaneet! Verder moest ook nog worden bekeken hoe men de vele andere, kleinere objecten dan moest noemen.
Vervolgens heeft de IAU op 11 juni 2008 bekend gemaakt dat alle dwergplaneten voorbij de baan van Neprunus voortaan "plutoïden" worden genoemd.
Hiernaast zie
je het nieuwe planetenplaatje van ons zonnestelsel volgens de
IAU. Klik op het plaatje voor een grotere afbeelding.
De IAU heeft na veel discussie de onderstaande definities vastgesteld.
De 8 planeten zijn: Mercurius, Venus, de Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.
Pluto voldoet wel aan de voorwaarden a en b maar niet aan c.
Op grond van de bovenstaande definitie besloot de IAU dat Pluto een dwergplaneet is en beschouwd wordt als het prototype van een nieuwe categorie van transneptunische objecten. De IAU zou nog een nieuwe naam voor deze categorie vaststellen. In juni 2008 heeft de IAU vervolgens besloten om de dwergplaneten voorbij de baan van Neptunus voortaan "plutoïden" te noemen.
Daarmee is Ceres op dit moment ineens weer het enige object dat men een dwergplaneet kan noemen.
Aangezien Pluto geen planeet meer wordt genoemd, wordt hij, en ook soortgelijke objecten, genummerd zoals dat bij planetoïden gebeurt. Sinds het besluit van de IAU, kenden we dus 2 plutoïden: Pluto en Eris, en 1 dwergplaneet: Ceres. Hun officiële aanduiding is als volgt:
- (134340) Pluto.
- (136199) Eris; heeft 1 kleine maan: Eris I; de officiële naam is: Dysnomia.
- (1) Ceres.
- (136108) Haumea; heeft 2 kleine manen: Hi'iaka (ca. 310 km) en Namaka (ca. 160 km).
- (136427) Makemake
Hieronder vallen nu de meeste planetoïden in het zonnestelsel, de meeste transneptunische objecten, kometen en andere kleine objecten.
Inmiddels blijft de (astronomische) wereld sterk verdeeld over de besluiten van de IAU. Of die onenigheid er toe zal leiden dat de besluiten worden teruggedraaid is zeer twijfelachtig. Het ligt meer in de lijn der verwachtingen dat tijdens de volgende bijeenkomst van de unie in 2009 aanvullende besluiten zullen worden genomen.
De beide illustraties laten de banen van de 8 planeten van ons zonnestelsel zien. De binnenste 4 planeten: Mercurius, Venus, Aarde en Mars, hebben een rotsachtig oppervlak. Daarna volgen 4 grote gasplaneten: Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.
Vervolgens kom je met Pluto in het rijk van de ijsdwergen en kometen terecht. Pluto wordt nu officieel beschouwd als een dwergplaneet, evenals Ceres en Eris.
Planeten die dichter bij de Zon staan, hebben
een hogere baansnelheid dan de planeten die verder van de Zon
staan. Die hogere snelheid is nodig om de sterkere aantrekkingskracht
van de Zon te compenseren. Sinds het ontstaan van het zonnestelsel,
ongeveer 4,5 tot 5 miljard jaar geleden, hebben de planeten die
we tegenwoordig kennen inmiddels een redelijk stabiele positie
ingenomen.
De planeten bewegen bij benadering in hetzelfde baanvlak. Pluto's baan daarentegen maakt een vrij grote hoek met het baanvlak. Hij is een van de grotere ijsdwergen van de Kuipergordel. Dat kan ook de grotere helling van zo'n 17 graden mede verklaren. De ijsdwergen hebben vaak extreme omloopbanen ten opzichte van de planeten. Ook veel planetoïden hebben overigens banen met een grotere hoek met het vlak dat uit gaat van de evenaar van de Zon.
De planeetbanen zijn niet cirkelvormig maar
elliptisch. De zon staat in een van de brandpunten van de ellips.
Door hun elliptische baan, komen de planeten regelmatig dichter
bij de Zon, om zich vervolgens weer te verwijderen. Ook de planeten
zich moeten houden aan de natuurkundige wetten. Dat betekent dat
ze zich dicht bij de Zon sneller in hun baan bewegen dan wanneer
ze zich op grotere afstand van de Zon bevinden.
Gedetailleerde informatie over omlooptijden en dergelijke vind je bij Planeten. Meer informatie over de banen van andere objecten vind je o.a. bij Kometen en Planetoïden.
De planeten vinden we, astronomisch gezien, in de directe nabijheid van de Zon. Daar houdt het zonnestelsel echter niet op, integendeel. Het rijk van de planeten is maar klein.
Stel je de Zon voor ter grootte van een muntje van 1 cent. In verhouding staat de Aarde dan op een afstand van 2 meter. Pluto bevindt zich op zo'n 75 meter afstand. Ver weg, denk je? De rand van de Oortwolk zou zich op ongeveer 80 kilometer afstand bevinden!
Hoe groot het zonnestelsel in werkelijkheid is en hoe het er globaal uit ziet, vind je in het kort hieronder.
Binnen het zonnestelsel bevinden zich enorme hoeveelheden stof in het vlak van de ecliptica. Dat varieert van vooral microscopisch kleine deeltjes tot korreltjes van enkele millimeters in grootte. Het meeste materiaal is afkomstig van kometen en van botsingen tussen planetoïden.
Het grootste gedeelte van het stof, bevindt
zich in een gordel tussen de Zon en Jupiter. Dit interplanetaire
stof is niet gelijkmatig verdeeld. Het vertoont afwisselend dichtere
en ijlere banden vanwege de aantrekkingskracht van de grotere
objecten zoals planeten en planetoïden. Zo is bijvoorbeeld
het stof extra dicht in een zone vanaf de Zon tot net voorbij
de Aardbaan, zoals de afbeelding toont.
Op perfect donkere plaatsen, weg van storende verlichting, is soms het zodiakaal licht te zien. Het is een kegelvormige, zwakke gloed, die soms na de schemering zichtbaar is. Al eeuwen lang dachten veel mensen dat die gloed afkomstig was van de dageraad en dat het verschijnsel zich voordeed in de atmosfeer. Tegenwoordig weten we beter.
Het zodiakaal licht wordt veroorzaakt door de verstrooiing van zonlicht door het fijne stof in de nabije ruimte. Als het zodiakaal licht te zien is, kan soms ook een lichtere plek recht tegenover de Zon aan de hemel te zien zijn: de "Gegenschein". Het is echter nog zwakker dan het zodiakaal licht. Dat maakt waarnemingen vanuit Nederland uiterst lastig.
Veel van dat stof valt dagelijks onze dampkring binnen. Men schat dat de Aarde jaarlijks zo'n 40.000 ton aan stof opvangt. In zichtbaar licht is het stof moeilijk waarneembaar Het zendt vooral licht in het midden-infra-rood uit. Met behulp van satellieten zoals de IRAS, zijn dergelijke stofwolken ook waargenomen bij andere sterren in de Melkweg.
Voorbij de baan van Neptunus, bevindt zich een brede gordel van (waarschijnlijk miljarden) rotsachtige objecten en ijsdwergen: de Kuipergordel. Het bestaan van die zone, werd door de astronoom Gerard Kuiper verondersteld in 1951.
De theorie van de Kuipergordel moest verklaren waar de vele "kort-periodieke" kometen vandaan kwamen. Die hadden meestal omlooptijden van minder dan 200 jaar. Dit in tegenstelling tot de kometen van de 1 jaar eerder, in 1950, geïntroduceerde Oortwolk. Een ander onderscheid met de kometen van de Oortwolk was dat hun omloopbanen dicht bij het baanvlak van de planeten lagen. Verder gaf Kuipergordel met name een verklaring voor de aanwezigheid van een bijzonder rotsachtig object dat niet helemaal past bij de naaste buren die allemaal grote gasplaneten zijn, de 9e planeet: Pluto.
Uit de recentste ontdekkingen
blijkt het grootste object van de Kuipergordel ongeveer 3000 kilometer
groot te zijn; dat is groter dan Pluto. Het gros heeft echter
afmetingen van enkele tientallen meters tot enkele honderden kilometers.
Bovendien zijn de afstanden enorm. Daarom blijven het zeer moeilijk
te ontdekken hemellichamen. De omlooptijden van die verre objecten
bedragen veelal honderden jaren. Hiernaast zie je een NASA-illustratie
ter vergelijking van enkele zeer grote Kuipergordelobjecten met
Pluto en de Aarde. Sommige beschikken zelfs over een of meer eigen
manen.
Tegenwoordig neemt men eigenlijk toch wel aan dat de "planeet" Pluto het meest prominente object van de Kuipergordel is. Dat kan tevens verklaren waarom de baanhelling van Pluto zo groot is en waarom die baan zo sterk elliptisch is, in tegenstelling tot de overige planeten. Waarschijnlijk is de aantrekkingskracht van Neptunus en Uranus de oorzaak van die afwijking.
Sinds de introductie van de Kuipergordel, duurde het nog 41 jaar voordat daadwerkelijk het eerste Kuipergordelobject (verder: KBO; Engels voor Kuiper Belt Objects) werd gevonden, in 1992. Sindsdien gaat het hard. In een periode van 10 jaar werden ongeveer nieuwe 500 KBO's ontdekt. Onze modernste telescopen en camera's worden steeds groter en gevoeliger en dat is ook hard nodig vanwege de geringe grootte en geringe helderheid.
De Kuipergordel strekt zich uit van 12 tot 15 miljard kilometer van de Zon. Ter vergelijking: Pluto staat gemiddeld op zo'n 6 miljard kilometer van de Zon.
Tot voor kort is er nog geen missie naar de Kuipergordel ondernomen maar daar is onlangs verandering in gekomen. De New Horizons ruimtesonde werd op 19 januari 2006 gelanceerd. Die moet in 2015 bij Pluto aankomen. Als alles goed verloopt, zal de sonde daarna doordringen in de Kuipergordel en proberen om enkele van die mysterieuze objecten te onderzoeken.
In 2004 werd het tot dan toe verste object in het zonnestelsel ontdekt: Sedna. We kunnen Sedna mooi gebruiken om een indruk te krijgen van de grootte van ons volledige zonnestelsel, aan de hand van een fraaie NASA-illustratie.
Foto 1 toont de
binnenste planeten, de planetoïdengordel en Jupiter.
Foto 2 toont de locatie van Sedna, ver buiten de baan van Pluto
en veel andere KBO's, ten tijde van zijn ontdekking. Op dat moment
stond Sedna vrijwel op zijn dichtst bij de Zon.
Foto 3 laat de vreemde, extreem elliptische baan zien van Sedna.
Het is duidelijk dat de grootte van de Kuipergordel in het niet
valt, vergeleken met de enorme baan van Sedna. De omlooptijd om
de Zon bedraagt ca. 10.000 jaar.
Foto 4 toont het andere uiterste. Zelfs die geweldige baan stelt
weer niets voor, vergeleken met de binnenste regionen van de Oortwolk.
Die komt daar zelfs bij benadering niet eens bij in de buurt.
Kometen zijn restanten van het ontstaan van het zonnestelsel, enkele miljarden geleden. Ze hebben een relatief korte levensduur omdat ze bij elke passage van de Zon veel materiaal verliezen of uiteen vallen. Dat leidt tot de conclusie dat ze ooit in het verre verleden al op zouden moeten zijn geraakt. Toch zien we nog steeds nieuwe kometen verschijnen. Dat bracht de Nederlandse astronoom Jan Oort in 1950 tot de hypothese dat er zich een enorm reservoir van vele miljarden kometen bevindt in de buitenste regionen van het zonnestelsel.
Die wolk van kometen vormt een gigantische
halo om het zonnestelsel. Dichter bij de Zon wordt de wolk iets
afgeplat en gaat nog dichter bij de Zon als het ware over in de
Kuipergordel, een tweede, kleiner reservoir van kometen.
Het blijft moeilijk om de precieze grootte van de onderdelen van ons zonnestelsel in kilometers aan te geven, al is het een indrukwekkende sport. De Kuipergordel is meer dan 2x zo groot dan de baan van Pluto. De NASA- illustratie hiernaast geeft evenwel aan hoe klein het rijk van de planeten en de Kuipergordel op hun beurt weer is, ten opzichte van de immense Oortwolk.
De Oortwolk strekt zich uit over een enorme afstand van 3.000 miljard tot 15.000 miljard kilometer. In andere (astronomische) taal is dat 20.00 tot 100.000 AE of zo'n 1 tot 2 lichtjaar.
De objecten in de Oortwolk kunnen door een geringe verstoring uit hun baan worden geduwd, bijvoorbeeld een passerende ster. Daardoor kunnen ze naar de binnenste regionen van het zonnestelsel vallen. Verder passeert de Zon op haar omloop rond het centrum van de Melkweg, elke 300 tot 500 miljoen jaar dichtere gaswolken in ons sterrenstelsel. Ook daardoor worden kometen soms uit hun baan geduwd. Het is overigens geen snelle gebeurtenis. De kometen uit de Oortwolk hebben er tot 200 miljoen jaar voor nodig om de Zon te passeren. Ze worden dan ook met recht "lang-periodieke" kometen genoemd. Voor veel kometen zal het bij een enkele passage van de Zon blijven.
De Zon ploegt, omringd door haar eigen "cocon", door de interstellaire ruimte in haar baan rond het centrum van de Melkweg. De eigenlijke grens van ons zonnestelsel wordt bepaald door de invloedssfeer van de Zon. Die stuurt continu een stroom geladen deeltjes vele miljarden kilometers ver de ruimte in: de zonnewind. Het hele gebied in de ruimte waarin die zonnewind overheerst, noemen we de "heliosfeer". Daar buiten, botst de zonnewind met zo'n 400 km per seconde met het interstellaire medium. Deze ontmoeting heeft enkele belangrijke gevolgen.
De
botsing gaat gepaard met het ontstaan van een boeggolf zoals je
ziet bij een schip dat door het water vaart. Voor de heliosfeer
uit, worden de interstellaire deeltjes samengedrukt en opgehoopt.
Ze stromen vervolgens langs de buitenste rand van de heliosfeer
en verder er om heen, weg.
De vorm van de heliosfeer wordt afgeplat tot een druppelvorm door de druk van de interstellaire wind van de andere sterren en van interstellaire gas- en stofwolken. Die vervorming is ongeveer vergelijkbaar met de vervorming van het magnetisch veld van de Aarde door de zonnewind. De heliosfeer wordt ingedrukt aan een kant en uitgerekt aan de andere kant.
Op een bepaalde afstand van de Zon, bevindt zich het binnenste schokfront. Daar vindt de eerste ontmoeting plaats van de zonnewind met interstellaire deeltjes. De zonnewind heeft een snelheid van 300 tot 700 kilometer per seconde, tot die het binnenste schokfront bereikt. Vanaf dat punt, wordt het effect van de interstellaire wind voor het eerst merkbaar en wordt de zonnewind ineens sterk afgeremd.
Net buiten dat front wordt de heliosfeer zelf samengedrukt, in de zone die in de afbeelding hiernaast is aangeduid met "hete buitenste heliosfeer". Die afremming gaat gepaard met een sterke verdichting van de zonnewind en een stijging van de temperatuur. De Voyager 1 ruimtesonde heeft die zone nu bereikt op een afstand van zo'n 15 miljard kilometer van de Zon. Dat is 100 keer de afstand Aarde-Zon, ofwel 100 AE (Astronomische Eenheden).
De grens tussen de zonnewind en de interstellaire wind, noemen we de "heliopauze". Op dat punt zijn beide winden in evenwicht, even sterk. Door die balans, buigt de zonnewind af en stroomt terug langs de langgerekte staart van de heliosfeer.
De heliopauze hoopt men overigens voor het eerst te kunnen bereiken en bestuderen met behulp van de 2 Voyager ruimtesondes die in 1977 werden gelanceerd. Beide sondes hebben het rijk van de planeten al lang verlaten. Via het Deep Space Network, een netwerk van grote radio-antennes, wordt nog steeds contact onderhouden. Er zijn ook na al die tijd nog diverse meetinstrumenten actief die hun waarnemingen en metingen regelmatig naar de Aarde seinen.
Voyager 2 heeft meer planeten bezocht dan enige andere ruimtesonde. Hij vloog via Jupiter, Saturnus en Uranus naar Neptunus en werd van daaruit naar "beneden" (het zuiden) uit het zonnestelsel gestuurd. De sonde legt elk jaar een afstand af van 3,3 AE. Hij is inmiddels 12 miljard kilometer van de Aarde verwijderd. Naar verwachting passeert de sonde tussen 2008 en 2010 het binnenste schokfront en zal ongeveer 10 jaar later de heliopauze bereiken.
Voyager 1 is het verste door de mens gemaakt object in de ruimte. Na zijn bezoek aan Jupiter en Saturnus werd hij naar "boven" (het noorden) uit het zonnestelsel gestuurd. Deze sonde legt jaarlijks een afstand van 3,6 AE af en is nu bijna 15 miljard kilometer van de Aarde verwijderd. Elke dag legt de sonde bijna 1,6 miljoen kilometer af. In 2004 passeerde Voyager 1 het binnenste schokfront en zal de heliopauze rond 2015 bereiken. Zijn nucleaire batterijen zouden nog zeker tot 2020 voldoende energie moeten kunnen leveren. Dan zal Voyager 1 ongeveer 21 miljard kilometer van ons vandaan zijn!
Pas op het moment dat de beide Voyager ruimtesondes voorbij de heliopauze geraken, zullen ze zich echt in de interstellaire ruimte bevinden. Hoe de sondes het nu maken, kun je vinden op hun status pagina.
In mei 2006 werden in
een persconferentie de laatste meetgegevens bekendgemaakt. Zoals
het er nu uit ziet, heeft de heliosfeer volgens Voyager1 in het
noorden een uitstulping. Het binnenste schokfront werd op ruim
14 miljard kilometer van de Zon gepasseerd. Volgens Voyager 2,
ligt die grens echter ongeveer 1 miljard kilometer dichter bij
de Zon. Wetenschappers denken dat deze tegenstelling wordt veroorzaakt
door een interstellair magnetisch veld dat de heliosfeer in het
zuiden naar binnen drukt. Als Voyager 2 binnenkort daadwerkelijk
het binnenste schokfront passeert, krijgt men een goed beeld van
de sterkt van het magnetisch veld buiten de cocon van de heliosfeer.
| Terug naar Homepage |