Afstandsmaat

Op aarde geven we de afstanden meestal aan in meters of kilometers. De afstanden in het heelal zijn natuurlijk veel en veel groter dan de afstanden op aarde. Zo is de afstand tussen de aarde en de maan gemiddeld al 384.000 kilometer.

En de afstand tussen de aarde en de zon maar liefst bijna 150 miljoen kilometer! Een vliegtuig dat met een snelheid gaat van duizend kilometer per uur heeft al meer dan 17 jaar nodig om een afstand van 150 miljoen kilometer af te leggen.

Dergelijke grote afstanden zijn moeilijk voor te stellen. De getallen worden ook zó groot, dat het erg lastig is de afstanden in kilometers te geven. Daarom zijn er in de sterrenkunde andere afstandsmaten in gebruik.

Allereerst hebben we de astronomische eenheid.

Deze lengte maat korten we vaak af met a.e..

Eén astronomische eenheid is precies gelijk aan de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon. Die afstand bedraagt 149.597.871 kilometer.

Meestal wordt dit afgerond tot 150 miljoen kilometer. Alle afstanden in het zonnestelsel drukken we uit in astronomische eenheden. Zo is de afstand van de zon tot Jupiter gemiddeld 5,2 astronomische eenheden. Dat betekent dus dat Jupiter ge middeld 5,2 keer zo ver van de zon staat dan de aarde.

Hieronder vind je de afstanden van de planeten tot de zon in astronomische eenheden:

De afstanden tot de sterren zijn helemaal onvoorstelbaar groot. De ster die het dichtst bij de zon staat heet Proxima Centauri.

Het is een zwak sterretje in het sterren beeld Centaurus. Met het blote oog is Proxima Centauri niet te zien. Het sterretje maakt deel uit van een dubbelster systeem. Daartoe behoren ook de sterren Alfa Centauri A en Alfa Centauri B. Deze sterren staan zó dicht bij elkaar dat we ze zonder kijker niet afzonderlijk kunnen zien. Beide sterren behoren tot de helderste sterren aan de hemel. In ons land zijn ze helaas nooit zichtbaar. Het sterrenbeeld Centaurus komt hier nooit boven te horizon. De afstand tot Alfa Centauri is maar liefst 43 biljoen kilometer. Dat is nog bijna 270.000 astronomische eenheden. Je ziet dat voor afstanden tot de sterren de astronomische eenheid niet erg bruikbaar is. Die afstandsmaat is nòg veel te klein!

Afstanden van sterren geven we op in lichtjaren.

Eén lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt! Het licht heeft de grootste snelheid die er bestaat. De snelheid van het licht is 299.793 kilometer per seconde. Voor het gemak ronden we dit af tot 300.000 kilometer per seconde.

Die 300.000 kilometer zou je een lichtseconde kunnen noemen.

Het is de afstand die het licht in één seconde aflegt. De maan staat op een afstand van iets meer dan één lichtseconde.

Zo zijn er ook lichtminuten. In één minuut legt het licht 60 x 300.000 kilometer = 18 miljoen kilometer af. De afstand van de aarde tot de zon is iets meer dan 8 lichtminuten. Hoe ver reist het licht wel niet in een jaar? Nou, in één jaar gaan 60 x 60 x 24 x 365¬ = ongeveer 31« miljoen seconden. In één jaar legt het licht dus een afstand af van 31« miljoen x 300.000 kilo meter. Dat is iets minder dan 10 biljoen kilometer. Dat kunnen we ook schrijven als 10.000.000.000.000 kilometer! De ster die het dichtst bij de zon staat, dat was Proxima Centauri weet je nog wel, staat op zo’n 42 biljoen kilometer. Dat is dus ongeveer 4,3 lichtjaar.

Verderop vind je de sterren die het dichtst bij de zon staan. Behalve de afstand in lichtjaar geven we ook de schijnbare magnitude van deze sterren. Dat is de helderheid zoals we ze aan de hemel zien staan. De meeste sterren zijn niet met het blote oog te zien. Hieraan kun je zien dat de meeste sterren minder licht uitstralen dan de zon.

Alle andere sterren staan verder weg. De meeste sterren die wij van het sterrenbeeld Orion kunnen zien staan op afstanden van meer dan duizend lichtjaar. Astronomisch gezien is dat nog steeds niet ver weg. De sterren van de melkweg staan veel verder weg. Bedenk bovendien dat alle sterren die wij aan de hemel kunnen zien allemaal tot ons Melkwegstelsel behoren. Het melkwegstelsel heeft een door snede van maar liefst 100.000 lichtjaar.

In het heelal bevinden zich miljarden van deze sterren stelsels. Een bekend sterrenstelsel is de Andromedanevel.

Onder gunstige omstandigheden is dit sterrenstelsel als een wazig vlekje met het blote oog zichtbaar. Het is één van de dichtstbijzijnde sterrenstelsels. Maar de afstand bedraagt wel 2,2 miljoen lichtjaar! Je hebt inmiddels wel door dat het heelal geweldig groot is.

Als je naar de sterren kijkt, werp je eigenlijk een blik in het verleden. Als je naar een ster kijkt die op een afstand staat van 100 lichtjaar zie je licht dat honderd jaar geleden van die ster vertrokken is. Het licht heeft immers honderd jaar nodig om die afstand af te leggen. Je ziet die ster dus hoe die er honderd jaar geleden uitzag! Als je naar de Andromedanevel kijkt, kijk je zelfs 2,2 miljoen jaar in het verleden.

Je vraagt je misschien af hoe de sterrenkundigen de afstand van een ster bepalen. Er zijn verschillende methodes voor.

Eén ervan zullen we hier bespreken. Dat is de parallax-methode.

Als een ster vrij dicht bij de aarde en de zon staat, zien we hem niet altijd op precies dezelfde plaats tussen de andere sterren. In januari staat de ster in een iets andere richting dan in juni. Dat komt doordat de aarde dan aan de andere kant van de zon staat. We kijken vanuit een iets ander punt naar de ster. Hij lijkt een klein beetje verschoven. Zo lijkt de ster in de loop van een jaar een klein cirkeltje aan de hemel te beschrijven. De straal (dat is de halve middellijn) van van dat cirkeltje is vreselijk klein. Altijd kleiner dan één boogseconde. En hoe verder de ster van ons af staat, hoe kleiner het cirkeltje is. De straal van dat cirkeltje noemen we de parallax van de ster.

Het is de afstand waarop we vanaf die ster de afstand aarde - zon zouden zien. De parallax is een maat voor de afstand van de ster. Als een ster twee keer zo ver weg staat als een andere ster, is zijn parallax twee keer zo klein. Het meten van sterparallaxen is een heel precies werk. Op die manier zijn we van veel sterren de afstand te weten gekomen.

Proxima Centauri is de dichtstbijzijnde ster. Hij heeft daarom ook de grootste parallax. Die bedraagt 0,76 boogseconden. Zou deze ster nóg dichterbij staan, dan zou de parallax nog groter zijn. De parallax is precies één boogseconde als de afstand 3,26 lichtjaar is. Deze afstand hebben we daarom een aparte naam gekregen: de parsec. Parsec is afgeleid van parallax en boog seconde. Eén parsec is dus 3,26 lichtjaar. In de sterren kunde worden veel afstanden uitgedrukt in parsec. Regelmatig komt je ook de kiloparsec (kpc) als afstandsmaat tegen. Eén kiloparsec is gewoon duizend parsec. De grootste afstandsmaat die gebruikt wordt is de megaparsec (Mpc). Deze afstand is gelijk aan één miljoen parsec! De Andromedanevel staat zoals gezegd op een afstand van 2,2 miljoen lichtjaar. Dat is ongeveer 0,67 Megaparsec.

Behalve de schijnbare magnitude is er ook nog een absolute magnitude. Zoals je hebt kunnen lezen is de schijnbare magnitude de helderheid van een hemellichaam zoals we dat aan de hemel zien staan. De absolute magnitude is de helder heid die een ster zou hebben als deze op een afstand van 10 parsec zou staan. Dat is 32,6 lichtjaar. De schijnbare magnitude wordt meestal aangegeven met de kleine letter m.

De absolute magnitude geven we aan met de hoofdletter M.

Het verschil tussen schijnbare magnitude en absolute magnitude noemen we de afstandsmodulus. Als je die weet kun je hieruit de afstand afleiden. Dat kun je in de tabel op de hieronder zien. In de eerste kolom vind je de afstandsmodulus (m - M). Daarachter vind je de afstand in parsec en in lichtjaren.

Als een ster een schijnbare magnitude (m) heeft van 6 en zijn absolute magnitude (M) bedraagt 5, dan is de afstands modulus 6½ - 5 = 1½. In de tabel zie je dan dat de afstand 20 parsec bedraagt. Dat is 65 lichtjaar.