Supernova*s - WordPress.com

Inhoud
Introductie
Thema & vragen
Probleemstelling
De bron
De supernova
De restanten
Vorming van elementen
Straling uit supernova’s
Röntgenstraling
Chandra X-ray telescope
Gammastraling
Fermi Gamma-ray telescope
Fritz Zwicky
Bronnenboom & APA-verwerking
Onderzoeksvraag & hypothese
Afsluiting
Introductie
Tijdens module 2 hebben we gekozen voor het thema heelal. Hierbij
hebben we ons vooral gericht op supernova’s.
De opdracht:
- Formuleer een probleemstelling
- Doe een literatuuronderzoek:
- 15 artikelen, verwerken volgens PGO-model
- Wetenschapper
- Maak een presentatie
- Formuleer een SMART - onderzoeksvraag
- Formuleer een hypothese
Thema & vragen
Groep:
Thema:
Hoofdvraag:
Deelvraag 1:
Deelvraag 2:
Kyoto ANW (kyotoanw.wordpress.com
Heelal
Kunnen we uit de gammastraling, die veroorzaakt
wordt door supernova’s, energie winnen?
Hoeveel energie is er mogelijk te winnen uit de
gammastralen?
Zijn de huidige zonnepanelen geschikt voor
gammastraling? Of moet er een andere manier
gevonden worden om de straling op te vangen en om
te zetten in energie?
Probleemstelling
We beginnen deze module met de volgende vraag:
Wat is de invloed van supernova’s op onze planeet?
Hieruit volgt de volgende probleemstelling:
Supernova’s hebben mogelijk een negatieve invloed op onze
planeet.
De bron
Als er uit de stergeboorteregio’s een grote ster ontstaat, wordt dit
een blauwe superreus. Ze branden snel op, koelen af en worden
rood. Als de overgebleven energie ook opgebruikt is, implodeert de
ster door zijn zwaartekracht.
Artikel 1
De supernova
Als de rode reus onder zijn zwaartekracht bezwijkt, implodeert
hij. Hierdoor ontstaat een supernova. Het resultaat is een grote
gaswolk met in het midden een neutronenster met een diameter
van ongeveer 10 km. Door hun hoge dichtheid zijn ze echter nog
zwaarder dan onze zon.
Artikel 2/4
De restanten
Het gas dat tijdens de supernova ontstaan is, bevat nog steeds veel
energie, in de vorm van warmte en beweging. Het gas dijt uit met
1000 tot 10000 km/s. Uiteindelijk kan de gaswolk enkele honderden
lichtjaren groot worden. Intussen is het gas dan afgeremd en
afgekoeld. Afhankelijk van het soort supernova verschillen de
restanten van de vorm en omstandigheden.
Artikel 4
Vorming van elementen
In zware objecten, zoals supernova’s, ontstaan er grote stromingen
met losse neutronen. In zware sterren kunnen stabiele elementen
gevormd worden, zoals zilver, goud en lood. In supernova’s gaat dit
vormingsproces sneller, waardoor ook instabiele elementen zoals
uranium gevormd kunnen worden. Deze vallen echter uit elkaar in
andere, minder zware elementen. Hierbij wordt ook energie
losgelaten.
Artikel 5
Straling uit supernova’s
Op het moment waarop de supernova plaatsvindt – de implosie,
gevolgd door de explosie – wordt er een grote hoeveelheid
röntgenstraling uitgestoten.
Het resultaat van de supernova stoot, naast röntgenstraling, ook
nog eens gammastraling uit. Deze kan door telescopen worden
gedetecteerd. Veel van deze telescopen horen bij de NASA, het
overheidsorgaan voor ruimteonderzoek in de VS.
Artikel 6
Röntgenstraling
Bij extreem zware supernova’s ontstaan radioactief nikkel. Als dit vervalt,
ontstaat een grote hoeveelheid energie, waardoor de supernova maanden
lang extreem fel brandt. Intussen verspreidt het gas, dat ontstaan is in de
supernova, zich. Dit gebeurt in schokken, door de verschillen in druk en
temperatuur. Hierdoor versnellen elektronen, die daardoor straling
veroorzaken. Een van die resulterende soorten straling is röntgenstraling,
die vervolgens door Chandra opgevangen wordt. Zo kunnen supernova’s
gedetecteerd worden.
Artikel 7
Chandra X-ray telescope
De röntgenstraling die door supernova’s wordt uitgezonden kan opgevangen worden
door de Chandra telescoop. Deze telescoop, die in 1999 gelanceerd is en nu
ellipsvormige rondjes om de aarde draait, gebruikt precieze spiegels om
röntgenstralen op een sensor te richten, die vervolgens een beeld kan maken. Door
deze beelden met andere bronnen te combineren, wordt er vaak een bijzonder
resultaat gevormd
Artikel 8/9
Gammastraling
Bij supernova’s kan kosmische straling ontstaan. Dit zijn kleine deeltjes van
atomen, die rondvliegen rond de snelheid van het licht. Deze kosmische
straling bestaat voor het grootste deel uit protonen. Door de hoge snelheid
bevatten de protonen een grote lading. Als deze protonen vervolgens botsen
met deeltjes van gas in de ruimte, wordt deze lading omgezet in
gammastraling. De Fermi telescoop kan deze straling vervolgens ontvangen.
Artikel 10
Fermi Gamma-ray telescope
De Fermi Gamma-ray telescope is
gelanceerd op 11 juni 2008, en zal
minimaal 5 jaar in de ruimte blijven.
Fermi wordt voor twee doeleinden
gebruikt. Ten eerste is dit een telescoop
die naar constante gammastraling zoekt.
Deze straling kan tussen de 10 miljoen en
300 miljard keer de energie van normaal
licht hebben. Hiernaast heeft de Fermi
ook sensoren voor de zogeheten gammaray burst. Dit zijn korte flitsen met
energierijke gammastraling.
Met de informatie die Fermi brengt,
kunnen vervolgens tekeningen van de
bestudeerde objecten worden gemaakt.
Hierdoor kan de oorzaak van de straling
ontdekt worden.
Artikel 11
Gammaflits uit het Vela-gebied,
gedetecteerd door Fermi
Schadelijke gammastralen
Zoals eerder gezegd ontstaan er soms
gammaflitsen, die erg veel energie
bevatten. Als die gammaflitsen onze
aarde zouden raken, kan totale
vernietiging het gevolg zijn.
Dit heeft volgens theorieën al eerder
plaatsgevonden: bij het uitsterven van
de dinosauriërs. Toch is de kans op
herhaling miniem.
In enkele seconden zal het
aardoppervlak verschroeien, en
daarmee de landwezens verbranden.
Plankton aan de oevers van wateren
sterft uit, waardoor zeedieren op
lange termijn ook uitsterven. De
ozonlaag is inmiddels vernietigd,
waardoor schadelijke uv-straling het
aardoppervlak bereikt.
Artikel 12/13
Schadelijke supernova’s
Supernova’s bevatten gigantische hoeveelheden energie. Als die in de
buurt van onze planeet zouden plaatsvinden, zouden ze een gevaar
voor de aarde vormen. Zo is er de ster Betelgeuze. Het is mogelijk dat
deze ster op dit moment ontploft en een supernova wordt. Zal hij dan
een gevaar voor ons vormen? Het antwoord is nee. Supernova’s
moeten binnen een afstand van 50 lichtjaren liggen om ons in gevaar te
brengen. Betelgeuze ligt op 470 lichtjaren. In onze omgeving zijn op dit
moment geen sterren die binnenkort een supernova kunnen worden.
Artikel 14/15
Fritz Zwicky
Fritz Zwicky (1898-1974) is een bekende astronoom
die de wetenschap vooral op twee punten
geholpen heeft.
Ten eerste is dit een onderdeel van zijn ideeën over
supernova’s: kosmische straling. Het idee over
supernova’s als bron van deze straling bleek te
kloppen. Dit principe wordt tegenwoordig veel
gebruikt om op grote schaal afstanden te
berekenen, door naar de sterkte van deze straling
te kijken.
Het tweede punt is minder revolutionair, maar net
zo nuttig. Zwicky heeft in zijn leven ongeveer 120
supernova’s gevonden. Hiervoor zat hij velen uren
achter zijn telescoop. Veel van de dingen die hij
heeft gezien heeft hij vastgelegd. Zo is er een grote
hoeveelheid informatie ontstaan, die gebruikt kan
worden voor het bepalen van posities van sterren
ten opzichte van elkaar.
Bronnenboom & APA-verwerking
Onderzoeksvraag & hypothese
Na het literatuuronderzoek konden we een onderzoeksvraag formuleren. Deze
luidt als volgt:
Kunnen we uit de gammastraling, die veroorzaakt wordt door supernova’s, energie
winnen? De vraag staat op dia 4 verder uitgewerkt.
Op deze manier zouden we ook een positieve invloed van supernova’s kunnen
ondervinden.
Hierbij hebben we de volgende hypothese:
Wij denken dat het erg moeilijk is om de gammastraling op te vangen. Er is nog niet
duidelijk wanneer en waar de gammastraling ontstaat. Er zal dus eerst onderzocht
moeten worden hoe supernova’s nauwkeuriger voorspeld kunnen worden.
Afsluiting
Dit is het einde van de presentatie, en daarmee het einde
van ons eindproduct. Tijdens deze module hebben wij
gestreefd naar kwaliteit. Hopelijk is dit terug te zien in het
werk dat wij geleverd hebben. Het zal waarschijnlijk ook
nog verbeterd worden tijdens het onderzoek door de Open
Universiteit.
We zijn tevreden met ons eindresultaat en met het proces
waarin dit resultaat ontstaan is. We hebben tijdens deze
module veel geleerd, vooral doordat het een onderwerp is
dat normaal gesproken niet op school bestudeerd wordt.
We hopen dat we deze kennis aan u kunnen doorgeven.
Kyoto ANW
Koen, Thomas, Youri en Rosanne