De kosmische afstandsladder - Corona Borealis | Zevenaar

De kosmische afstandsladder
De kosmische afstandsladder
Oorsprong Sterrenkunde
Maan
B
Aarde
C
Zon
A
Aristarchos: Bij “halve maan” is de hoek zon-maanaarde, B, 90 graden.
Als exact op hetzelfde moment de hoek maan-aardezon, C, vastgesteld wordt kan de verhoudingsdriehoek
bepaald worden en is te berekenen hoeveel verder de
zon van de aarde dan de maan van de aarde staat.
Volgens hem 19x verder (= 400x verder)
Geocentrisch wereldbeeld
Heliocentrisch wereldbeeld
Heliocentrisch wereldbeeld
Tycho Brahe
Heliocentrisch wereldbeeld
!  Johannes Kepler 1571-1630
!  1e wet: Planeten bewegen in ellipsbanen
!  2e wet. De perkenwet
!  3e wet:
Parallax
Parallax
!  parallax Explorer
Parallax
Dus wat deed Cassini toen hij de baseline
had berekend?
1.  Hij mat de parallax van mars en
berekende de afstand a.v
2.  Met de berekende afstand tussen aarde
en mars paste hij de 3e wet van Kepler
toe a.v.
Parallax
A
d
D
Wat is een parsec
Parallax
Hipparcos
!  Telemetrie ruimtesondes
!  Satelliet Hipparcos
!  Satelliet Gaia
Gaia
!  Very long baseline
interferometry
!  Sterren met eenzelfde
spectrum hebben
identieke helderheid
Gaia’s eerste sterrenkaart
Afstandsladder
Spectroscopische Parallax
Zonnespectrum
Spectroscopische Parallax
Spectraallijnen
Spectroscopische Parallax
Het Herzsprung-Russel diagram
Spectroscopische parallax
!  Absolute helderheid (M):
!  Helderheid ster op 10 parsec afstand
!  Schijnbare helderheid (m):
!  Helderheid die we meten
!  Varieert met de afstand
!  Nu geldt:
Spectroscopische Parallax
Bepalen afstand:
1.Meet schijnbare helderheid en
spectrale type
2. Bepaal absolute helderheid
3. Bereken met formule de afstand
Dit wordt ook wel de
spectroscopische parallax
genoemd
Spectro Parallax.html
Magnitude
!  Hypparchus kende al een magnitude toe aan
sterren
!  Helderste sterren magnitude 1
!  Zwakste sterren magnitude 6
!  Nu is magnitude een logaritmische schaal waar bij
1 magnitude verschil = 2,512
helderheidsverhouding
Afstandsladder
PAUZE
Variabele sterren
!  Sommige sterren
veranderen in helderheid.
!  Sommige onvoorspelbaar,
andere zeer regelmatig
!  De bekendste groep
variabele sterren zijn de
cepheïden.
!  Cepheïden pulseren zeer
constant
!  Zijn zeer geschikt voor
afstandmeting
Variabele sterren
!  Pulseren niet op de
hoofdreeks.
!  Pulserende sterren zijn
instabiel
Variabele sterren
!  Cepheïden zeer geschikt voor afstandsmeting tot ver
buiten onze melkweg.
!  Bij elke pulsering altijd een identieke absolute helderheid
Variabele sterren
!  Hoe bepalen we de
afstand?
1. Meet puls
2. Bepaal type cepheïde
3. Bepaal met grafiek absolute
helderheid
4. Meet schijnbare helderheid
5. Bereken de afstand met
Berekening afstand met formule
De kosmische afstandsladder
Tully Fisher relatie
!  Nauwkeurige relatie tussen de draaisnelheden van
sterrenstelsels en hun helderheid
Tully Fisher relatie
!  Schijnbare en absolute helderheid leveren wederom de
afstand
!  Tully Fisher relatie
!  Werkwijze:
!  Bepaal rood- en blauwverschuiving
!  Bepaal de rotatiesnelheid (v)
!  Bepaal met de Tully-Fisher relatie de absolute helderheid
(L)
L ~ v4
!  Meet de schijnbare helderheid
!  Bereken met schijnbare- en absolute helderheid de afstand
€
Cluster distance determination.html
Kosmische afstandsladder
Supernova’s
!  Zware sterren (> 8 zonsmassa's)
leven relatief kort
!  Storten aan eind door de
zwaartekracht ineen tot een
neutronenster
!  Vrijkomende
zwaartekrachtsenergie
veroorzaakt een krachtige
supernova explosie
!  De zwaarste sterren (> ca 30
zonsmassa's) storten ineen tot
een zwart gat
Supernova’s
!  Een supernova >1.000.000.000.000x helderheid zon
!  Twee types
!  Type 1: ster met weinig waterstof
!  Type 2: ster met veel waterstof
Supernova type 1A
!  Een witte dwerg bijeengehouden door
gedegenereerde elektronen
!  Maximale massa is 1,4xmassazon
!  Chandrasekhar massa
!  Wordt deze limiet overschreden dan supernova type 1
Supernova’s
Supernova type 1A
!  Type 1A supernova’s
!  Exploderen witte dwerg
als >1,4 x massa zon wordt
!  Supernova type 1A: altijd vaste hoeveelheid licht.
!  Perfect hulpmiddel voor afstandsbepaling
Afstandberekening
supernova 1A
Kosmische afstandsladder
De top van de afstandsladder
!  Vrijwel alle andere
sterrenstelsels hebben
een roodverschuiving
!  Zij bewegen zich dus van
ons af
!  Hoe groter de afstand
des te groter de
roodverschuiving
De top van de afstandsladder
!  De wet van Hubble:
!  H0 is de Hubble constante
(67.15 ± 1.2 km/s/Mpc).
De top van de afstandsladder
!  De afstand:
!  Bepaal de snelheid
!  Bereken met Hubble formule de afstand
!  Astronomen werken met de roodverschuiving of met
‘look back times’
De top van de afstandsladder
Huidige afstand
(miljoen lichtjaar)
Roodverschuiving
Look-back time
(miljoen jaar)
0.000
0.010
0.025
0.050
0.100
0
150
374
742
1460
0
149
369
724
1400
⫶
⫶
⫶
5.000
6.000
10.00
50.00
100.0
25900
27500
31400
39600
41600
46700
12700
13000
13400
13800
13900
13900
De gehele kosmische afstandsladder
Afstandsmeting in heelal
De kosmische afstandsladder
Heeft u nog vragen?