Recordjagen in de sterrenkunde

Edwin Mathlener

[N.B.: Dit artikel is inmiddels bijna 10 jaar oud en nogal wat feiten zijn de afgelopen jaren gewijzigd doordat nieuwe, extreme objecten zijn gevonden. Het ligt in de bedoeling om dit artikel binnenkort geheel bij te werken.]

Het is een menselijk trekje om te willen kijken wie het beste, snelste of grootste is. Dit gegeven ligt ten grondslag aan talloze sporten, maar ook in de wetenschap is er men niet vies van. Het thema van de Wetenschaps- en TechniekWeek 1997 was 'Groot en klein', en dat vormde een uitstekende aanleiding om eens wat astronomische records te bekijken. Daarom in dit artikel: de helderste ster, de kleinste planeet, het verste melkwegstelsel, en nog veel meer.

Grootste planeet

De grootste planeet in ons zonnestelsel is natuurlijk Jupiter: elf keer zo groot als de aarde en met een massa die ruim driehonderd keer groter is dan die van onze thuiswereld. Maar Jupiter is misschien maar klein in verhouding tot de reuzenplaneten die astronomen de afgelopen jaren bij andere sterren ontdekt menen te hebben. Of deze planeten echt bestaan is nog omstreden: hun aanwezigheid wordt afgeleid uit zeer kleine snelheidsvariaties die worden waargenomen in het spectrum van de sterren. De zwaarste van deze superplaneten zou nog eens tien zo zwaar zijn als Jupiter!

Jupiter mag dan de grootste planeet zijn in het zonnestelsel, de inslagen van de betrekkelijk kleine fragmenten van komeet Shoemaker-Levy 9 veroorzaakten tijdelijk grote littekens op het oppervlak. (Foto: NASA/STScI)

Kleinste planeet

Pluto is zonder twijfel de kleinste planeet in ons zonnestelsel, met een equatoriale diameter van slechts 1123 ± 20 km. Maar wat is een planeet: een object dat om een ster draait en dat zelf geen licht uitzendt. Daarvan zijn er veel meer! Rond de zon draaien duizenden 'kleine planeten' of planetoïden, en jaarlijks worden er nog nieuwe ontdekt. De grootte van de planetoïden loopt sterk uiteen: van de grootste Ceres (1003 km) tot de kleinsten die waarschijnlijk slechts enkele meters groot zijn. (Foto: NASA/STScI)

Verste 'planeet'

Ook hier denken we traditioneel het eerste aan Pluto, maar in zijn 247 jaar durende omloop om de zon komt Pluto zelfs binnen de baan van Neptunus. In februari 1979 was het zover en Neptunus blijft nog de 'verste' planeet tot maart 1999. Maar is Pluto eigenlijk wel een echte planeet? De laatste jaren worden er regelmatig nieuwe ijsachtige planetoïden ontdekt buiten de baan van Neptunus: de zgn. ijsdwergen. Wellicht is Pluto slechts het grootste lid van deze nieuwe familie in het zonnestelsel en is Neptunus de echte 'verste' planeet.

De grootst mogelijke hoogte van een berg is afhankelijk van twee grootheden: de sterkte van het gesteente (die ongeveer overal hetzelfde is) en de sterkte van de zwaartekracht. De hoogste bergen op aarde bereiken een hoogte van ca. 10 km. Op een planeet met een grotere zwaartekracht zal een berg minder ver omhooggestuwd kunnen worden, omdat het gesteente eerder zal afkalven en instorten. Op Mars is de zwaartekracht maar 38 % van die van de aarde en bergen zouden dus ruim twee keer hoger kunnen worden. De bekende vulkaan Olympus Mons leek lange tijd de hoogste berg in het zonnestelsel. Uit nieuwe analyse van de gegevens van de Vikingsondes blijkt echter dat zustervulkaan Ascraeus Mons een hoogte heeft van 23.944 meter, terwijl Olympus Mons niet verder komt dan 23.085 meter.(Foto: NASA)

Grootste krater

Planeten en manen met een vast oppervlak zijn veelal bezaaid met kraters. Deze zijn het gevolg van inslagen uit de ruimte. Vooral toen het zonnestelsel nog jong was, zwierf er zeer veel ruimtepuin rond dat zijn sporen heeft achtergelaten op o.a. de maan, Mercurius en Mars. Maar waar vinden we nu de grootste? Die blijkt te liggen op onze eigen maan, maar grappig genoeg is dat pas kort geleden ontdekt. Met de Clementine-sonde werden in 1994 grote delen van de maan opnieuw in kaart gebracht. Bij de missies in de jaren zestig en zeventig werden de poolgebieden gemeden, maar Clementine vloog ook over de polen. Op de zuidpool ontdekte men toen de ware omvang van het Aitken-inslagbekken: de diameter van de kraterrand is ongeveer 2500 km. Het bekken is op sommige plaatsen wel 13 km diep. Dat maakt het ruimschoots tot het grootste inslagbekken dat we kennen.

Grootste meteoriet

De grootste enkelvoudige meteoriet die ooit op aarde is aangetroffen, ligt op het terrein van de Hoba West-boerderij in Namibië. De 60 ton zware ijzermeteoriet ligt nog steeds in de bodem: hij is domweg te zwaar om te verplaatsen. Wel heeft men de grond eromheen deels weggegraven. De grootste meteoriet in een museum, is de 34 ton zware Ahnighito (de Tent) in het American Museum of National History in New York. De meteoriet is samen met twee kleinere exemplaren in 1897 in Cape York, in het westen van Groenland, gevonden. Alle meteorieten zwaarder dan 10 ton zijn ijzermeteorieten.

Grootste/kleinste maan

Het onderscheid tussen manen en planeten kan niet gemaakt worden op grond van hun omvang: de grootste maan in het zonnestelsel, Ganymedes (boven), is met 5262 km groter dan de planeet Mercurius. Maar Mercurius draait om de zon, terwijl Ganymedes om de planeet Jupiter draait. De kleinste maan in het zonnestelsel is Marsmaan Deimos (onder). Dit onregelmatig gevormde object is ongeveer 15 km lang. Maar eigenlijk hoort de kleinste maan in het zonnestelsel niet bij een planeet, maar bij een planetoïde! Het maantje Dactyl van de planetoïde Ida is maar ongeveer een kilometer groot. (Foto: NASA)

Langste komeetstaart

De lengte van een komeetstaart langs de hemel is lastig te schatten. De kometen Hyakutake en Hale-Bopp hebben dat recent weer eens bewezen. Afhankelijk van de omstandigheden melden waarnemers op hetzelfde moment geheel andere lengtes, te kort onder slechte omstandigheden of juist te lang als een staart overgaat in melkweg of zodiakaallicht. Maar bij Hyakutake hield men het uiteindelijk toch wel op een booglengte van 90 tot 100 graden, waarmee hij in dezelfde categorie valt als Halley in 837 ­ waargenomen door Chinese astronomen ­ en Tebbutt in 1861.

Zwaarste ster Met zeer zware sterren is iets leuks aan de hand: vroeger hoorde je wel beweren dat sterren met massa's tientallen keren groter dan de zon niet zouden kunnen bestaan, omdat ze nooit stabiel kunnen zijn. De waarheid is dat ze wél bestaan, maar inderdaad niet stabiel zijn. Tijdens hun korte leven blazen ze met kracht hun buitenlagen weg. Het bekendste voorbeeld is Eta Carinae, die waarschijnlijk 100 keer zwaarder is dan de zon. Tot 1840 was dit één van de helderste sterren aan de hemel, maar toen onderging hij een krachtige uitbarsting. Het stof dat daarna in de weggeblazen gaslagen ontstond, maakte de ster visueel een stuk minder indrukwekkend, maar nu deze stofschillen weer ijler worden, wordt de ster weer helderder. Overigens zijn er sterren die Eta Carinae naar de kroon steken, zoals HD 269810 in de Grote Magelhaense Wolk, die misschien wel 190 keer zwaarder is dan de zon. (Foto: NASA/STScI)

Grootste ster

De zwaarste ster is niet noodzakelijk ook de grootste ster: dat is mede afhankelijk van het evolutiestadium. Aan het einde van hun leven kunnen sterren opzwellen tot rode superreuzen. De grootste die we kennen is Mu Cephei, die een straal heeft van 11 astronomische eenheden. Zou de zon zo groot worden, dan werd zelfs Saturnus opgeslokt! Betelgeuze stond tot voor kort bekend als de ster met de grootste schijnbare diameter ­ 0,044 boogseconde ­ maar onlangs werd van R Doradus een schijnbare diameter van 0,057 boogseconde bepaald.

Lichtste ster

De lichtste sterren zijn de bruine dwergen. Eigenlijk zijn dit 'mislukte' sterren, omdat ze geen energie kunnen opwekken door kernfusie. De grens ligt ongeveer bij 0,08 zonsmassa. Rode dwergsterren zitten net boven deze grens. Bruine dwergen waren lange tijd slechts theorie, al werden ze het laatste decennium wel gevonden in zogenaamde spectroscopische dubbelsterren. Maar daar verraden ze hun aanwezigheid slechts doordat ze de hoofdster heen en weer laten schommelen, waardoor de lijnen in het spectrum op en neer bewegen. Met de Hubble-ruimtetelescoop lukt het nu om bruine dwergen echt te zien, zoals Gliese 623B, het zwakke sterretje rechts van de heldere ster in nevenstaande foto. Dit sterretje heeft een massa van ongeveer 0,02 à 0,05 zonsmassa.(Foto: NASA/STScI)

Heetste ster

Met een oppervlaktetemperatuur van 45.000 kelvin is HD 93129 A de heetste hoofdreeksster die we kennen. Wolf-Rayet-sterren, superzware sterren die hun buitenste lagen hebben weggeblazen, zodat we op de vrijwel kale sterkern kijken, hebben oppervlaktetemperaturen tot wel 100.000 kelvin. Het allerheetste oppervlak ooit gemeten, heeft de centrale ster van de planetaire nevel NGC 2440: 200.000 kelvin. Ook hier zien we een kale sterkern, die is overgebleven nadat de ster zijn buitenlagen heeft weggeblazen, waardoor de planetaire nevel ontstond.

Snelste ster

De ster van Barnard beweegt snel door de ruimte en omdat hij op slechts 6 lichtjaar afstand staat, leidt dat tot de grootste eigenbeweging die tot op heden is gezien: 10,31 boogseconde per jaar. Maar de ster met de grootste ruimtelijke snelheid is de pulsar PSR 2224+65. De asymmetrische supernova-explosie waarbij deze neutronenster ontstond, versnelde deze tot ruim 1600 km/s. Dat is zo snel dat deze ster uiteindelijk aan het melkwegstelsel zal ontsnappen.

Grootste supernovarestant In het sterrenbeeld Vela op de zuidelijke sterrenhemel bevindt zich het overblijfsel van een supernova die 11.000 jaar geleden moet zijn opgetreden. De ijle gasslierten strekken zich aan de hemel uit over een afstand van 60 graden. De nevel is zo groot, omdat hij relatief dichtbij staat: 1300 lichtjaar.(Foto: ESO)

Grootste bolvormige sterrenhoop

NGC 5139, beter bekend als Omega Centauri, is met bijna twee miljoen sterren de grootste en helderste bolvormige sterrenhoop die bij ons Melkwegstelsel hoort. Hij staat op een afstand van 17.000 lichtjaar en heeft een middellijn van 400 lichtjaar. Hij is alleen zichtbaar vanaf het zuidelijk halfrond; in Nederland en België moeten we het doen met de minder indrukwekkende bolhoop M13 in het sterrenbeeld Hercules. (Foto: NOAO)

Meest nabije sterrenstelsel

De Magelhaense Wolken zijn niet langer de meest nabije sterrenstelsels. Die eer wordt sinds zijn ontdekking in 1994 opgeëist door een zwak elliptisch dwergstelsel in het sterrenbeeld Boogschutter. Het stelsel is slechts 80.000 lichtjaar van ons verwijderd, en bevindt zich dus op 50.000 lichtjaar van het melkwegcentrum. Het stelsel is door de zwaartekracht van ons Melkwegstelsel uitgetrokken tot een lengte van 10.000 lichtjaar, tienmaal langer dan normaal voor een dwergstelsel en waarschijnlijk zal het op termijn geheel door ons stelsel worden opgeslokt. Dat dit dwergstelsel pas zo laat is ontdekt, komt doordat het van ons uit gezien vrijwel precies in de richting van het melkwegcentrum ligt en daardoor aan het zicht wordt onttrokken.

Grootste sterrenstelsel

De omvang van een sterrenstelsel is niet beperkt tot wat we met optische telescopen kunnen zien. Sommige sterrenstelsels blijken gigantische hoeveelheden materie uit te stoten in twee bundels vanuit het centrum. Deze actieve sterrenstelsels zijn zichtbaar op radiogolflengten en de bundels kunnen zich over zeer grote afstanden uitstrekken. De twee stralenbundels van het stelsel 3C 236 bestrijken samen een afstand van bijna 8 miljoen lichtjaar. (Foto: WSRT/K.-H Mack e.a.)

Verste sterrenstelsel

Regelmatig worden er nieuwe claims gepubliceerd voor een sterrenstelsel of quasar met een steeds grotere afstand. Voor de ontdekking van de meest recente hebben astronomen drie telescopen ingeschakeld, waaronder één zeer bijzondere: de cluster van sterrenstelsels CL1358+62, die zelf op een afstand van vijf miljard lichtjaar staat, werkt als een gravitatielens die het beeld van een veel verder weg gelegen sterrenstelsel 5 à 10 maal versterkt. Het object werd ontdekt in een foto die de Hubble-ruimtetelescoop maakte van de cluster. Het is daar te zien als een zwak, rood boogje rechtsonder het centrum. De rode kleur wordt veroorzaakt door extinctie van stof tijdens de lange reis en was voor de astronomen direct een indicatie voor de grote afstand. Daarom gebruikte men één van de twee 10-meter Keck-telescopen op Hawaï om het spectrum op te nemen. Uit de roodverschuiving kon men een afstand afleiden van 13 miljard lichtjaar (als we uitgaan van een leeftijd van het heelal van 14 miljard jaar). Rechtsboven in de foto staat een uitvergroting van het stelsel. In de afbeelding rechtsonder heeft men het beeld gecorrigeerd voor de vervorming veroorzaakt door de cluster. We zien hier dus een zeer jong sterrenstelsel dat reeds kort na de oerknal is ontstaan. (Foto: NASA/STScI)

Dit artikel verscheen in Zenit oktober 1997, blz. 396. Het is de bedoeling om deze 'on-line' versie zo veel mogelijk bij de tijd te houden, dus als u correcties en aanvullingen heeft, laat die dan s.v.p. weten aan de redactie: zenit@edwinmathlener.nl.

Voor het laatst bewerkt op 7 september 1998.

Klik hier voor andere on-line artikelen.

© 1997 Stichting 'De Koepel'.