Afstanden in het heelal

En hoe ze te meten…

Marcel Haas, Sirenekamp 2004

Waarom?

• Om dingen te leren over verschijnselen(denk aan GRB energie)

• Om de structuur van het heelal te leren kennen• Om de ontwikkeling van het heelal beter te begrijpen

(ver weg kijken is naar het verleden kijken)

Om afstanden tot de verste objecten te kunnen bepalen, moet je eerst kleinere afstanden

kunnen meten!

Maten in het heelalSaai…

1 AE = 150 miljoen km 8 lichtminuten

1 lj 10 biljoen km (1016 m)

Maten in het heelalSaai…

1 AE = 150 miljoen km 8 lichtminuten

1 lj 10 biljoen km (1016 m)

Dichtstbijzijnde ster: 4.3 lj 270.000 AE

Dichtbij MWS: 2.9 Mlj (Andromeda)

Je begrijpt wel dat het handig is alles in centimeters uit te drukken…

Het meten van afstanden

• Vergelijking van groottes (schatting)• “Stapjes tellen” (iets preciezer)• Daadwerkelijk meten met meetinstrument, zoals

geodriehoek of kilometerteller (nog preciezer)

In het dagelijks leven

Aardige methoden, maar in het heelal heb je er weinig aan…

De bepaling van de afstand tot nabije objecten

De bepaling van de afstand tot nabije sterren

De parallax

De bepaling van de afstand tot nabije sterren

De parallax

Een ster met een parallax van 1 boogseconde staat per definitie op een afstand van 1 parsec.

1 pc = 3,26 lj = 3 x 1016 m

d(pc) = 1 / parallax(˝)

Lukt alleen voor heel nabije objecten…

Hoe nu verder?

Wanneer je de afstand tot bepaalde objecten weet, kun je op die afstanden zoeken naar de zogenaamde

standaardkaarsen

Hoe nu verder?

Wanneer je de afstand tot bepaalde objecten weet, kun je op die afstanden zoeken naar de zogenaamde

standaardkaarsen

“Kosmische afstandsladder”

De volgende sport op de ladderVeranderlijke sterren

Variabele sterren zijn sterren die periodiek van helderheid veranderen.

Er zijn dus een periodes en amplitudes aan toe te kennen.

Variabelen als afstandsmeter

In 1912 ontdekt Henrietta Swan Leavitt dat voor bepaalde variabele sterren de lichtkracht en periode gerelateerd zijn!

Cepheiden en RR Lyrae sterren zijn daar de bekendste voorbeelden van.

Cepheiden en RR Lyrae sterren als afstandsmeter

Als je de periode van de ster meet, dan weet je ook zijn lichtkracht.

Als je dan ook de helderheid meet kun je bepalen hoe ver deze ster weg is.

De afstandsmodulus

Omgekeerde kwadraten wet

m - M = 5 log d(pc) – 5

M en m samen geven dus de afstand van het object!

Nog hogere sporten op de ladder

• Type Ia Supernova-explosies

De afname in helderheid van dit type Supernovae is identiek. Opnieuw een relatie tussen de periode en de absolute helderheid!

Nog hogere sporten op de ladder

• Kosmologische roodverschuivingMaakt gebruik van verwijderingssnelheid van verre objecten door de expansie van het heelal

Nog hogere sporten op de ladder

• Kosmologische roodverschuivingMaakt gebruik van verwijderingssnelheid van verre objecten door de expansie van het heelal

Hubble’s law:

v = H0 d

H0 70 km/s/Mpc

Enorme onzekerheden

Onzekerheden in verschillende stappen werken door in de hele ladder!

Kleine onzekerheden in ieder stapje zorgen voor een relatief grote onzekerheid in afstandsbepaling op de

grootste schalen!

Belangrijk gebied van moderne sterrenkunde…

En nu wij…

• Parallax: te kort in Frankrijk…• Roodverschuiving: vergt een spectroscoop

En nu wij…

• Parallax: te kort in Frankrijk…• Roodverschuiving: vergt een spectroscoop

Maar….

(kort periodieke, onderscheidbare)

Variabele sterren zijn meetbaar!!!(met een CCD-camera en een 60 cm telescoop)