Gevaar uit de ruimte

Gevaar uit de ruimte

• Hoe veilig is het leven op Aarde

• Wat bedreigt ons

• Moeten wij ons zorgen maken

• Wat doen we er tegen

Gevaar uit de ruimte

• Gevaren zijn tijdgebonden en zitten meestal

in ons hoofd

• Meer kennis, meer

gevaren

• Invloed van film en

televisie

Gevaar uit de ruimte

• Denk aan invasie van Marsmannetjes (het

hoorspel)

• Maar wat bedreigt ons werkelijk en hoe

veilig is het op Aarde

Gevaar uit de ruimte

• Dagelijks valt 2000 tot 6000 kilo materiaal op

aarde waarvan 5000 stuks groter dan 1cm

diameter

• Dagelijks vinden meer dan 80 explosies van 5

Kiloton TNT (en meer) (een kleine atoombom)

plaats in de atmosfeer

• Seismometers meten regelmatig onverklaarbare

aardbevingen (quarkmaterie of mini zwarte gaten)

Gevaar uit de ruimte

• Zonneuitbarstingen vernietigen electriciteitsdistributie (1989) en zendverkeer (regelmatig)

• Wolken van materie afkomstig van supernova’s komen op ons af (lange termijn)

• Straling van grote explosies (gamma bursters) komen op ons af

• Sterren passeren en beinvloeden onze heliosfeer (zeer lange termijn)

Hoe veilig is het op Aarde

• De atmosfeer van onze planeet beschermt ons tegen straling en inslagen van kleine voorwerpen.

• De stabiliteit van onze Zon in de rustige lokale bel beschermt ons tegen grotere gevaren

• Het broeikaseffect beschermt ons tegen grote verschillen in temperatuur en neerslag

Wat bedreigt ons dan

• Bewegingen van buitenaf die planetoiden

en kuiperobjecten uit hun baan brengen

• Cataclysmische explosies veraf waarvan

deeltjes en straling langzaam op de

aarde afkomen

• De onbekendheid van deze gegevens

Wat bedreigt ons

• Gevaren van onze eigen zon,

zonsuitbarstingen Lezing R. Duvivier

• Meteorieten, planetoiden, Kuiperobjecten

en Planeet X Lezing Wim Nobel

• Gevaar van exploderende sterren specifiek

GammaRay Bursters lezing R. Duvivier

Onze Zon

• “Brandt” niet constant

• Kent verschillende cycli

• 11 – 22 jaar en onzeker 80 a 90 jaar, 200 jaar en langdurige cycli

• Tijdens hoogtepunten van een cyclus stijgt de ontvangen energie op aarde en neemt de kans toe op poollicht en inslag van geladen deeltjes

Onze Zon

• Verschil in straling tijdens hoogtepunt

cyclus is 40% tov dieptepunt.

• Dus gevaarlijk voor piloten ed

• Op Aarde is de totale kosmische straling

gemiddeld 20% (de rest is straling van de

planeet zelf en de industrie)

• Op 10 km hoogte is de straling 100% hoger

Onze Zon

• Tijdens uitbarstingen (gericht op de Aarde)

kan de straling tienvoudig tot

honderdvoudig oplopen

• Regels voor de luchtvaart, stewardessen etc

Onze Zon

• Al lang is de relatie van zonnevlekken en

het poollocht bekend

Onze Zon

Onze Zon

• Zonnevlekken zijn de plek waar zonnevlammen

met windkracht 1600 het oppervlak verlaten

• Deeltjes van zonnevlammen bereiken soms de

Aarde en veroorzaken het poollicht

• En storingen in radioverkeer, distributie van

electriciteit en door het magnetisme oververhitting

van pijpleidingen en grote staalconstructies

Onze Zon

• En een stroom van deeltjes, zoals:

– Gamma straling

– UV straling

– Rontgen straling

Onze Zon

Onze Zon

• De straling van de Zon reikt tot de heliopauze. Daar is de druk van de zonnewind in evenwicht met de kosmische straling

• Als de Zonnewind afneemt en/of

de kosmische straling neemt toe

dan heeft dat effect op…..

wolkenvorming

Onze Zon

• Zeer hoogenergetische deeltjes uit het diepst van de ruimte bevorderen de groei van nieuwe bewolking door het uitstoten van elektronen uit atomen, waardoor geladen ionen ontstaan die aanleiding kunnen zijn voor het condenseren van waterdruppels.

• Minder kosmische straling zou betekenen dat er minder wolken ontstaan, zodat de zon het aardoppervlak direct kan verwarmen, zonder invloed op de atmosfeer

Onze Zon

• Is redelijk stabiel

• Kent nog onbekende fluctuaties en perioden

• Magnetische veranderingen beinvloeden het

magnetisme van de Aarde (aardbevingen

vulcanisme)

• Straling beschermt onze atmosfeer, maar tast

de atmosfeer ook aan in de bescherming

Pauze

• Einde lezing 1

Gevaren uit het Heelal

• Exploderende sterren Supernovae

• Passerende sterren

• Straling

• Vloedgolven van deeltjes

• Supermassieve deeltjes

Gevaren uit het Heelal

• Supernovae moeten dichtbij liggen, binnen

een straal van 100 Lichtjaar is daar

voorlopig geen kandidaat aanwezig

• Passerende sterren, Proxima Centauri (4,2

LJ) passeert de zon over miljoenen jaren op

900 AU (< 1 LJ)

Gevaren uit het Heelal

• Naast de eeuwige dreiging van verstorende

materie en op ons af komende materie

dreigt van veraf uit het Heelal de kosmische

straling

• Maar is het echt een dreiging?

Gevaren uit het Heelal

• straling golflengte fotonenergie

• Ioniserend < 1 nm > 1 keV

• Ultraviolet 1 nm tot 400 nm 0,3 eV tot 1 keV

• Zichtbaar 400 tot 780 nm 0,15 tot 0,3 eV

• Infrarood 780 nm tot 3 mm 0,15 tot 40 meV

• micro- en radiogolven > 3 mm < 40 meV

• Ioniserende straling is het meest energierijk en gevaarlijk

Gevaren uit het Heelal

• Ioniserende straling:

– Electromagnetische straling zoals Rontgen en

Gamma straling

– Deeltjes straling zoals α stralen, neutrinos,

electronen ed

Gevaren uit het Heelal

• Deeltjes , massa en materie in schokgolven

die op de Aarde afkomen en de activiteit

van de Zon beinvloeden en de Aarde

bedreigen (deeltjes en ionen zorgen voor

wolkenvorming

Gevaren uit het Heelal

• We bespreken alleen de korte termijn, op de

langere termijn ……

– Komt de Zon weer door het vlak van de

melkweg (meer straling)

– Komt de Zon in een actiever gebied in de

omloop om het centrum van de melkweg

– HET WORDT ZO WIE ZO WARMER

– Dat maken wij niet meer mee

Gevaren uit het Heelal

• Op de korte termijn dreigt er gevaar van

hoofdzakelijk deeltjes en straling

afkomstig van explosies

• Zoals supernovae en gamma ray bursters

• En onbekende fenomenen (maar dat is

onbekend)

Gevaren uit het Heelal

• Wat is een ster

– Zoals onze zon, Waterstof wordt omgezet in

Helium, dat is kernfusie

– Hoe kleiner de ster, des te lager de temperatuur

– Onze zon gaat meer dan 10 miljard jaar mee

– Zeer grote sterren soms niet meer dan 100

miljoen jaar

– Zeer kleine sterren 100 miljard jaar

Gevaren uit het Heelal

• Als de waterstof op is dan krimpt de ster,

wordt heter en heter

• Helium wordt omgezet in koolstof

• Bij grote sterren wordt steeds sneller…..

– Koolstof omgezet in Magnesium en Natrium

– Zuurstof omgezet in Silicium

– Silicium omgezet in IJzer

Gevaren uit het Heelal

• Omzetting in IJzer is de laatste fase

– De kern trekt snel samen

– Zeer veel energie verlaat de ster aan de polen

– Golven materie worden het heelal

ingeslingerd

– De kern wordt een neutronenster

– Bij zware kernen, verder verval tot een

zwart gat ?

Gevaren uit het Heelal

• “normale

materie”

• Neutronen

sterren

• Zwarte gaten

Gevaren uit het Heelal

• Straling

– Alpha deeltjes zijn helium kernen:

– Beta deeltjes (Rontgen straling) zijn snelle

electronen:

– Gamma stralen zijn hoge energie fotonen

Gevaren uit het Heelal

• Gamma stralen zijn het gevaarlijkst

• En komen vrij bij:

– Alle kernfusie en Splitsings processen

– “gewone” kernfusie H -> He

– “extreme” fusie Si -> Fe

• Zeer veel gamma stralen komen vrij bij de

allerlaatste fase van supermassieve sterren

Gevaren uit het Heelal

• Gammaray bursts kunnen veroorzaakt

worden door:

– Massieve supernovae (Eta Carinae)

– Exotische supernovae zoals collapsars

– Samensmelten van neutronensterren en/of

zwarte gaten

– Annihilatie van materie en antimaterie

Gevaren uit het Heelal

• De Gammastraling uitbarsting (GRB) :

– Duurt typisch ~ 20 – 40 seconden

– Is 10 miljoen maal helderder dan een supernova

– Geeft 1031 maal zoveel energie als een 10

Megaton atoombom

– Op 300000 Lichtjaar afstand is de impact even

groot als een atoombom op 1000 Km afstand

Gevaren uit het Heelal

• Een GRB is:

– Waarschijnlijk Jet van de zeer kortstondige

supernova flits naar ons toegericht

– Waarschijnlijk bij zeer zware sterren de

overgang van neutronenkern naar zwart gat

– Zeldzaam in voorkomen (400 keer per jaar)

– Ver weg (120 miljoen tot 15 miljard LJ

afstand)

Gevaren uit het Heelal

• Er is nooit 1 uniek model, dus er zijn kleine

GRB’s en zeer geweldadige

• De grote gevaarlijk uitbarstingen komen

misschien alleen voor in zeer jonge eerste

generatie sterren (12 – 15 miljard LJ

afstand)

• Gemiddeld zou eens in de miljoen jaar een

GRB in onze melkweg kunnen voorkomen

Gevaren uit het Heelal

• Dat kan morgen zijn……

• Dus maar hopen dat..

– De “Jet” niet op ons gericht is

– “Wij” Net even aan de andere kant zitten

– We beschermd zijn (grotten, beton, lood ed)

– Niet net toevallig in een vliegtuig of

ruimtevaartuig zitten

Gevaren uit het Heelal

• Botsing van een gamma straal op Aarde

betekend dat:

– De atmosfeer absorbeert en verhit

– Zware stormen ontstaan en isotopen van vele

soorten op het oppervlak komen

– Er geen kraters worden gevormd

– Er veel wolken worden gevormd

– De Volkssterrenwacht zijn deuren moet sluiten