DE HELIOSFEER DE HELIOSFEER IN DEIN DE

LOCALE BELLOCALE BEL

De ruimte om De ruimte om het zonnestelselhet zonnestelsel

C. de JagerC. de Jager

De zon: gasbol in het hart van De zon: gasbol in het hart van het het planetenstelsel planetenstelsel

De zon – de buitenste lagen De zon – de buitenste lagen

Het zonnegas op enkele duizenden km boven het Het zonnegas op enkele duizenden km boven het oppervlak; actieve gebieden, protuberansen en oppervlak; actieve gebieden, protuberansen en filamentenfilamenten

Tienduizenden km boven het Tienduizenden km boven het oppervlakoppervlak De corona, actieve gebieden en een De corona, actieve gebieden en een coronaal gatcoronaal gat

Gas verlaat de zonGas verlaat de zon

• Grof samengevat zijn er hoofdzakelijk Grof samengevat zijn er hoofdzakelijk twee bronnen van uitstromend gas: twee bronnen van uitstromend gas:

• Uit actieve gebieden: de Uit actieve gebieden: de coronale coronale massa emissiesmassa emissies

• Uit coronale gaten: de gestage Uit coronale gaten: de gestage zonnewindzonnewind

• Ook verlaat soms gas de zon na een Ook verlaat soms gas de zon na een zonnevlamzonnevlam

Coronale massa emissies Coronale massa emissies (CME’s)(CME’s)

Het gas verlaat de zonHet gas verlaat de zon

Bijeen gehouden door Bijeen gehouden door

hun magneetveld lopenhun magneetveld lopen

deze gaswolken langsdeze gaswolken langs

een spiraalachtige wegeen spiraalachtige weg

(de ‘tuinslang’) door de(de ‘tuinslang’) door de

ruimte tussen en voorbijruimte tussen en voorbij

de planeten de planeten

Waar blijft het gas?Waar blijft het gas?

De heliosfeer is zo gevuld met De heliosfeer is zo gevuld met door de zon uitgestoten gasdoor de zon uitgestoten gas

Botsingen van gasstromen komen Botsingen van gasstromen komen voorvoor

Grens: botsing met interplanetair Grens: botsing met interplanetair gasgas

Drie bestanddelen:Drie bestanddelen:

• BoeggolfBoeggolf – als van een schip dat door het – als van een schip dat door het water vaart. Boeggolf loopt vóór het schip water vaart. Boeggolf loopt vóór het schip uit.uit.

• Binnenste deel van de Binnenste deel van de heliosfeerheliosfeer. Tot waar . Tot waar het door de zon uitgestoten gas wordt het door de zon uitgestoten gas wordt afgebogen (uitwaartse energie van de afgebogen (uitwaartse energie van de gasstroom kleiner dan die van zonnewind).gasstroom kleiner dan die van zonnewind).

• Er tussen overgangsgrens: de Er tussen overgangsgrens: de heliopauzeheliopauze

• (zie het volgende diagram) (zie het volgende diagram)

Nogmaals samengevat: de Nogmaals samengevat: de heliosfeerheliosfeer

Temperatuur en dichtheidTemperatuur en dichtheidLet ook op de gasstromenLet ook op de gasstromen

De reis van de VoyagersDe reis van de Voyagers

Gelanceerd 1977Gelanceerd 1977

Nog steeds werkzaamNog steeds werkzaam

2007: Grensschok bereikt2007: Grensschok bereikt

De VoyagersDe Voyagers

Een bijzondere reisEen bijzondere reis

• Vertrokken in 1977Vertrokken in 1977

• Bezochten eerst de grote planeten: Bezochten eerst de grote planeten: Jupiter, Saturnus, Uranus, NeptunusJupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus

• Trokken verder de ruimte inTrokken verder de ruimte in

• Bereikte ca. 2007 de grensschok van Bereikte ca. 2007 de grensschok van de heliosfeer (op ca. 100 Astron. de heliosfeer (op ca. 100 Astron. Eenheden)Eenheden)

• Werken nog steeds op zonne-energie! Werken nog steeds op zonne-energie!

Waar zijn de Voyagers Waar zijn de Voyagers nu?nu?

In het schokgebied stroomt het gas bij de In het schokgebied stroomt het gas bij de twee Voyagers in verschillende richtingentwee Voyagers in verschillende richtingen

Voorbeeld van metingen, Voorbeeld van metingen, 20072007Bovenste: magnetisch veld; onderste: snelheid Bovenste: magnetisch veld; onderste: snelheid zonnewindzonnewind

Een bijzondere Een bijzondere waarnemingwaarneming

• De Voyager ging uit, in, en weer uit De Voyager ging uit, in, en weer uit de heliosfeerde heliosfeer

• Dit toont dat het grensvlak wisselt Dit toont dat het grensvlak wisselt van positievan positie

• De heliosfeer ademt !De heliosfeer ademt !

• Waardoor? Wisselende energie van Waardoor? Wisselende energie van zonsactiviteit.zonsactiviteit.

Verder de ruimte in!Verder de ruimte in!

Voor het eerst komen menselijke Voor het eerst komen menselijke instrumenten buiten onze instrumenten buiten onze

heliosfeerheliosfeerWe betreden de toegang tot de We betreden de toegang tot de

interstellaire ruimteinterstellaire ruimte ! !

Een leegte blijkt ons te Een leegte blijkt ons te omringenomringen

Hoe kennen we de locale Hoe kennen we de locale bel?bel?• In de spectra van sterren zien we absorptielijnen van In de spectra van sterren zien we absorptielijnen van

interstellair gasinterstellair gas• Te herkennen door de scherpte van de lijnen; duidt Te herkennen door de scherpte van de lijnen; duidt

op de lage temperatuur van het interstellaire gas op de lage temperatuur van het interstellaire gas • De lijnsterkte geeft inlichtingen over de hoeveelheid De lijnsterkte geeft inlichtingen over de hoeveelheid

materie tussen ons en de stermaterie tussen ons en de ster• Door vergelijking van hun sterkte bij verschillende Door vergelijking van hun sterkte bij verschillende

sterren kennen we omvang en grenzen van de bel.sterren kennen we omvang en grenzen van de bel.• N.B.: deel van het gas straalt N.B.: deel van het gas straalt RöntgenstralingRöntgenstraling uit en uit en

heeft dus heeft dus zeer hoge temperatuurzeer hoge temperatuur – wat betekent dit? – wat betekent dit?

Een schets van de locale Een schets van de locale belbel Zie ook de situatie in het Zie ook de situatie in het melkwegstelselmelkwegstelsel

Met moeite zien we drie Met moeite zien we drie gedeeltengedeelten

Ruimtelijke schets: koele en hete Ruimtelijke schets: koele en hete wolkenwolken

N.B. dit is een eerste poging, die stellig verbeterd zal wordenN.B. dit is een eerste poging, die stellig verbeterd zal worden

Recente schets toont ook de Recente schets toont ook de beweging van de zon door de beweging van de zon door de belbel

Ons melkwegstelsel: een Ons melkwegstelsel: een ‘spiraalnevel’‘spiraalnevel’

• Het ‘extragalactische Het ‘extragalactische stelsel’ NGC 4945 zou stelsel’ NGC 4945 zou een tweeling van ons een tweeling van ons eigen stelsel kunnen zijneigen stelsel kunnen zijn

• Wordt gezien op zijn Wordt gezien op zijn kantkant

• Ca. 100 000 lichtjaren Ca. 100 000 lichtjaren bij ca. 1000 lichtjaren.bij ca. 1000 lichtjaren.

• Wij bevinden ons aan de Wij bevinden ons aan de rand ervan rand ervan

Doorsnede loodrecht vlak Doorsnede loodrecht vlak MelkwegMelkwegDe ‘lokale schoorsteen’De ‘lokale schoorsteen’

Mogelijke hypothese: Mogelijke hypothese: supernovae blazen een holte in supernovae blazen een holte in de melkwegde melkweg

Rol van supernovaeRol van supernovae

Hun explosieve kracht dreef gas Hun explosieve kracht dreef gas uiteen en deed ‘lege’ en hete uiteen en deed ‘lege’ en hete

bellen ontstaan. Zo ontstond ook bellen ontstaan. Zo ontstond ook de ‘schoorsteen’ de ‘schoorsteen’

Hoe ontstaat een Hoe ontstaat een supernova?supernova?• Sterren zwaarder dan ca. 8 maal de zonSterren zwaarder dan ca. 8 maal de zon• Het eind van hun korte leven komt als aan Het eind van hun korte leven komt als aan

alle kernfusie een eind is gekomenalle kernfusie een eind is gekomen• Dan stort de ster ineen Dan stort de ster ineen • De energie van het ineenstorten stoot de De energie van het ineenstorten stoot de

buitenlagen de ruimte inbuitenlagen de ruimte in• Snelheden van ca. 10 000 km per secondeSnelheden van ca. 10 000 km per seconde• Deel van de gasbel heeft temperaturen van Deel van de gasbel heeft temperaturen van

miljoenen graden – duidt op supernova miljoenen graden – duidt op supernova

De herkomst en ouderdom van De herkomst en ouderdom van de bel om de Plejadende bel om de Plejaden(Het Zevengesternte. Afstand: 440 lichtjaren)(Het Zevengesternte. Afstand: 440 lichtjaren)

Ouderdom van Plejaden: afleiden uit het Ouderdom van Plejaden: afleiden uit het kleur-magnitude diagram kleur-magnitude diagram (= Hertzsprung Russell (= Hertzsprung Russell diagram)diagram)N.B. B-V = kleurindex. Voor de zon (5800 K) is B-V = 0.8 N.B. B-V = kleurindex. Voor de zon (5800 K) is B-V = 0.8

Temperatuur-lichtkracht (HR) diagram Temperatuur-lichtkracht (HR) diagram voor een stergroep die pas ontstaan is voor een stergroep die pas ontstaan is

(0 Miljoen jaren oud)(0 Miljoen jaren oud)

Temperatuur-lichtkracht diagram voor Temperatuur-lichtkracht diagram voor een sterhoop van 3 Miljoen jaren oudeen sterhoop van 3 Miljoen jaren oud

50 Miljoen jaar oud50 Miljoen jaar oud

Conclusie over de leeftijd van Conclusie over de leeftijd van de Plejadende Plejaden

• Naar schatting 50 tot 100 miljoen jaar oudNaar schatting 50 tot 100 miljoen jaar oud• In een sterhoop zijn de helderste sterren In een sterhoop zijn de helderste sterren

de zwaarste.de zwaarste.• Waar zijn de heetste helderste sterren Waar zijn de heetste helderste sterren

gebleven?gebleven?• Ze zijn geëxplodeerd als Ze zijn geëxplodeerd als supernovaesupernovae• Zo ontstond de leegte om de PlejadenZo ontstond de leegte om de Plejaden• Daar zijn hoge gastemperaturen gemetenDaar zijn hoge gastemperaturen gemeten

Zo ontstond de Locale BelZo ontstond de Locale Bel

• Supernova explosies op verschillende Supernova explosies op verschillende tijdstippentijdstippen

• Dit kan alleen gebeuren in een gebied Dit kan alleen gebeuren in een gebied waar veel sterren geboren wordenwaar veel sterren geboren worden

• Dit zijn de spiraalarmen van het Dit zijn de spiraalarmen van het melkwegstelsel melkwegstelsel

• In gasopeenhopingen in de In gasopeenhopingen in de spiraalarmen ontstaan sterren spiraalarmen ontstaan sterren

Een voorbeeld: de ‘knobbels’ in Een voorbeeld: de ‘knobbels’ in de de armen zijn zulke gaswolkenarmen zijn zulke gaswolken

Kunnen we nog meer Kunnen we nog meer supernovae in de Plejaden supernovae in de Plejaden verwachten?verwachten?

• De De massa lichtkracht wetmassa lichtkracht wet geeft verband tussen geeft verband tussen absolute helderheid en absolute helderheid en massa van sterrenmassa van sterren

• Helderste Plejaden zijn 600 Helderste Plejaden zijn 600 maal zo helder als de zonmaal zo helder als de zon

• Log 600 = 2,8Log 600 = 2,8

• Dit betekent massa ≈ 5 x Dit betekent massa ≈ 5 x zonzon

• Dus geen supernovae meerDus geen supernovae meer

De Scorpio-Centaurus De Scorpio-Centaurus armenarmen

Supernovae in de Scorpio-Supernovae in de Scorpio-Centaurus stergroep maakten Centaurus stergroep maakten

de gas-armen die we nu de gas-armen die we nu ontmoetenontmoeten

We passeren ‘nu’ de Sco-Cen We passeren ‘nu’ de Sco-Cen armenarmen

De Schorpioen me o.a. De Schorpioen me o.a. AntaresAntares

Ca. 20 miljoen jaar oudCa. 20 miljoen jaar oudHelderste sterren: 10 000 maal zon. We kunnen Helderste sterren: 10 000 maal zon. We kunnen daar dus nog enkele supernovae verwachten!daar dus nog enkele supernovae verwachten!

We verlaten de Locale BelWe verlaten de Locale Bel

• Zolang mensen op aarde woonden Zolang mensen op aarde woonden verbleven we in de Locale Belverbleven we in de Locale Bel

• We trekken er nu langzaam uitWe trekken er nu langzaam uit

• Maar zonder twijfel zullen nieuwe bellen Maar zonder twijfel zullen nieuwe bellen ontstaan uit nieuwe supernovaeontstaan uit nieuwe supernovae

• In Orion worden nu sterren geborenIn Orion worden nu sterren geboren

• Zullen hun gasfronten ons eens Zullen hun gasfronten ons eens bereiken? bereiken?

Deze presentatie is na te Deze presentatie is na te lezen lezen

www.cdejager.comwww.cdejager.com

Ga naar ‘Presentaties’Ga naar ‘Presentaties’