Transcript for:
De levensduur van sterren ontdekken

We spreken over de geboorte van sterren, maar hoe oud worden sterren eigenlijk? U ziet het in dit flitscollege van Hove Amsterdam. Hallo, ik ben Hennie Lamers en ik geef dit najaar de HOVO-cursus Sterren, Juwelen aan de Hemel. Dat is een onderwerp dat gekozen is door een HOVO-cursiste van vorig jaar.

En vandaag gaat het hebben in het Flits College over een heel kort onderdeel daarvan, en dat is namelijk de vraag hoe oud kunnen sterren worden. U ziet hier een stukje van de hemel, het sterrenbeeld Orion, misschien kent u het wel. Het is een prachtig sterrenbeeld aan de zuidelijke...

hemel in de winter en al die puntjes die u ziet dat zijn allemaal sterren. Waarschijnlijk weet u wel, sterren dat zijn eigenlijk allemaal zonnen. Alleen ze staan zo ver weg dat we ze niet als een grote bol aan de hemel zien, maar eerder als kleine puntjes. Er zijn sterren die groter zijn dan de zon, kleiner zijn dan de zon, heter, koeler, zwaarder, lichter. En je kunt gerust zeggen de zon is de almodaal van de sterren.

En daarom met het praatje over hoe oud worden sterren, dan beginnen we maar eens met de zon. Je ziet een opname van de zon. De zon is een grote gloeiende gasboom.

Het bestaat helemaal uit gas. De buitenkant van het gas is zo'n 6000 graden. En het heet gas straalt, dat weet u. En daarom zien we de zon als een grote gele boom. bol aan de hemel.

Die zon is veel groter dan de aarde. De aarde past een miljoen keren de zon. En zo zien wij de zon.

Als je nou met een röntgenfoto maakt, en dat moet je doen vanaf een satelliet buiten het dampkring, dan ziet de zon er helemaal niet zo rustig uit. Dan is het geweldig dynamisch allemaal met uitstotingen en vlammen. De zon is helemaal niet zo rustig als hij voor onze ogen lijkt. Nou, laten we eens gaan kijken naar de zon. Hoe oud kan die worden?

Hier eerst eventjes wat gegevens over de zon. We staan op een afstand van 150 miljoen kilometer. En dat betekent dat licht de 8 minuten overdoet om bij ons te komen.

De aarde past een miljoen keer in, dat heb ik u al verteld. De zon is wel ruim 300.000 keer zo zwaar als de aarde. En de leeftijd is ongeveer 4,5 tot 4,6 miljard jaar oud. En dan zult u vragen, hoe weet je dat nou, hoe oud de zon is?

Nou, dat ga ik u nou natuurlijk niet vertellen, daar moet u voor naar die cursus komen. Maar het meest bijzondere van de zon... is als een helderheid. Kijk, als je de helderheid van de zon vergelijkt met een lamp, iedereen weet ongeveer hoe helder een lamp van 100 watt is. Als je de helderheid van de zon uitlukt in watt, dan krijg je dit getal.

Een 4 met 27 nullen watt. Nou ja, dat is wat je noemt een astronomisch getal, want dan hebt u geen idee van hoe groot dat is. Het is heel erg groot, dat is duidelijk, maar dat kun je niet voorstellen hoe groot dat is.

Nou, laat ik het nou eens proberen om u een voorbeeld te geven. geven op menselijke schaal om aan te geven hoe helder die zon nou eigenlijk is. Stel je neemt alle auto's op de aarde en dat zijn momenteel 1,3 miljard en die laten we 100 kilometer per dag rijden en dat houd je 2 miljoen jaar vol. Dus 1,3 miljard auto's 100 kilometer per dag 2 miljoen jaar volhouden dan heb je evenveel energie verbruikt als de zon in 1 seconde.

Ongelooflijke hoeveelheid. energie die de zon uitzendt. En dat doet hij al 4,6 miljard jaar.

De zon moet dus een fabelachtige energiebron hebben. Wat is die energiebron van de zon? Dat is kernfusie.

De zon bestaat uit gas, voornamelijk waterstofgas. En in het centrum van de zon is de druk heel erg groot en de temperatuur heel erg hoog, want de buitenlagen van de zon drukken allemaal op dat centrum, dus dat gas in het binnenste van de zon wordt ontzettend onder druk gezet. En wat gebeurt er dan? Dan gaan de waterstofatomen, de zon bestaat voornamelijk uit waterstofgas, dan gaan die waterstofatomen gaan samen knallen met grote snelheid en dan gaan ze samen smelten. Fusie betekent smelten, samen smelten.

En wat gebeurt er dan? Dan gaan vier waterstofatomen, die smelten samen tot een heliumatom. Tot iets wat een hele andere eigenschap heeft.

Je kunt dat nu echt vergelijken, stel dat je hier op de ringweg in Amsterdam, dat je via smart autootjes... op elkaar knallen, je krijgt grote lichtflits en dan komt er Rolls Royce uit. Zo zou je dat kunnen voorstellen.

Daar komt dus energie bij vrij. Waar komt die energie nou vandaan? Die komt omdat er massa materie verloren gaat. Als je een kilo waterstofgas omzet in helium, dan raak je... Ik kwijt.

0,7% van alles wat je erin stopt is weg. En waar is dat gebleven? Dat is al omgezet in energie.

Volgens de beroemde wet van Einstein, E is mc², u hebt waarschijnlijk wel eens gehoord van die wet. En u hebt zich misschien wel eens afgevraagd, wat betekent dat nou? Nou, die wet die zegt dat als je een bepaalde massa kunt omzetten in energie, hoeveel energie krijg je dan uit? Dan moet je die massa vermenigvuldigen met de leegsnelheid in het kwadraat en dan weet je hoeveel energie eruit. komt.

Zo weten we dus dat de zon zijn energie krijgt uit de fusie van waterstof in het centrum doordat materie zo op elkaar geperst is. We weten hoeveel energie er vrijkomt, want per kilogram, wat je omzet, komt een bepaalde hoeveelheid energie vrij en je weet hoeveel dat is. Je weet ook hoeveel energie de zon uitstraalt.

Dat heb ik net verteld, dat was dat getal met 427 nullen watt. Dan kun je dus uitrekenen hoeveel waterstof moet... de zon omzetten per seconde en dat blijkt 600 miljoen ton te zijn. Dus iedere seconde wordt er in de zon 600 miljoen ton waterstof omgezet in helium. We weten ook hoe groot de zon is, we weten hoe zwaar die is, ruim 300.000 keer zo zwaar als de aarde en dan kun je uitrekenen hoe lang de zon het kan volhouden en dat blijkt 9 miljard jaar te zijn.

Dus de zon die kan per u weg 9 miljard jaar oud worden. Ik vertelde u... hij is nu al 4,5 miljard jaar oud, hij is op de helft van zijn leven, u hoeft zich geen zorgen te maken.

Is dat nou met andere sterren ook zo? Nou, nee. Ik ga nog eventjes terug, dit was ik vergeten.

De zon die zet dus nu in het centrum waterstof om tot helium. Als dat aan het eind daarvan is, is het centrum van de zon als de waterstof omgezet tot helium. En dan kan de zon het helium gaan omzetten in koolstof. En dan van koolstof kan hij zuurstof maken, zuurstof, silicium, silicium-ijs.

En nog een heleboel andere reacties die ik hier allemaal niet bij eens geef. Maar u ziet, er worden producten gemaakt die ook op de aarde voorkomen, zelfs in ons lichaam. Daar kom ik straks nog op terug. Ik vertel nu dat de zon hiermee 9 miljard jaar oud gaat worden. Dan denkt u misschien, nou...

Nou, dat zijn nog vier andere reacties, dus dan zal die wel 40 of 45 miljard jaar oud kunnen worden. Maar dat is niet zo. Dat is niet zo. Waarom niet?

Omdat deze processen, die laagte processen, leveren zo weinig energie, dat is de zon in de mum van tijd doorheen. Nou ja, de mum van tijd is daar relatief. In feite blijkt dat door al deze reacties achterin volgens kan de zon zijn leven hoogstens met 10% verlengen. Dus in plaats van dat die 9 miljard jaar oud kan worden, met die waterstoffusie, kan hij in feite in totaal ongeveer 10 miljard jaar oud worden. Is dat nou voor andere sterren ook zo?

Nee, niet helemaal. Kijk, we kunnen natuurlijk schatten, dat begrijpt u wel, hoe lang kan een ster branden, hoe lang kan hij stralen? Dat hangt er vanaf hoeveel brandstof die heeft.

En dat wordt bepaald door hoeveel materie die heeft. Als een ster meer materie heeft, kan hij langer stralen. Maar het wordt ook bepaald door zijn energieverbruik.

Want als een ster duizend keer zo helder is... als de zon, ja dan kan hij 1000 keer minder oud worden daarmee, want dan jaagt hij alle energie er doorheen. Dus de leeftijd die een ster kan bereiken, die wordt bepaald door hoeveel massa die heeft, hoe meer massa hoe langer, en hoe zijn energieverbruik, hoe helder die is.

Hoe helderder, hoe korter die kan leven. Nou, laten we maar eens gaan kijken naar een klein tabelletje, je kunt uittekenen hoe dat kan, dat gaan we in het college allemaal uitleggen. Kijk eens naar dit tabelletje. Stel je hebt een ster die zo zwaar is als de zon, dat is de bovenste regel. ook zo helder als de zon en ik heb u verteld die kan 10 miljard jaar oud worden.

Als je nou een ster hebt die drie keer zo zwaar is als de zon, dan zal die in principe drie keer zo lang kunnen leven, maar die is 70 keer zo helder als de zon dus hij jaagt zijn energie er doorheen en die wordt maar 400 miljoen jaar. Na 400 miljoen jaar is hij op. Kijk eens verder naar het lijstje, hier zie je de zwaarste ster ongeveer die we kennen, dat is ongeveer 60 keer zo zwaar als de zon. Die zijn 500.000 keer zo helder als de zon.

Die jagen hun energie... dus helemaal snel doorheen en die worden maar 3 miljoen jaar oud. Dus hoe zwaarder een ster, hoe korter die leeft.

En dat verschil is gigantisch groot. Want stel dat de zon 1000 jaar kan leven, dan zou zo'n zware ster maar 3 maanden kunnen leven. Hoe zwaarder een ster, hoe korter die leeft. En dat betekent niet dat zo'n zware ster die we nu zien 3 miljoen jaar oud is.

Nee, dat betekent dat die niet ouder kan zijn dan 3 miljoen. jaar, want na 3 miljoen jaar is het op. Dat is wat dit getalletje hier zegt.

Dus hoe zwaarder een ster, hoe korter dat je leeft. Waarom zijn die zwaarder dan een ster? Sterren zijn ongeveer helder dan de zon.

Dat ga ik u in het college uitleggen. Dan moet u maar eens komen luisteren. Kijk maar even naar de onderste deel van de onderste kant van het lijstje.

De sterren die lichter zijn van de zon, want er zijn ook een heleboel. De sterren gaan ongeveer tot 10% van de zonsmassa. Dat zijn de kleinste.

Maar laten we eens kijken naar een ster die 80% van de zonsmassa heeft. die is ongeveer half zo groot en die kan 18 miljard jaar oud worden. En dat is interessant.

Waarom? Het heelal is 14 miljard jaar oud. De oerknal was 14 miljard jaar geleden toen de hele zaak begon. Hoe ik dat weet, dat hoort u in het college op. Deze sterren kunnen ouder worden dan het heelal nu is.

En dat betekent dat alle sterren met die kleinere massa die ooit geboren zijn, die leven nog. Want er is geen enkel aan het einde van zijn leven gekomen, of hij aan het begin ontstaan is of later ontstaan is. Dus het grenken van die lichte sterren is aan het eind van de leef gekomen. Anderzijds, de hele zware sterren die je ziet, die zijn pas heel kort geleden ontstaan, want die zijn bijna allemaal weg. Heel vreemd.

En dan krijg je de volgende situatie. Hier zie je een sterrenhoop. Al die sterren zijn even oud, want die zijn geboren uit één grote wolk.

We kennen een hele hoop van dat soort sterren en hoe die sterren ontstaan. Dat gaat u allemaal zien en horen in mijn hoofdrolcursus. Met prachtige foto's en zelfs filmpjes hoe die sterren ontstaan.

Dit is een sterrenhoop die is ontstaan uit één grote graswolk en al die sterren zijn even oud. En toch zie je een hele hoop van die rode, rode, heldere sterren tussenin zitten. Die sterren zijn ook ontploffen. van een leven. Er zijn allemaal tegelijkertijd ontstaan, maar de zwaarste sterren die zijn bijna op.

Dus zo sterren leven dus niet eeuwig, maar ze hebben een leven hoe zwaarder hoe korter. Nou het gaat over de dood van de sterren, maar hoe zit het dan bij de zon? Kijk eens, over vier miljard jaar, de zon is ook de helft van zijn leven heb ik u verteld, en ik kon nog wel 10 miljard jaar oud worden, over vier miljard jaar gaat de zon opzwellen.

Dan wordt die een rode reus. 30 of 50 keer zo groot als hij nu is, moet je je voorstellen. De zon 30 of 50 keer zo groot als hij nu is.

En hij wordt veel helderder, ongeveer 1000 keer zo helder. En zo'n ster noemen we een rode reuze. En we kennen een hele hoop rode reuzen, want de zon is een nakommertje in het heelal. Dus een hele hoop sterren zijn veel eerder geboren dan de zon en een hele hoop sterren zijn nu aan het einde. En dat kunnen we zien.

We kennen een hele hoop rode reuzen. Die sterren die gaan, de zon wordt dan zo heet. Dat te heet wordt op aarde, we verliezen de damkring die gaat koken, de oceanen gaan koken, de damkring vliegt weg, einde van het leven op aarde, zoals dat hier geschetst is in deze tekening. Dat is nog niet het einde van de aarde, maar het einde van het leven op aarde.

Nog 4 miljard jaar tijd, maak u zich geen zorgen. Wat doet hij dan? Daarna gaat de zon de buitenkanten uitstoten.

En dat geeft prachtige beelden. Dat zijn soort ringnevels en daar kennen we er duizenden van aan de hemel. En daar zullen we ook hele mooie plaatjes van zien.

Wat u hier ziet is een ster, ongeveer zo'n ster als de zon, die aan het einde van zijn leven, ongeveer 10.000 jaar geleden, heeft hij de buitenkant uitgeblazen. En dat gas dat hij weggeblazen heeft, dat zien we nu langzaam aan wegvliegen met een snelheid van 10 km per seconde. En de pit blijft over.

We kennen een hele hoop van dat soort nevels. Hele vreemde vormen, zo'n prachtige vorm. Dit is ook een ster die aan het einde van zijn leven de buitenkant heeft uitgeblazen.

De pit blijft over. Je zou kunnen zeggen dat het leek van... de sterren. En er moeten een hele hoop van die lijken zijn, witte dwergen noemen we dat. Dat zijn kleine sterretjes, ongeveer zo groot als de aarde.

Dan denkt u misschien, ja dat is helemaal niet zo klein zo groot als de aarde. Ja, maar dan moet u bedenken dat de zon miljoen keer zo groot als de aarde is. Dus als je dan de pit overlaat die zo groot als de aarde, dan is dat heel klein.

Hier zie je, en er moet een hele hoop van die lijken zijn, hier zie je een sterrenhoop, een foto van een sterrenhoop. En dan heeft de hubbel speel. die heeft van dat kleine stukje een opname gemaakt en dat zie je hier. En dan ziet u hier een hele hoop sterren staan in dat kleine gebiedje en ook een aantal blauwe puntjes en dan hebben we een cirkeltje om hen heen gezet.

Dat zijn orbiterbergen. Dat zijn lijken van sterren. De zon gaat ook zo eindigen, ongeveer 4,5 miljard jaren ongeveer.

Er zijn dus ontzettend veel lijken van sterren die drijven daar in het hele hal. Zo komt de zon ook een aan het einde van zijn leven. Zware sterren die doen dat anders. Hier hebt u het sterrenbeeld Orion nog eens gekeerd als een hele zware ster, een rooie super reus en die staat op ontploffen. We weten niet wanneer, dus ergens tussen nu en 100.000 jaar gaat die ontploffen.

Dat kunnen we wel eens zien, niet van deze ster, maar we hebben zulke ontploffingen. Tussien. Op 23 februari 1987 verscheen er op het zuidelijk halfrond, we konden het op aarde niet zien, een ster die plotseling helder was en die ervoor niet te zien was. Hij werd 200 miljoen keer zo helder als de zon.

Ja, we zagen hem niet 200 miljoen keer zo helder, want hij staat heel ver weg. Hij staat op 150.000 lichtjaar afstand. Maar je kon hem duidelijk met blote ogen zien, dat was een ster die er voorheen niet was.

Dat was een ster die ontplofte. Zware sterren ontploffen en die knallen dan met een grote snelheid al het gas in de buitenkant. kanten de ruimte en dit deze ontploffing zagen dus gebeuren op 23 februari 1987 maar wacht eens ik heb je verteld dat die ster op 150.000 licht jaar afstand staat dus dat licht heeft de 150.000 jaar om gedaan om bij ons te komen dus die ster is eigenlijk 150.000 jaar geleden ontploft toen deze foto werd gemaakt het was een jaar 70 toen was die ster al 150.000 jaar weg we kunnen als sterrenkundige in in het verleden kijken. Nou, nu heb ik u verteld, sterren zoals de zon, die blazen de buitenkant weg, dat gras. Eerst een mooie nevel en dan verwijt dat gras, dat komt nooit meer terug.

Die zware sterren die knallen het de ruimte in en dat gras komt ook nooit meer terug. Maar dan moet je je eens voorstellen. Hier heb je een ster die zijn buitenkant uitblaast, daar heb je een ster die aan het einde van zijn leven zijn buitenkant uitblaast, daar heb je een zware ster die ontploft.

Die knallen allemaal gas de ruimte in. Als dat een beetje bij elkaar in de buurt gebeurt, Het gas van deze ster en het gas van die ster ontmoeten elkaar en het gas van die ster komt erbij. En als het gas botst en dat gaat klonteren, dan krijg je een nevel zoals u hier ziet.

We kennen duizenden van dat soort nevels en dat zijn kraamkamers van sterren. Hier worden sterren geboren. En die nevel bestaat uit gerecycled gas, want die gas van deze nevel is uitgestoten door vorige generaties. Fantastische cosmische recycling.

Sterren ontstaan, ze blazen aan het einde de buitenkant uit en er ontstaan weer nieuwe sterren. Fantastische cosmische recycling. En zo is er ook 4,5 miljard jaar geleden uit zo'n nevel is een ster ontstaan, onze zon.

En daar bleef een beetje materiaal omheen draaien, dat wilde planeten. En één daarvan, dat was de aarde. Omdat die wolk waar de zon uit ontstaan, ontstond uit gerecycled gas was, was er in die wolk en dus ook op aarde zuurstof, silicium en al die elementen die u nodig hebt in uw lichaam.

Want die zijn dus gemaakt in vorige generatiesterren waarvan het gas in de wolk is gekomen en daar zijn de nieuwe sterren voor gemaakt. Ieder zuurstofatoom dat u nou in een uitdaging komt uit sterren, is gemaakt in een vorige generatiesterren. Ieder kalkatoom in uw bos. Want de enige plek om...

om kalk te maken en om zuurstof te maken is de kernfusie in sterren, in vorige generatiestellen. We kunnen dus rustig zeggen wij zijn gemaakt van sterrenstof. En ik weet niet hoe u erover denkt maar ik vind dat een fantastisch idee. Tot slot even nog iets over de cursus.

Mensen die mijn cursussen voorheen hebben gevolgd, die zullen denken ja ik heb een hoop daarvan allemaal gehad. Dat klopt, ik ben mijn cursus over bijvoorbeeld de resultaten van de Hubble en de James Webb. of de cursus is fascinerend heel oud. Ik heb altijd één of twee lessen besteed aan sterren. Maar bij deze cursus gaat het helemaal over sterren.

Dus hier hoort u veel meer over het meten van de sterren, sterren aan de hemel, de geboorte van sterren, prachtige opname, hoe sterren leven en hoe ze opgebouwd zijn, de levensloop, het einde van een sterren, de evolutie van dubbelsterren, want sterren ontstaan vaak als tweelingen en dan leven ze heel anders dan als ze alleen zijn. En ik laat als laatste les, weet ik eigenlijk nog niet wat ik ga behandelen, want tussen nu en nu... en dan komen er ongetwijfeld weer verrassingen van de heuvel en de chemische webstelescoop.

Dus dit kunt u verwachten in de cursus dit najaar. Kortom, welkom bij de cursus Juwelen aan de hemel. Het is op donderdagmiddag van 12 oktober tot 30 november.

U hoeft geen voor kennis hebben van de sterren. U moet alleen gezond verstand hebben en u moet nieuwsgierig zijn, maar dat hebt u anders zat u niet te kijken naar deze opname. En dan bent u welkom en dan leert u de meest fantastische dingen over de schoonheid en wonderlijke effecten die allemaal in een rol spelen. Dank je wel.