Glossarium astronomicum

In de wetenschap verwijst een hypothese naar een idee of voorspelling van een wetenschapper. Er kan enig bewijs voor zijn, maar het is nog niet bewezen. Alleen door middel van experimenten, observaties, gegevens en modellen kan een hypothese geleidelijk worden verfijnd of volledig worden verworpen. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is een hypothese niet altijd de eerste stap in de ontwikkeling van wetenschappelijke kennis. Wetenschappers observeren bijvoorbeeld verschijnselen of objecten, analyseren de gegevens en stellen vervolgens een verklaring voor of doen een voorspelling over wat er aan de hand zou kunnen zijn: dat is hun hypothese. Alleen door aanvullende gegevens en observaties kan de hypothese worden bevestigd of weerlegd. Een hypothese kan een wiskundige basis hebben of beginnen met een wiskundige formule die een voorspelling doet.

Gerelateerde termen:
• Wetenschap
• Theorie

Kernfusie is de overkoepelende term voor alle reacties waarbij lichtere atoomkernen botsen en samensmelten tot een of meer zwaardere atoomkernen. In de astronomie is waterstoffusie de kernfusiereactie waarbij waterstofkernen (elk bestaande uit één proton) worden omgezet in helium-4-kernen (elk bestaande uit twee protonen en twee neutronen die aan elkaar zijn gebonden). De helium-4-kern heeft een massa die kleiner is dan de som van de massa's van de protonen en neutronen waaruit hij bestaat. Volgens de beroemde formule E=mc2 van Einstein komt dat massaverschil overeen met een energieverschil. Wanneer de protonen en neutronen samensmelten tot helium-4, komt de hoeveelheid energie die overeenkomt met dat verschil vrij. Op deze manier dient waterstoffusie als energiebron voor zogenaamde hoofdreekssterren zoals onze zon. Dergelijke sterren bevinden zich in ieder geval enige tijd in een evenwichtstoestand: de hoeveelheid energie die vrijkomt door waterstoffusie in hun kern komt overeen met de energie die deze helder stralende sterren uitstralen in de vorm van licht en andere soorten elektromagnetische straling en deeltjes.

Waterstoffusie verloopt via verschillende tussenstappen. Bij sterren met een massa die gelijk is aan of kleiner is dan die van onze zon, verloopt dit via de zogenaamde proton-protonketen (pp-keten). In de eenvoudigste versie van die reeks reacties fuseren twee waterstofkernen (protonen) tot deuteriumkernen (elk één proton en één neutron), die vervolgens fuseren met nog een waterstofkern tot helium-3 (twee protonen en één neutron). Twee van dergelijke helium-3-kernen fuseren tot helium-4 plus twee resterende waterstofkernen. In sterren met meer dan ongeveer 1,3 keer de massa van onze zon wordt een alternatief proces, de koolstof-stikstof-zuurstofcyclus (CNO-cyclus), de dominante manier om waterstof tot helium te fuseren. Wetenschappers op aarde hebben machines gebouwd om fusiereacties te creëren, in de hoop dat dit in de toekomst een haalbare manier kan worden om energie op te wekken. Waterstoffusie vindt niet alleen plaats in sterren, maar vond ook plaats tijdens de vroege oerknalfase van ons universum.

Gerelateerde termen:
• Waterstof
• Kernfusie

Waterstof is het meest voorkomende en lichtste element in het heelal; het heeft de kleinste kernlading omdat het slechts één proton heeft. Wanneer waterstofatomen worden geëxciteerd, bijvoorbeeld door straling van een nabije hete ster, zenden ze licht uit in karakteristieke smalle delen van het spectrum.

Deze waterstofemissielijnen kunnen worden gebruikt om atomaire waterstof te detecteren: met name de waterstof-alfalijn, met zijn rijke rode kleur waardoor waterstofwolken in astronomische beelden prachtig rood verschijnen, en de 21 centimeter (cm) waterstoflijn, die kan worden gebruikt om grote gaswolken in kaart te brengen met behulp van radiotelescopen.

Gerelateerde termen:
• Proton

Het oorspronkelijke Hubble-diagram is een grafiek van snelheid (y-as) versus afstand (x-as) van sterrenstelsels. De grafiek toont een lineair verband tussen snelheid en afstand, wat bewijs levert dat verre sterrenstelsels sneller wegbewegen dan dichterbij gelegen sterrenstelsels, en dat sterrenstelsels in het algemeen lijken weg te bewegen van ‘ons’.

Dit wordt gebruikt als een van de bewijzen voor een uitdijend heelal. De helling (gradiënt) van de lijn wordt de Hubble-parameter (H) genoemd en de vergelijking van de lijn wordt de wet van Hubble-Lemaître genoemd. De waarde van de Hubble-parameter in het huidige tijdperk (13,8 miljard jaar na de oerknal) wordt de Hubble-constante (H₀) genoemd.

Moderne iteraties van het Hubble-diagram, gebaseerd op waarnemingen van Type Ia-supernova's, zetten de afstandmodulus (indirecte meting van afstand aan de hand van helderheid) uit tegen de roodverschuiving. In feite wordt de snelheid van sterrenstelsels in het oorspronkelijke Hubble-diagram indirect gemeten aan de hand van de roodverschuiving.

Gerelateerde termen:
• Roodverschuiving
• Standaardkaars

Uurhoek

De uurhoek is de hoek tussen de uurcirkel van een object en de meridiaan van de waarnemer.

Vanaf de aarde gezien vormen alle verschillende posities aan de hemel samen een soort verre bol met de aarde in het midden. De punten aan de hemel die zich direct boven de evenaar van de aarde bevinden, vormen de hemelevenaar op die bol. Het punt direct boven de geografische noordpool van de aarde is de hemelse noordpool, en dat boven de zuidpool van de aarde is de hemelse zuidpool.

Net zoals geografen de geografische lengte- en breedtegraad op het aardoppervlak definiëren, kan men ook de lengte- en breedtegraad op de hemelbol definiëren. De meridiaan van een waarnemer komt overeen met de geografische meridiaan van de waarnemer (de cirkel met het middelpunt van de aarde als middelpunt, die de noordpool, de zuidpool en de positie van de waarnemer snijdt), geprojecteerd op de hemelbol. Deze snijdt het noordelijke punt op de horizon van de waarnemer, het zenit, en het zuidelijke punt. De geprojecteerde meridiaan die door een bepaald hemellichaam loopt, wordt de uurcirkel van dat hemellichaam genoemd. De uurhoek is de hoek tussen de uurcirkel van het hemellichaam en de meridiaan van de waarnemer. Naarmate de tijd verstrijkt, verandert de uurhoek: een uurhoek van nul komt overeen met de hoogste positie van de ster (zijn bovenste culminatie) aan de hemel. Naarmate de ster naar de westelijke horizon beweegt, neemt de uurhoek toe. Als de uurhoek 360 graden nadert, nadert de ster zijn volgende bovenste culminatie. Merk op dat de tijd tussen bovenste culminaties één siderische dag is, wat ongeveer vier minuten korter is dan een zonnedag. Vanwege dit directe verband met tijd wordt de uurhoek meestal uitgedrukt in uren, niet in graden, waarbij 360 graden overeenkomt met 24 uur. De uurhoek kan worden gebruikt om de tijd tot de bovenste culminatie van een object te berekenen. Dit is nuttig voor astronomen die hun waarnemingen plannen: op of nabij de bovenste culminatie, wanneer het object het verst van de horizon verwijderd is, is een bijzonder goed moment om een object te observeren.

Gerelateerde termen:
• Hemelcoördinaten
• Hemelevenaar
• Declinatie
• Rechte klimming (RA)
• Sterrendag
• Hoogste culminatie

Sterren die helium tot koolstof fuseren in hun kern worden horizontale taksterren genoemd. De naam komt voort uit het feit dat deze sterren langs een horizontale tak in het Hertzsprung-Russell-diagram liggen, met een reeks “oppervlaktetemperaturen” (effectieve temperaturen) maar een vrijwel constante lichtkracht. Dit zijn sterren die de rode reuzenfase voorbij zijn en waarbij variabele hoeveelheden massa (buitenste lagen) verloren zijn gegaan. Hoofdreekssterren met een massa tot acht keer de massa van de zon kunnen deze evolutionaire fase doorlopen.

Gerelateerde termen:
• Hoofdreeks
• Rode reus
• Sterevolutie
• Effectieve temperatuur

De horizon is de grenslijn die de lucht van het aardoppervlak scheidt. Op elke plek op aarde zien we slechts een beperkt deel van de wereldbol. De grens tussen wat we kunnen zien en wat we niet kunnen zien, wordt gewoonlijk de horizon genoemd. In de astronomie wordt die definitie als volgt verfijnd: onze eigen positie op aarde definieert een horizontaal vlak, dat loodrecht staat op de neerwaartse richting (die we zichtbaar kunnen maken met behulp van een schietlood). Het snijpunt van dat vlak met de hemelbol definieert onze astronomische lokale horizon. Het horizontale coördinatensysteem maakt gebruik van het horizontale vlak om posities aan de hemel te definiëren. De hoek tussen onze gezichtslijn naar een object en het horizontale vlak wordt de hoogte van het object genoemd; de hoek tussen de projectie van de gezichtslijn op dat vlak en het ware noorden wordt de azimut van het object genoemd.

Gerelateerde termen:
• Altitude
• Azimut
• Rotatie van de aarde

Het Hertzsprung-Russell (of HR)-diagram is een grafiek van twee observationele eigenschappen van sterren: op de ene as staat het totale vermogen dat door sterren wordt uitgestraald (luminositeit) en op de andere as staat hun effectieve temperatuur of spectraaltype. Wanneer de effectieve temperatuur wordt gebruikt, wordt deze weergegeven op een logaritmische schaal, die van rechts naar links toeneemt. Het HR-diagram is vernoemd naar twee wetenschappers: Ejnar Hertzsprung en Henry Norris Russell, die als eersten verschillende versies van deze grafiek maakten om de eigenschappen van sterren te begrijpen. De gegevenspunten die overeenkomen met de zogenaamde “hoofdreekssterren” liggen in deze grafiek op een diagonale band van linksboven naar rechtsonder. Gegevenspunten die overeenkomen met reuzensterren liggen boven en rechts van de hoofdreeksband. Witte dwergen liggen onder en links van de band.

Het HR-diagram kan ook een nuttig kader zijn om de evolutie van een ster in de loop van de tijd weer te geven. Zodra een ster is gevormd, wordt deze op de hoofdreeks van het HR-diagram geplaatst en blijven de temperatuur en helderheid ervan gedurende enige tijd ongeveer constant. Later, naarmate de ster evolueert, zal de temperatuur dalen en de lichtkracht toenemen. Dit betekent dat de positie van de ster op het HR-diagram naar boven en naar rechts verschuift, weg van de hoofdreeks naar de reusachtige tak. De evolutie van een ster, met name de veranderingen in temperatuur en lichtkracht, kan worden weergegeven door een curve in het HR-diagram. Zo kan de evolutionaire toestand van een ster worden bepaald aan de hand van zijn temperatuur en lichtkracht met behulp van het HR-diagram.

Gerelateerde termen:
• Dwergster
• Reuzenster
• Lichtkracht
• Hoofdreeks
• Ster
• Superreus
• Witte dwerg
• Effectieve temperatuur
• Lichtkrachtklasse

Ook bekend als thermonucleaire fusie of fusie

Kernfusie is het proces waarbij de atoomkernen van lichtere elementen samensmelten tot de kern van een zwaarder element.

In het heelal speelt kernfusie twee belangrijke rollen. Ten eerste levert het de energie voor de straling die wordt uitgezonden door sterren zoals onze zon. Wanneer voldoende lichte atoomkernen fuseren, is de totale rustmassa van de resulterende kern iets kleiner dan de gecombineerde rustmassa's van de oorspronkelijke atoomkernen. Dit “massadeficit” komt overeen met de energie die vrijkomt bij de fusiereactie, via de beroemde formule van Einstein E=mc2, die massa m, energie E en de lichtsnelheid c met elkaar in verband brengt. In de kern van de zon bijvoorbeeld fuseren waterstofkernen tot helium en geven ze energie vrij in de vorm van straling en neutrino-deeltjes.

De tweede rol van kernfusie is dat het verantwoordelijk is voor de productie van elementen in het heelal die complexer zijn dan waterstof en helium. Na de oerknal bestonden er alleen waterstof, helium en sporen van lithiumkernen in het heelal. Fusiereacties in de kernen van sterren, tijdens supernova-explosies en door explosies veroorzaakt door botsende neutronensterren, zijn de bron van (in wezen) alle overige zwaardere chemische elementen in het heelal. De chemische elementen die qua massa het grootste deel van het menselijk lichaam uitmaken, met name zuurstof en koolstof, zijn gevormd door kernfusie in de kern van sterren of tijdens supernova-explosies, wat aanleiding gaf tot de uitdrukking “we zijn sterrenstof”.

Gerelateerde termen:
• Waterstoffusie
• Kernsplijting
• Kern

De term heliocentrisch is afkomstig van het Griekse helios, wat ‘zon’ betekent, en kentro, wat ‘centrum’ betekent. In dit model van het zonnestelsel staat de zon in het centrum en draaien de planeten eromheen, ter vervanging van het geocentrische (aardgerichte) model. Hoewel het model wordt toegeschreven aan Copernicus in de 16e eeuw, ontwikkelde Aristarchus van Samos al in het oude Griekenland een heliocentrisch model en bespraken astronomen in India, Europa en de islamitische wereld dergelijke modellen al vóór Copernicus. Observationeel bewijs voor het heliocentrische model kwam door de telescopische waarnemingen van Venus door Galileo. Het oorspronkelijke heliocentrische model plaatste de zon in het geometrische centrum van het zonnestelsel; deze visie veranderde met de wiskundige formuleringen van Kepler op basis van de gegevens van Tycho Brahe, waarop Newton voortbouwde en uitbreidde met zijn wet van de zwaartekracht.

Gerelateerde termen:
• Geocentrisch model