Glossarium astronomicum

Proton

Een proton is een subatomair deeltje met een positieve elektrische lading. Protonen zijn, samen met neutronen, een van de belangrijkste bestanddelen van atoomkernen. Het aantal protonen is het ‘atoomnummer’ van een kern, en elk atoom met een specifiek atoomnummer komt overeen met een specifiek chemisch element. De atoomkern van waterstof bestaat uit één enkel proton, en de meest elementaire kernfusiereactie in een ster vindt plaats wanneer twee protonen met elkaar in botsing komen, waarbij één van beide vervalt en een deuteron wordt gevormd, bestaande uit één proton en één neutron. Protonen komen ook voor in de hoogenergetische kosmische straling die ons vanuit de ruimte bereikt.

Gerelateerde termen:

• Atoom • Kosmische straling • Waterstof • Kernfusie • Kern • Kosmische straling astronomie • Elektron

Foton

De term foton komt van het Griekse woord phōs, wat licht betekent, en wordt daarom synoniem en door elkaar gebruikt met licht. Wanneer astronomen het over licht hebben, bedoelen ze alle soorten elektromagnetische straling, van radiogolven tot gammastraling.

Een foton is een fundamenteel deeltje, drager van de elektromagnetische kracht, en wordt beschouwd als het kleinste pakketje (quanta) elektromagnetische energie. De hoeveelheid energie die bij een foton met een bepaalde frequentie hoort, is evenredig aan deze frequentie en omgekeerd evenredig aan de golflengte.

Volgens de moderne opvattingen is een foton niet alleen een deeltje, maar ook een golf. In de astronomie zijn fotonen van fundamenteel belang voor ons vermogen om verschillende aspecten van het heelal en de objecten daarin te observeren en te meten.

Gerelateerde termen:

• Elektromagnetische straling

Kern

Alle materie die we om ons heen zien, bestaat uit atomen, en elk atoom bestaat op zijn beurt uit elektronen die een kleine, centrale kern omringen. Atoomkernen bestaan uit protonen, die positief geladen zijn, en neutronen, die geen elektrische lading hebben. Hoewel de protonen elkaar afstoten vanwege hun elektrische lading, is er een nog sterkere kracht, de sterke kernkracht of gewoon de sterke kracht genoemd, die de kern bij elkaar houdt. Kernen met hetzelfde aantal protonen vormen atomen die tot hetzelfde chemische element behoren.

Kernen zijn minuscuul, slechts ongeveer 1/100.000ste van de grootte van een atoom – dus in zekere zin bestaat het grootste deel van het atoom uit lege ruimte! De kern maakt doorgaans meer dan 99,9% van de totale massa van een atoom uit. Die massa bij zo'n kleine omvang maakt kernen zeer dicht, met een typische dichtheid van honderd miljoen miljard kilogram per kubieke meter.

Kernen zijn belangrijk in verschillende gebieden van de astrofysica. In het binnenste van sterren komt energie vrij wanneer lichtere kernen (te beginnen met waterstof, waarvan de kern uit één enkel proton bestaat) samensmelten tot achtereenvolgens zwaardere kernen – dit is wat sterren doet schijnen. Kernfusie in sterren kan zware kernen vormen tot aan die van ijzer, waarbij supernova-explosies en het binnenste van bepaalde koele sterren nog zwaardere kernen kunnen vormen. Kort na de oerknal vond er een korte fase van “oerknal-nucleosynthese” plaats, waarbij waterstofkernen fuseerden tot helium en sporen van andere elementen. Neutronensterren, de overblijfselen van supernova-explosies van massieve sterren, bestaan voornamelijk uit neutronen die zijn gestapeld tot een dichtheid die vergelijkbaar is met die van kernen. Bepaalde soorten atoomkernen, ontdaan van hun elektronen, worden door sterren uitgestoten als onderdeel van stellaire winden, of reizen door de diepten van de ruimte als kosmische straling.

Gerelateerde termen:

• Atoom • Kosmische straling • Waterstof • Nucleus • Big Bang-nucleosynthese • Kosmische stralingsastronomie • Elektron

Neutron

Een neutron is een subatomair deeltje zonder elektrische lading. Alle materie die we om ons heen zien, bestaat uit atomen, en alle atomen hebben dezelfde basisstructuur: een kleine, dichte kern van protonen en neutronen die bijna de volledige massa van het atoom draagt, omgeven door elektronen. Het aantal protonen is het ‘atoomnummer’ van een kern, en elk atoom met een specifiek atoomnummer komt overeen met een specifiek chemisch element, terwijl het aantal neutronen bepaalt welke isotoop van een element de kern vertegenwoordigt.

Wanneer een ster met een massa van ongeveer acht keer of meer dan die van onze zon het einde van zijn leven nadert, stort zijn kern in, wat een supernova-explosie veroorzaakt waarbij de meeste protonen van de atoomkernen in de kern elektronen vangen, veranderen in neutronen en een neutronenster produceren, of, als er meer dan ongeveer drie zonsmassa's overblijven in de imploderende kern, een zwart gat.

Gerelateerde termen:

• Atoom
• Isotoop
• Neutronenster
• Kern
• Proton
• Elektron

Isotoop

Atoomkernen bestaan uit neutronen en protonen. Het aantal protonen in een kern is het zogenaamde “atoomnummer”, dat het bijbehorende chemische element bepaalt: atomen met één proton zijn waterstofatomen, atomen met zes protonen zijn koolstof, enzovoort. Atoomkernen met hetzelfde aantal protonen, maar een verschillend aantal neutronen, worden isotopen van het betreffende chemische element genoemd. Gewone waterstofkernen hebben slechts één proton en helemaal geen neutronen. Een kern met één proton en één neutron is nog steeds waterstof, maar dan ‘zware waterstof’, ook wel deuterium genoemd. Meestal zijn slechts enkele isotopen van een bepaald element stabiel. De andere zullen radioactief vervallen tot stabielere kernen.

Gerelateerde termen:

• Atoom
• Neutron
• Kern
• Proton

Atoomstructuur

De atoomstructuur is de interne organisatie van de deeltjes in een atoom. Het geeft aan hoeveel neutronen en protonen er in de kern van een atoom zitten en beschrijft hoe elk van deze deeltjes uit quarks is opgebouwd. Het laat ook zien dat de elektronen permanent rond deze kern bewegen, op verschillende niveaus afhankelijk van hun energie. Atomen zijn elektrisch neutraal omdat ze hetzelfde aantal elektronen en protonen hebben. Een atoom kan geladen raken door een elektron af te geven of te absorberen, in welk geval het een ion wordt.

Gerelateerde termen:

• Atoom
• Energieniveau
• Ionisatie
• Elektron

Atoom

Atomen zijn de kleinste bouwstenen van de materie waaruit een chemisch element bestaat. Heliumgas bestaat bijvoorbeeld uit een verzameling van vele heliumatomen, waarbij elk heliumatoom niet van elkaar te onderscheiden is; koolstof, bijvoorbeeld in de vorm van diamant, is een verzameling koolstofatomen.

Het woord "atoom" gaat terug tot Democritus, een oude Griekse filosoof, die stelde dat atomen de ondeelbare fundamentele componenten van alle materie zijn. Daarentegen bestaan atomen volgens de moderne definitie uit elektronen, protonen en neutronen. Protonen en neutronen vormen de atoomkern. Alle atomen van een bepaald chemisch element hebben hetzelfde aantal protonen, een uniek kenmerk voor dat element. De atoomkern is omgeven door elektronen. Zoals de term vaak wordt gebruikt, zijn atomen elektrisch neutraal, met evenveel protonen (elk met één positieve elektrische lading) als elektronen (elk met één negatieve lading). Wanneer elektronen worden verwijderd uit of toegevoegd aan deze neutrale configuratie, wordt een atoom een ion.

De elektronenschil bepaalt de chemische eigenschappen van een atoom. De verschillen en overeenkomsten tussen de verschillende soorten atomen worden georganiseerd en geclassificeerd in het periodiek systeem der chemische elementen. De elektronenschil bepaalt ook hoe een atoom reageert op straling. De resulterende kenmerken in het spectrum van licht dat wordt ontvangen van astronomische objecten stellen astronomen in staat de verschillende soorten atomen in de ruimte te identificeren.

Gerelateerde termen: • Atoomstructuur
• Ionisatie
• Elektron
• Spectraallijn
• Absorptielijn
• Emissielijn