Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Herman66
Artikelen: 0
Berichten: 334
Lid geworden op: za 31 aug 2013, 12:24

Snelheid aarde/zonnestelsel

Is de snelheid van aarde/zonnestelsel eigenlijk altijd hetzelfde?
Gebruikersavatar
Jan van de Velde
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 51.338
Lid geworden op: di 11 okt 2005, 20:46

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Als je de snelheid van de aarde in haar baan rond de zon bedoelt, niet precies. Komt doordat de baan een beetje ellipsvormig is. Eind december halen we de 109 000 km/h, eind juni "maar" 105 500 km/h (afgerond) 
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://sciencetalk.nl/forumshowtopic=59270
Gebruikersavatar
Olof Bosma
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 816
Lid geworden op: do 31 jul 2014, 18:38

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Herman66 schreef: Is de snelheid van aarde/zonnestelsel eigenlijk altijd hetzelfde?
 
'Altijd' is heel lang in kosmische perspectief, maar over de snelheid van ons zonnestelsel is wel iets te zeggen. Ons zonnestelsel draait om het centrum van onze Melkweg en de snelheid daarvan is bekend, namelijk 220 km/s.
Maar ook de Melkweg heeft een bepaalde snelheid. Ten opzichte van wat dan, kun je je afvragen, want snelheid is toch relatief?
In de laatste decennia  is er heel nauwkeurig gemeten aan de achtergrondstraling; het nog waarneembare restant van de ontkoppeling (een onderdeel van de oerknal). Er werd gezocht naar kleine temperatuurverschillen om meer te weten te komen over de vorming van sterren enzovoort.
Toen bleek dat de ene kant van het heelal minder koud was dan de tegenovergestelde kant. Dit temperatuurverschil wordt veroorzaakt door het Dopplereffect. Uit dit Dopplereffect kan weer de snelheid worden bepaald. Zo bleek de snelheid van de Melkweg 552 km/s te bedragen.
dat wel natuurlijk
Gebruikersavatar
Michel Uphoff
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 8.167
Lid geworden op: di 01 jun 2010, 00:17

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Op basis van de meest nauwkeurige data van Planck is de snelheid die afgeleid is van de anisotropie van de achtergrondstraling 368 á 370 km/s. Maar dat is nog steeds een relatieve snelheid t.o.v. de lokale achtergrond, oftewel een eigenbeweging t.o.v. het co-moving frame. Voor een stelsel aan de rand van onze waarnemingshorizon snelt de Zon met een snelheid groter dan die van het licht weg.

 

Zie ook dit en dit topic.
Herman66
Artikelen: 0
Berichten: 334
Lid geworden op: za 31 aug 2013, 12:24

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

"Ten opzichte van wat dan, kun je je afvragen, want snelheid is toch relatief?"
Ten opzichte van het middelpunt van ons sterrenstelsel? Neem bijvoorbeeld een orkaan. Die lijken verdacht veel op sterrenstelsels. Ook een zwart gat (oog) waar niet elk deeltje met dezelfde snelheid om dat oog heen draait. Zou dat in ons sterrenstelsel ook kunnen gelden?
Gebruikersavatar
Olof Bosma
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 816
Lid geworden op: do 31 jul 2014, 18:38

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Herman66 schreef: Ten opzichte van het middelpunt van ons sterrenstelsel? 
 
'De snelheid van het middelpunt van ons sterrenstelsel ten opzichte van wat', was de overdenking.
En dat blijkt zo'n 552 km/s ten opzichte van de achtergrondstraling te zijn.
De snelheid van de zon is een vectoriele samenstelling van de omloopsnelheid van de zon in ons sterrenstelsel en de snelheid van het centrum van ons sterrenstelsel.
Michel noemt een getal van 370 km/s. Ik neem aan dat dat over de zon gaat.
dat wel natuurlijk
Gebruikersavatar
Michel Uphoff
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 8.167
Lid geworden op: di 01 jun 2010, 00:17

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Michel noemt een getal van 370 km/s. Ik neem aan dat dat over de zon gaat.
 
De omloopsnelheid van de Aarde rond de Zon is ongeveer 30 km/s. Die van de Zon rond het galactisch centrum is ongeveer 230 km/s. Het centrum van onze Melkweg beweegt weer met 40 km/s binnen de local group van sterrenstelsels en het barycentrum van de local group snelt met pakweg 600 km/s in de richting van het sterrenbeeld Hydra binnen het Virgo cluster dat weer met 1000 km/s van de Melkweg afsnelt in het supercluster Laniakea. Natuurlijk zijn al deze bewegingen niet in een en dezelfde richting, en een aantal ervan zijn slecht bij ruwe benadering bekend. Het lijkt wel een bijenkorf met zoveel bewegingen.
 
De resultante voor de snelheid van de Zon (preciezer, het barycentrum van het zonnestelsel) t.o.v. de lokale achtergrondstraling, gemeten door de Planck satelliet op grond van de dipoolanisotropie is wel nauwkeuriger bekend, ze is nu 269 +/- 1 km/s in de richting van het sterrenbeeld Maagd.

 
Afbeelding
De dipoolanisotropie in de kosmische achtergrondstraling, gecorrigeerd voor de omloopsnelheid van de Aarde. Rood is enige millikelvin heter. De Zon beweegt dus van linksonder naar rechtsboven.

 

 
Herman66
Artikelen: 0
Berichten: 334
Lid geworden op: za 31 aug 2013, 12:24

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

Maar wat ik eigenlijk graag zou weten is of er versnellingen in de snelheid van ons zonnestelsel zitten in haar omloop rond het centrum van het sterrenstelsel. Zoals de aarde in haar rondje om de zon ook steeds versnelt. Maar goed, misschien is dat niet bekend.
Gebruikersavatar
Michel Uphoff
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 8.167
Lid geworden op: di 01 jun 2010, 00:17

Re: Snelheid aarde/zonnestelsel

@herman66: Zou dat in ons sterrenstelsel ook kunnen gelden?
 
Ogenschijnlijk lijkt zo'n spiraalstelsel wel wat op een orkaan, beide roteren immers. Maar het achterliggende mechanisme is totaal verschillend.
 
Een orkaan ontstaat door een samenloop van atmosferische omstandigheden als temperatuur- en luchtdrukverschillen en het Corioliseffect (klik). Bij een orkaan zijn de hoogste snelheden te meten aan de buitenkant van het oog. In het centrum is de windsnelheid heel laag en van de buitenkant van het oog naar de buitenkant van de orkaan neemt de windsnelheid eerst snel en dan geleidelijker af:
 
Image1
Image1 1109 keer bekeken
 
De motor achter de rotatie van de Melkweg is zwaartekracht i.c.m. het behoud van impulsmoment. Eigenlijk exact dezelfde oorzaak die de planeten om de Zon doet draaien. Denk hierbij aan een leeglopende wasbak; naarmate het water dichter bij het afvoerputje komt, zie je het sneller gaan draaien om in een draaikolk te verdwijnen. Dat gebeurde ongeveer ook zo met de materie die het zonnestelsel en de Melkweg vormden. Hoe dichter bij het centrum de materie geraakte, hoe sneller de rotatie werd.
 
Planeten dicht bij de Zon hebben een hogere baansnelheid (Mercurius ruim 47 km/s) en naarmate de afstand groter wordt is de baansnelheid lager (Aarde 30 km/s, Pluto 4,7 km/s). Er is een Keplerwet waarmee je kan uitrekenen hoe lang de omloopduur is bij een bepaalde afstand: Als we de afstand van de Aarde tot de Zon op 1 (AE) stellen en de omloopduur van de Aarde ook op 1 (jaar), dan is voor een omloopduur van 12 jaar (Jupiter) de afstand gelijk aan de derdemachts wortel uit de omloopduur in het kwadraat (in het geval van Jupiter dus de derdemachtswortel uit 144 en dat is 5,24. De afstand van Jupiter tot de Zon is dus 5,24 AE, oftewel zo'n 780 miljoen kilometer.
 
Maar bij sterrenstelsels is er wat vreemds aan de hand. De omloopduur van de sterren houdt zich niet aan deze wet. Dat is voor een deel verklaarbaar, omdat de massa van de Melkweg niet alleen in het centrum geconcentreerd zit, zoals in het zonnestelsel nagenoeg het geval is. Maar ook al houden we hier rekening mee, dan nog klopt er niet veel van de snelheden. Hieronder in rood ruwweg de omloopsnelheid zoals hij berekend is op basis van de hoeveelheid zichtbare materie, en in zwart ongeveer de gemeten omloopsnelheid. De buitendelen hebben dus zelfs een wat grotere snelheid dan de binnendelen.
 
rotatie melkweg
rotatie melkweg 1109 keer bekeken
 
De snelheid in de buitengebieden blijkt veel te hoog te zijn. Zo hoog, dat de sterren uit de Melkweg geslingerd zouden moeten worden. Tenzij we een fout gemaakt hebben en de massa van de Melkweg veel groter is dan we op basis van de zichtbare massa inschatten. Kennelijk bevindt er zich veel meer massa in en rond de Melkweg, onzichtbare massa. Alle sterrenstelsels kennen dit fenomeen, en dit was dan ook een van de ontdekkingen die tot de hypothese van de donkere materie hebben geleid. Inmiddels zijn er veel meer waarnemingen gedaan die zonder donkere materie niet verklaard kunnen worden.
 
Dus, hoewel een orkaan en een sterrenstelsel oppervlakkig wel wat op elkaar lijken (zelfs de rotatiesnelheid in een orkaan en de eerste berekeningen van de rotatiesnelheid van de Melkweg lijken op elkaar, vergelijk de rode lijnen), de onderliggende mechanismen zijn zeer verschillend.

Terug naar “Sterrenkunde en Ruimtevaart”