Sterren

Als je op een heldere avond omhoogkijkt, zie je soms honderden sterren. Op een echt donkere plek kunnen met het blote oog zelfs duizenden sterren zichtbaar zijn. Ze lijken kleine lichtpuntjes, maar in werkelijkheid zijn sterren enorme, hete bollen van gas en plasma. Sommige zijn veel groter en helderder dan onze zon.

Maar wat is een ster precies? Hoe ontstaat een ster, waarom geeft hij licht en wat gebeurt er uiteindelijk met een ster? In dit artikel van leerastronomie.nl ontdek je alles over deze indrukwekkende objecten in het heelal.

Wat is een ster?

Een ster is een enorme bol die voornamelijk bestaat uit waterstof en helium. In het binnenste van een ster zijn de druk en temperatuur zo hoog dat er kernfusie kan plaatsvinden.

Tijdens kernfusie worden lichte atoomkernen samengevoegd tot zwaardere. Bij een ster zoals onze zon worden waterstofkernen uiteindelijk omgezet in helium. Daarbij komt een enorme hoeveelheid energie vrij.

Deze energie verplaatst zich vanuit het binnenste van de ster naar het oppervlak en wordt uiteindelijk als licht en andere elektromagnetische straling de ruimte in gestuurd.

Daarom kunnen we sterren vanaf de aarde zien.

Onze zon is ook een ster

De bekendste ster is natuurlijk de zon. We denken misschien niet direct aan de zon wanneer we 's nachts naar de sterren kijken, maar onze zon is een vrij normale ster.

De zon lijkt veel groter en helderder dan alle andere sterren omdat hij veel dichter bij de aarde staat.

De gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon bedraagt ongeveer 150 miljoen kilometer. Deze afstand noemen astronomen één astronomische eenheid, afgekort AE.

Het licht van de zon doet er ongeveer 8 minuten en 20 seconden over om de aarde te bereiken.

De eerstvolgende ster na de zon is Proxima Centauri. Deze bevindt zich op ongeveer 4,24 lichtjaar afstand.

Dat betekent dat het licht van Proxima Centauri ruim vier jaar onderweg is voordat het ons bereikt.

Hoe ontstaat een ster?

Sterren worden geboren in enorme wolken van gas en stof. Deze gebieden worden moleculaire wolken genoemd en kunnen de grondstoffen bevatten voor de vorming van vele nieuwe sterren.

Het ontstaan van een ster verloopt grofweg in verschillende fasen.

1. Een gaswolk trekt samen

Door de zwaartekracht kan een gedeelte van een grote gas- en stofwolk langzaam ineenstorten. Steeds meer materiaal verzamelt zich op dezelfde plek.

2. Er ontstaat een protoster

Naarmate meer materiaal samenkomt, nemen de druk en temperatuur toe. Er ontstaat een zogenoemde protoster: een jonge ster waarin nog geen stabiele waterstoffusie plaatsvindt.

3. De temperatuur loopt verder op

In het centrum wordt het uiteindelijk miljoenen graden heet. Wanneer de omstandigheden goed zijn, komt de fusie van waterstof op gang.

4. Een nieuwe ster is geboren

Zodra de ster stabiel waterstof in helium omzet, begint een lange en relatief stabiele fase van zijn leven. De ster bevindt zich dan op de zogenoemde hoofdreeks.

Onze zon bevindt zich momenteel ook in deze fase.

Waarom geven sterren licht?

Sterren geven licht doordat in hun binnenste enorme hoeveelheden energie worden geproduceerd.

In de kern van onze zon bedraagt de temperatuur ongeveer 15 miljoen graden Celsius. Onder deze extreme omstandigheden vindt kernfusie plaats.

De energie die daarbij ontstaat, bereikt uiteindelijk het oppervlak van de zon en wordt vervolgens de ruimte in uitgestraald.

Een klein deel daarvan bereikt de aarde. Zonder deze energie zou het leven zoals wij dat kennen niet mogelijk zijn.

Waarom hebben sterren verschillende kleuren?

Niet iedere ster heeft dezelfde kleur. Wanneer je goed kijkt, kun je zelfs met het blote oog kleurverschillen tussen heldere sterren ontdekken.

Er bestaan onder andere:

• blauwe sterren;
• blauwwitte sterren;
• witte sterren;
• geelachtige sterren;
• oranje sterren;
• rode sterren.

De kleur vertelt ons iets over de oppervlaktetemperatuur van een ster.

Opvallend genoeg zijn blauwe sterren heter dan rode sterren. Blauwe sterren kunnen oppervlaktetemperaturen van tienduizenden graden hebben, terwijl relatief koele rode sterren vaak oppervlaktetemperaturen van enkele duizenden graden hebben.

Onze zon heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 5.500 °C.

Zijn alle sterren even groot?

Nee. Sterren verschillen enorm in grootte.

Er bestaan kleine sterren die aanzienlijk kleiner zijn dan de zon, maar ook gigantische sterren die honderden keren groter kunnen zijn.

Een veelvoorkomend type kleine ster is de rode dwerg. Rode dwergen zijn relatief koel en zwak, maar kunnen ontzettend lang blijven bestaan.

Aan de andere kant bestaan er reuzen en superreuzen. Sommige van deze sterren hebben een diameter die honderden keren zo groot is als die van onze zon.

Als zo'n ster op de plaats van de zon zou staan, zou hij zich ver voorbij de baan van de aarde kunnen uitstrekken.

Hoe oud worden sterren?

De levensduur van een ster wordt voor een belangrijk deel bepaald door zijn massa.

Dat klinkt misschien vreemd. Je zou verwachten dat een grote ster langer leeft omdat hij meer brandstof heeft. In werkelijkheid verbruiken zeer zware sterren hun brandstof veel sneller.

Kleine sterren zijn zuiniger en kunnen daardoor zeer lang bestaan.

Onze zon is ongeveer 4,6 miljard jaar oud en bevindt zich ongeveer halverwege haar stabiele levensfase. Naar verwachting kan de zon nog ongeveer 5 miljard jaar waterstof in haar kern omzetten voordat grote veranderingen beginnen.

Wat gebeurt er wanneer een ster sterft?

Ook sterren bestaan niet eeuwig. Wat er aan het einde van hun leven gebeurt, hangt vooral af van hun oorspronkelijke massa.

Sterren zoals onze zon

Wanneer een ster zoals de zon steeds minder waterstof in zijn kern heeft, verandert zijn structuur. Uiteindelijk zwelt hij sterk op en wordt hij een rode reus.

Later worden de buitenste lagen van de ster afgestoten. Hierdoor kan een prachtige wolk van gas ontstaan, een planetaire nevel.

De hete kern die achterblijft noemen we een witte dwerg.

Een witte dwerg produceert geen energie meer door normale kernfusie en koelt gedurende een extreem lange periode langzaam af.

Zware sterren

Zware sterren kennen een veel spectaculairder einde.

Aan het einde van hun leven kan hun kern instorten. Daarbij kan een enorme explosie ontstaan: een supernova.

Een supernova kan tijdelijk zo helder worden dat hij enorme hoeveelheden licht de ruimte in straalt.

Na de explosie kan onder andere een neutronenster achterblijven.

Bij voldoende zware sterren kan de instortende kern uiteindelijk een zwart gat vormen.

Waar komen de elementen vandaan?

Sterren spelen een belangrijke rol in de chemische ontwikkeling van het heelal.

In sterren worden door kernreacties nieuwe elementen gevormd. Zware sterren kunnen in de loop van hun bestaan steeds zwaardere elementen produceren. Bij processen rond het einde van sterrenlevens, waaronder supernova-explosies, ontstaan en verspreiden zich eveneens zware elementen.

Het materiaal wordt de ruimte in geblazen en kan later onderdeel worden van nieuwe sterren, planeten en uiteindelijk zelfs levende organismen.

De koolstof, zuurstof, calcium, ijzer en andere elementen waaruit ons lichaam bestaat, hebben dus een kosmische geschiedenis.

In zekere zin zijn wij gemaakt van sterrenstof.

Hoe ver staan sterren van ons vandaan?

De afstanden in het heelal zijn zo groot dat kilometers al snel onpraktisch worden.

Daarom gebruiken astronomen onder andere het lichtjaar.

Een lichtjaar is geen tijdseenheid, maar een afstand. Het is de afstand die licht in één jaar aflegt.

Dat is ongeveer:

9,46 biljoen kilometer.

Proxima Centauri staat bijvoorbeeld ongeveer 4,24 lichtjaar van ons vandaan. Het licht dat we vandaag van deze ster zien, vertrok daar dus ruim vier jaar geleden.

Wanneer we naar verre sterren kijken, kijken we daardoor letterlijk naar het verleden.

Waarom lijken sterren te twinkelen?

Sterren lijken vanaf de aarde vaak te fonkelen of twinkelen.

De ster zelf doet dat meestal niet. Het effect wordt veroorzaakt door onze atmosfeer.

Het licht van een ster moet door verschillende bewegende luchtlagen voordat het onze ogen bereikt. Verschillen in temperatuur en dichtheid van de lucht zorgen ervoor dat het licht voortdurend een klein beetje van richting verandert.

Daardoor lijkt de helderheid en positie van een ster snel te veranderen.

Dit verklaart het bekende fonkelen van sterren.

Waarom zie je overdag bijna geen sterren?

Ook overdag staan de sterren gewoon aan de hemel. We kunnen ze alleen meestal niet zien.

Dat komt door de zon.

Zonlicht wordt door de atmosfeer van de aarde verstrooid. Hierdoor wordt de hemel overdag zo helder dat het zwakke licht van de andere sterren met het blote oog niet meer opvalt.

Wanneer de zon ondergaat en de hemel donker wordt, verschijnen de sterren weer.

Wat is een sterrenbeeld?

Mensen hebben al duizenden jaren patronen gezocht tussen de sterren.

Zo ontstonden sterrenbeelden.

Bekende voorbeelden zijn:

• Orion;
• Grote Beer;
• Cassiopeia;
• Leeuw;
• Zwaan.

Vanaf de aarde lijkt het alsof de sterren van een sterrenbeeld bij elkaar horen. In werkelijkheid kunnen ze op totaal verschillende afstanden van ons staan.

Een sterrenbeeld is dus vooral een patroon zoals wij dat vanaf de aarde aan de hemel zien.

Hoeveel sterren zijn er?

Alle sterren die je 's nachts ziet, behoren tot ons sterrenstelsel: de Melkweg.

De Melkweg bevat naar schatting honderden miljarden sterren. Onze zon is daar slechts één van.

Maar de Melkweg is zelf ook maar één sterrenstelsel.

In het waarneembare heelal bevinden zich ontzaglijk veel andere sterrenstelsels, die op hun beurt weer enorme aantallen sterren bevatten.

Het totale aantal sterren in het waarneembare heelal is daardoor bijna niet voor te stellen.

Kun je zelf sterren bekijken?

Jazeker. Sterren kijken is een van de gemakkelijkste manieren om met astronomie te beginnen. Je hebt niet eens direct een telescoop nodig.

Zoek bij voorkeur een donkere plaats met zo weinig mogelijk straatverlichting. Geef je ogen ongeveer 20 tot 30 minuten om aan het donker te wennen.

Begin vervolgens met het herkennen van enkele heldere sterren en sterrenbeelden.

Met een verrekijker worden al veel meer sterren zichtbaar. Met een telescoop kun je vervolgens interessante objecten zoals dubbelsterren en sterrenhopen bekijken.

Een handige tip: gebruik buiten zo weinig mogelijk wit licht. Een zwak rood lampje verstoort je nachtzicht veel minder.

Interessante weetjes over sterren

• De zon is een ster.
• Sterren bestaan voornamelijk uit waterstof en helium.
• De kleur van een ster geeft informatie over zijn temperatuur.
• Blauwe sterren zijn heter dan rode sterren.
• De zon is ongeveer 4,6 miljard jaar oud.
• Het licht van de zon bereikt de aarde in ongeveer 8 minuten en 20 seconden.
• Het licht van andere sterren kan jaren, honderden jaren of zelfs veel langer onderweg zijn voordat wij het zien.
• Zware sterren kunnen eindigen in een supernova.
• Na het sterven van zeer zware sterren kan een zwart gat ontstaan.
• Veel elementen waaruit de aarde en wijzelf bestaan hebben hun oorsprong in sterren en andere kosmische processen.

Sterren laten ons terugkijken in de tijd

Misschien wel een van de bijzonderste eigenschappen van sterrenkunde is dat we nooit een ster zien zoals hij exact op dit moment is.

Licht heeft namelijk tijd nodig om door de ruimte te reizen.

Kijk je naar een ster op 100 lichtjaar afstand? Dan zie je het licht dat die ster ongeveer 100 jaar geleden heeft uitgezonden.

Hoe verder we het heelal in kijken, hoe verder we terugkijken in de tijd.

De sterrenhemel is daarmee niet alleen een uitzicht op het heelal, maar ook een venster op het verleden.

Ontdek zelf het heelal

Sterren vormen een prachtige introductie tot astronomie. Met alleen je ogen kun je al beginnen met het ontdekken van de sterrenhemel. Met een verrekijker of telescoop gaat vervolgens een nog groter deel van het heelal voor je open.

Op leerastronomie.nl ontdek je stap voor stap meer over sterren, planeten, telescopen, sterrenkijken en het heelal.

Kijk omhoog en ontdek het universum!