© Claus Lunau/ESA/Shutterstock
Heelal - Zonnestelsel

Astronomen meten en wegen het zonnestelsel

Met nieuwe technieken kunnen afstanden, massa’s en snelheden in het zonnestelsel veel nauwkeuriger gemeten worden dan voorheen. Zo gebruiken astronomen flitsen van verre pulsars om piepkleine planetoïden te wegen.

Radiosignalen meten afstand

Aan de hand van de omlooptijd van planeten hebben astronomen hun afstand tot de zon berekend, en via sondes kunnen ze ook de afstand tot kleine objecten in de uithoeken van het zonnestelsel bepalen.

Eerder dit jaar passeerde de sonde New Horizons het tot nu toe verste object in het zonnestelsel, de ijsbol Ultima Thule. Door radiosignalen naar de aarde te sturen wist New Horizons te achterhalen dat deze planetoïde 6,47 miljard kilometer ver is.

Kennis van de posities van hemellichamen is cruciaal
om in de ruimte te kunnen navigeren en bijvoorbeeld naar Mars te reizen.

Sonde meet precies de rand van het zonnestelsel

Radiosignalen tussen een sonde en telescopen op aarde meten de afstand tot een verre ijsklomp.

1. Telescopen versturen signaal

Radiotelescopen in Australië, Spanje en de VS – het zogeheten Deep Space Network – communiceren met de sonde New Horizons kort voordat hij Ultima Thule aan de rand van het zonnestelsel passeert. Om de afstand te meten sturen de telescopen een speciaal gecodeerd radiosignaal naar de sonde.

2. Sonde stuurt een antwoord terug

Circa zes uur later vangt New Horizons het signaal op met zijn 2,1 m brede antenne. Met een vertraging van slechts enkele honderdste nanoseconden stuurt New Horizons een antwoord terug.

3. Reistijd signaal geeft afstand weer

Radiotelescopen op aarde vangen het zwakke signaal op. Omdat de golven reizen met de lichtsnelheid, valt de afstand tot Ultima Thule te berekenen op basis van de tijd die verstrijkt voor het signaal is teruggekeerd.

Pulsarflitsen verraden massa

Normaal moet er een sonde naar een object om zijn massa te meten. Als hij langs een planeet, maan of planetoïde komt, trekt zo’n object heel zacht aan het vaartuig, en door de invloed van de zwaartekracht valt de massa van het object te bepalen.

Maar nu kunnen wetenschappers flitsen van pulsars – kleine draaiende sterren – gebruiken om planetoïden te wegen vanaf de aarde. De komende zeven jaar moeten lichtmetingen van 20 pulsars de massa nauwkeuriger aangeven dan met sondes mogelijk is.

Verre pulsars wegen de kleine objecten

Het licht van verre sterren geeft prijs wat kleine objecten in het zonnestelsel wegen.

1. Pulsar zendt flitsen uit

Kleine draaiende sterren, pulsars geheten, zenden kegels van radiogolven uit, zoals het licht van een vuurtoren. Die golven schieten door de ruimte als zeer regelmatige flitsen.

2. Planeten beïnvloeden pulsarflitsen

Als een telescoop op aarde een pulsarflits opvangt, berekenen de onderzoekers wanneer er weer een flits komt. Ze houden er rekening mee dat de aankomsttijd beïnvloed wordt door de massa van planeten.

3. Onregelmatigheid wijst op fout in de massa

Als de flits niet aankomt op het berekende tijdstip, is de massa van het object verkeerd geregistreerd – zoals bij Ceres. Astronomen stellen de massa van de objecten bij tot die past bij de aankomsttijd van de flits.

Sterren vertellen hoe snel de zon gaat

Als astronomen willen meten hoe snel het zonnestelsel rond het centrum van de Melkweg draait, hebben ze een probleem. Waar de snelheid van bijvoorbeeld een auto wordt gemeten in relatie tot de omgeving, hebben astronomen geen vast referentiepunt, want alles in de Melkweg beweegt.

De astronomen hebben echter een slimme methode gevonden. De snelheid van de zon kan worden afgeleid van die van de andere sterren in relatie tot de zon. In het voorbeeld van de auto betekent dat dat je je eigen snelheid bepaalt door te meten hoe hard alle andere auto’s rijden in verhouding tot jijzelf.

Daartoe gebruikten de astronomen gegevens van 216.201 sterren, die onder andere afkomstig zijn van de Gaiatelescoop.

Andere sterren laten zien hoe snel de zon beweegt

1 / 5

undefined

12345

De snelheid waarmee het zonnestelsel om het galactisch centrum draait, is meetbaar.

© Oliver Larsen

Lees ook:

Meteoor

Spectaculaire meteorenregen met honderden vallende sterren

1 minuut
Noorderlicht_Aurora
Aarde

Waarom is het noorderlicht meestal groenig?

5 minuten
Sollisten
Zon

10 dingen die je niet wist over de zon

7 minuten

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!