Wat het jy opgelet oor die kleur van die twee sterre Betelgeuse en Rigel?
Betelgeuse is rooi en Rigel is blou.
Geboorte, lewe en afsterwe van 'n ster
Hoofstukoorsig
1 week
In Graad 6 en 8 het leerders inligting oor die sonnestelsel en die Son behandel. In Graad 7 was die fokus op die stelsel wat die Son, Aarde en Maan insluit. Hulle behoort vertroud te wees met die feit dat die Son 'n ster is en warmte en lig (energie) deur kernreaksies produseer. In hierdie hoofstuk is die fokus op die lewensiklus van sterre, insluitend hulle geboorte en afsterwe. Die presiese evolusie van 'n ster hang af van die oorspronklike massa daarvan. Die Son se evolusie word as voorbeeld gebruik. Die hoofdoel van die hoofstuk is om seker te maak dat leerders die volgende verstaan:
- sterre word in groot wolke gas en stof gebore
-
sterre spandeer die grootste deel van hulle lewe as hoofsekwensie-sterre wat waterstofgas na heliumgas omskakel
- sterre swel uiteindelik op om 'n rooireus te vorm
- sterre soos die Son eindig hulle lewe as planetêre newels en witdwerge
Party leerders kan dalk vra hoekom sterre in die foto's wat met teleskope geneem is, punterig lyk, maar in die diagramme wat hier getoon word, word hulle as sfere voorgestel. Kyk na die video om die antwoord te kry en dit vir jou leerders te kan verduidelik:
Dink jy dit is belangrik om sterrekunde op skool te onderrig? Lees hierdie interessante en insiggewende artikel oor die voordele en toepassings van sterrekeunde: [link] http://www.iau.org/public/themes/why_is_astronomy_important/
5.1 Die geboorte van 'n ster (0,5 uur)
5.2 Die lewe van 'n ster (1 uur)
Take | Vaardighede | Aanbeveling |
Aktiwiteit: Neem Orion in die lentehemel waar | Waarneming | KABV-voorstel |
5.3 Die afsterwe van 'n ster (1,5 uur)
Take | Vaardighede | Aanbeveling |
Aktiwiteit: Die lewensiklus van 'n sonagtige ster | Waarneming, ondersoek | Voorstel |
Aktiwiteit: Die lewensiklus van die Son | Waarneming, skryf | Voorstel |
Aktiwiteit: Vloeidiagramplakkaat oor die lewe van 'n sonagtige ster | Skryf, teken, plasing in volgorde | KABV-voorstel |
'n Goeie manier om die onderwerp van stellêre evolusie in te lei, is om leerders te vra hoe lank hulle dink sterre lewe. Baie sal sê vir ewig. Baie mense is nie bewus daarvan dat sterre, soos mense, gebore word, hulle lewe leef en dan sterf nie. Jy kan hulle ook vra wat bedoel word met 'lewe' as ons na 'n ster verwys. Sterre verrig tog nie die sewe lewensprosesse soos hulle in Lewe en Lewende Dinge geleer het nie. Sterrekundiges beskou oor die algemeen sterre wat kernreaksies in hul kerne ondergaan, as lewende sterre.
Sterre word ook vergelyk ten opsigte van relatiewe konsepte soos:
- jonk en oud
- koud en warm
- hoe groot hulle is
- hoe massief hulle is (die massa is belangrik wanneer ons kyk na hoe sterre sterf)
- Waar word sterre gebore?
- Kan ons sê 'n ster 'leef'?
- Hoe lank lewe sterre soos die Son?
- Wat doen sterre tydens hulle leeftyd?
- Waarom is sterre verskillende kleure?
- Hoe sterf sterre?
Sterre, nes mense, lewe nie vir ewig nie. Sterre word gebore, lewe hulle lewe, verander of evolueer soos hulle ouer word, en sterf uiteindelik. Sterre doen dit dikwels op 'n baie meer skouspelagite manier as mense!
Die woorde ster en planeet kan in verbuigde vorm as byvoeglike naamwoorde gebruik word: ster en stellêre, planeet en planetêre.
Wetenskaplikes praat van stellêre evolusie wanneer hulle oor die geboorte, lewe en afsterwe van sterre praat. Die leeftyd van individuele sterre is te lank vir mense om die evolusie van een ster waar te neem. Hoe bestudeer wetenskaplikes dan die evolusie van sterre? Omdat daar so baie sterre in ons sterrestelsel is, kan ons baie van hulle in verskillende stadiums van hulle lewe sien. Sodoende kan sterrekundiges 'n geheelbeeld opbou van die proses van stellêre evolusie. In hierdie hoofstuk sal jy ontdek hoe sterre gebore word, hoe hulle evolueer en hoe hulle sterf.
Dit het baie werk gekos om die proses van stellêre evolusie uit te werk. Hierdie werk duur steeds voor. Wat jy hier in Natuurwetenskappe leer, is gebaseer op baie jare se navorsing, en navorsing wat steeds voortgaan en voortdurend ons kennis aanvul.
Stellêre evolusie verduidelik (volle dokumentêre film).
Die geboorte van 'n ster
In hierdie afdeling sal leerders ontdek dat sterre in reuse-wolke stof en gas, wat newels (nebulas) genoem word, in die ruimte gebore word. Om te verstaan hoe 'n gaswolk wat ineenstort verhit om uiteindelik sterre te vorm, moet leerders verstaan dat as jy 'n gas saamdruk, dit warm word. As jy 'n gas laat uitsit, koel dit af. As hulle nie met hierdie konsep vertroud is nie, is 'n goeie analogie om te gebruik 'n fietsband wat te styf opgepomp word (sonder dat dit bars). Jy kan dit in die klas demonstreer deur jou leerders toe te laat om 'n band effe te styf op te pomp. Hulle sal agterkom dat die pomp en die band warm word!
Wanneer jy 'n band oppomp, forseer jy meer en meer molekules in 'n gegewe volume in (as ons aanvaar die band is nou tot volle kapasiteit gevul). Dus pers of druk jy die gas saam. Elke molekule het 'n sekere hoeveelheid kinetiese energie. Soos meer molekules deur die pomp inforseer word, sal lug in die band saamgepers word en die totale termiese energie verhoog omdat daar meer molekules binne die band is wat teen mekaar bots. Omdat meer deeltjies dieselfde volume beslaan, sal die temperatuur van die lug in die band verhoog. As jy die band afblaas, laat jy die gas toe om uit te sit en die molekules is dus verder van mekaar. Daar is dan minder termiese energie en die temperatuur daal. Jy kan dat jou leerders die lug voel as dit uit die band kom - dit behoort kouer te wees as die omringende lug aangesien dit vinnig uitsit wanneer dit by die band uitkom.
- stellêr
- evolusie
- newel
- protoster
- konstellasie
- kernfusie (kernversmelting)
- sterwind
Sterre word gebore in groot, stadig draaiende wolke koue gas en stof, wat newels (enkelvoud newel) genoem word. Hierdie groot wolke is enorm. Hulle massas is van honderdduisende tot twee miljoen keer die massa van die Son. Hulle deursnee is tussen 50 en 300 ligjare.
'n Ligjaar is die afstand wat lig in een jaar aflê. Lig beweeg verskriklik vinnig teen 299 792 458 m/s. Een ligjaar is gelyk aan 10 triljoen kilometer.
Hoe ver is 'n ligjaar?
'n Bekende voorbeeld van een van hierdie massiewe wolke is die Orion-newel in die Orion-konstellasie. Dit is met die blote oog sigbaar as die lug donker genoeg is. Hierdie wolke is so massief dat hulle onder hulle eie gravitasie kan ineenstort as hulle versteur word.
Die ineenstorting van 'n ster kan aan die gang gesit word wanneer die wolk saamgepers word. As 'n wolk byvoorbeeld deur 'n spiraalarm in 'n sterrestelsel beweeg, sal dit stadiger begin beweeg en saamgepers word. Dit verduidelik waarom baie sterre in die spiraalarms van sterrestelsels gevorm word.
Die wolke krimp mettertyd, raak digter en verhit stadig. Dit breek ook in kleiner stukke op. Soos die stukke kleiner raak, begin hulle platter raak tot hulle 'n skyf vorm. Die middel van elke stuk sal uiteindelik 'n ster bevat en die buitenste skyf, wat uit gas en stof bestaan, kan uiteindelik planete om die ster vorm.
Die geboorte van 'n ster (Orion-newel).
Soos die inkrimpende stukke aanhou om warmer te word, vorm 'n protoster in die middel. 'n Protoster is 'n digte gasbal wat nog nie warm genoeg by sy middelpunt is vir kernreaksies om plaas te vind nie. Hierdie stadium duur sowat 50 miljoen jaar. As die ineenstorting voortduur, sal die massa van die protoster vermeerder en dit verder saampers, wat veroorsaak dat die temperatuur verhoog. Wanneer die protoster massief genoeg is dat die temperatuur 10 miljoen grade Celsius bereik, sal dit warm genoeg wees vir kernreaksies om te begin en die protoster sal tegnies 'n ster genoem word.
Die Coronet-swerm, wat in die beeld gewys word, bevat 'n klomp jong sterre in verskillende stadiums van hulle lewe. Dit stel sterrekundiges in staat om data in te samel en noukeurig aan te teken hoe jong sterre ontwikkel.
Onthou jy wat ons verlede kwartaal in Energie en Verandering oor kernreaksies geleer het toe ons kernkragstasies behandel het?
Die jong ster begin waterstof in helium verander deur kernfusie (kernversmelting)-reaksies. Kernreaksies in sterre produseer groot hoeveelhede energie in die vorm van warmte en lig, wat uitgestraal word na die ruimte. Dié energieproduksie voorkom dat die ster verder inkrimp. Soos die ster skyn, word die skyf stof en gas wat dit omring stadig deur die ster se sterwind weggeblaas. Indien daar reeds planete gevorm het, word hulle agtergelaat.
Die finale stadiums van stervorming(geboorte).
Net soos die Son deeltjies in die ruimte in verloor in die vorm van sonwinde, het ander sterre ook winde wat sterwinde genoem word.
In die boonste linkerkantse hoek van die beeld van die Groot Magellaanse Wolk kan jy 'n versameling jong blou en wit sterre sien. Hulle is baie warm en is van die massiefste sterre wat ons in die heelal kry.
Hierdie beeld van die Groot Magellaanse Wolk, 'n satelliet-sterrestelsel van die Melkweg, is 'n baie duidelike voorbeeld van sekwensiële stervorming, waar die geboorte van 'n nuwe ster deur die vorige generasie van massiewe sterre aan die gang gesit word. Jy kan van hierdie waarnemings aan jou leerders uitwys:
- Net onder die swerm warm sterre in die boonste linkerkantse hoek is 'n helder area wat waterstofgas vrystel. Dit word deur die nabygeleë warm sterre verlig.
- Verder na regs is verskeie kleiner donker stofwolke met vreemde vorms. Hulle siloeëtte kan teen die gloeiende gas gesien word. Verskeie van hierdie donker wolke het 'n helder rand aangesien hulle verlig en verdamp word deur die straling van die warm sterre langsaan.
- Die gebied rondom die swerm warm sterre in die beeld is relatief vry van gas aangesien die sterwinde en straling van die sterre die gasse weggestoot het.
- Wanneer hierdie gas teen die omringende digte wolke bots en dit saampers, kan die wolke onder hulle eie gravitasie ineenstort en begin om nuwe sterre te vorm.
- Die swerm nuwe sterre links bo is dalk op dié manier gevorm, aangesien dit op die rand van die groot, sentrale interstellêre borrel van die kompleks lê. Die sterre in hierdie swerm is nou besig om die geboortewolk weg te stoot en skep nuwe geleenthede vir 'n volgende stergeboorte.
-
Leerders kan dalk vra hoekom van hierdie beelde swart blokke in die boonste regterkantse hoek het. Dit lyk of 'n deel van die beeld weg is. Hierdie vreemde, trapvormige beelde kom van die Hubble-teleskoop se Wide Field and Planetary Camera 2, oftewel WFPC2. WFPC2 bestaan uit vier kameras wat elkeen 'n deel van 'n spesifieke teiken afneem. Dit is soos om vier foto's van dieselfde toneel te neem en hulle dan bymekaar te sit om 'n volledige prent te skep. Een van WFPC2 se kameras, die een bo regs, neem egter 'n vergrote beeld van die deel wat dit waarneem. Dit stel sterrekundiges in staat om meer besonderhede oor dié deel te bekom. Wanneer die beelde verwerk word, word die vergrote deel tot dieselfde grootte as die ander dele verklein sodat dit in die beeld pas. Dit is die rede vir die trapvormige patroon. Jy kan meer hieroor lees by: http://hubblesite.org/gallery/behind_the_pictures/wacky_shape/constructing.php
Is jy nuuskierig oor die heelal, maar weet nie lekker waar om te begin nie? Kyk na hierdie stap-vir-stap-gids oor hoe om 'n uitmuntende amateur-sterrekundige te word. http://www.unawe.org/awesome/
Die lewe van 'n ster
Hierdie afdeling behandel die hoofstadiums van 'n ster se lewe, van kleintyd tot bejaardheid. Leerders sal ook ontdek waarom sterre nie almal dieselfde lyk nie en waarom hulle teen verskillende tempo's evolueer en verskillende leeftye het: dit is as gevolg van verskille in hulle massas. Hulle sal leer hoe belangrik die massa van 'n ster is wanneer jy wil bepaal hoe dit evolueer en watter waarneembare eienskappe dit het.
- hoofsekwensie-ster
- rooireus
Sterre: Lewe en dood.
Die veronderstelling is dat 'n ster 'gebore' word wanneer kernfusie-reaksies binne die kern van die ster begin. Aanvanklik word waterstof diep binne die ster na helium omgeskakel. 'n Ster wat waterstof na helium omskakel, word 'n hoofsekwensie-ster genoem. Sterre spandeer die grootste deel van hulle lewe as hoofsekwensie-sterre wat waterstof na helium omskakel in hulle kerne. 'n Ster kan vir miljoene of miljarde jare 'n hoofsekwensie-ster bly.
Die meeste van die sterre in die heelal, omtrent 90%, is hoofsekwensie-sterre. Die Son is 'n hoofsekwensie-ster.
Hoofsekwensie-sterre is nie almal dieselfde nie. Hulle het verskillende massas as hulle gebore word. Dit hang af van hoeveel materie beskikbaar is in die newel waaruit hulle gevorm word. Hierdie sterre kan van soveel as 'n tiende van die massa van die Son tot 200 keer so massief wees. Sterre met verskillende massas het verskillende waarneembare eienskappe.
Ons assosieer gewoonlik rooi met warm en blou met koud, maar wanneer dit by sterre kom, is dit andersom. Hoe blouer die ster, hoe warmer is dit en hoe rooier die ster, hoe kouer.
Hoofsekwensie-sterre se kleur verskil ook afhangende van hulle oppervlaktemperatuur. Kyk na die volgende prent en gee die regte byskrifte vir die temperature van al die sterre deur die lys van temperature hieronder te gebruik. Watter ster verteenwoordig ons Son?
Lys van temperature: 3000 °C, 4500 °C, 6000 °C, 10 000 °C, 40 000 °C
Die volgende beeld wys die korrekte byskrifte vir die temperatuur van verskillende sterre.
Die geel ster is ons Son.
Waarom is warmer sterre blouer van kleur? Kan jy onthou wat jy in Graad 8 oor die spektrum van sigbare lig geleer het? Die kleur blou stem ooreen met lig by korter golflengtes (hoër frekwensies) as die kleur rooi. Korter golflengtes (hoër frekwensies) stem ooreen met hoër energievlakke en dus warmer temperature. Jy kan dit ook in die vlamme van 'n vuur of kers sien. As jy na die vlamme kyk, sal jy sien dat die middelste dele blouer (en warmer) is as die buitenste dele, wat geel en oranje is.
Die grootste sterre in die heelal.
Die kleure van sterre.
Neem Orion in die lentehemel waar
Die Orion-konstellasie is 'n maklike konstellasie om te herken. Dit is in stede asook in die donker naghemel sigbaar. In hierdie aktiwiteit sal leerders na die naghemel moet kyk om die konstellasie te sien, die sterre Betelgeuse en Rigel te identifiseer en die verskil in kleure op te let. Orion kom aan die begin van Oktober teen omtrent 00:30 in die ooste op, maar soos die maande aanloop kom dit vroeër op. Aan die begin van Desember kan jy Orion al vanaf 20:30 in die ooste sien. As dit onmoontlik is om hierdie konstellasies waar te neem, kan jy jou leerders vra om na die beeld van die konstellasie in die handboek te kyk.
Betelgeuse is so groot dat as dit die Son in die middel van ons sonnestelsel sou vervang, sy buitenste atmosfeer verby Jupiter se wentelbaan sou strek (kyk na die skaal links onder in die beeld).
MATERIALE:
- kaart van die hemelruim
INSTRUKSIES:
- 'n Helder hemelruim is nodig vir hierdie taak. Kyk in die aand na die ooste en identifiseer die konstellasie van Orion. 'n Foto van die konstellasie is in die handboek vir verwysing.
- Identifiseer die sterre Betelgeuse en Rigel.
Aan die begin van Oktober is Orion vanaf 00:30 tot vroegoggend in die ooste sigbaar. Van die begin van November is Orion van 22:30, en van die begin van Desember van 20:30 in die ooste sigbaar.
VRAE:
Waarom dink jy lyk die sterre verskillend? Wenk: Kyk weer na die diagram oor die kleure van sterre om te sien wat dit oor die temperatuur van sterre verklap.
Rigel is baie warmer as Betelgeuse, daarom is dit blouer.
Hoe lank 'n hoofsekwensie-ster leef hang af van hoe massief dit is. Die meer massiewe sterre beweeg vinniger na die volgende stadium van hulle lewe as sterre met 'n laer massa. Hulle is trouens vir 'n korter tyd hoofsekwensie-sterre as sterre met 'n laer massa.
'n Ster met 'n hoër massa bevat dalk meer materiaal, maar dit gebruik ook die materiaal vinniger op weens die hoër temperatuur. Die Son sal byvoorbeeld 10 miljard jaar as hoofsekwensie-ster bestaan, maar 'n ster 10 keer so massief sal slegs 20 miljoen jaar lewe. 'n Rooidwerg, wat die helfte van die massa van die Son is, kan 80 tot 100 miljard jaar leef.
Wanneer die waterstof in die middel van die ster opgebruik is, krimp die kern van die ster en word warmer. Dit veroorsaak dat die buitenste deel van die ster (die ster se atmosfeer) wat steeds meestal uit waterstof bestaan, begin uitdy. Die ster word groter en helderder en die oppervlaktemperatuur daal sodat dit rooi begin gloei. Die ster is nou 'n rooireus. Betelgeuse, wat ons in die vorige aktwititeit waargeneem het, is 'n rooireus.
Bolvormige swerms is veral nuttig vir die studie van stellêre evolusie aangesien al die sterre in die swerm min of meer dieselfde ouderdom (sowat 10-15 miljard jaar) is, maar verskillende stellêre massas het.
Waarom gloei 'n rooireus rooi?
Dit is rooi omdat dit afgekoel het in vergelyking met toe dit 'n hoofsekwensie-ster was.
Waarom dink jy word die rooireuse 'reuse-' sterre genoem?
Dit word 'n reus genoem omdat die buitenste lae uitgedy het en die ster baie groter is as toe dit 'n hoofsekwensie-ster was.
.
Die kern van die ster sal uiteindelik warm genoeg word vir die volgende kernreaksie om te begin: heliumatome bots en versmelt tot swaarder elemente soos koolstof en suurstof. Die helium in die kern sal egter uiteindelik opraak. Vanaf hierdie oomblik word die lot van die ster deur sy massa bepaal.
Wetenskaplikes ontdek 'n ster wat 'n nabye planeet verswelg.
Vir mediumgrootte sterre, soos die Son, sal die temperatuur in hulle kern nooit hoog genoeg word om die nuut gevormde koolstof en suurstof in swaarder elemente te versmelt nie. Hulle evolueer dus nie veel verder nie. Na die rooireus-stadium raak die ster onstabiel en sal uiteindelik sterf. Dit word in die volgende afdeling bespreek.
Blaai deur hierdie interaktiewe animasie om 'n idee te kry van die skaal van sommige sterre en ander voorwerpe in ons heelal. http://htwins.net/scale2/
Die animasie genoem in die besoekboksie voorsien 'n baie nuttige instrument om leerders 'n idee te gee van die skaal van die heelal. Indien moontlik, wys dit in jou klas en werk deur die skaal vanaf die mens tot jy by van die massiewe superreuse kom, en selfs verder. Jy sal ook die skaal van sommige voorwerpe wat in die hoofstuk genoem is kan sien, soos die Kreef-newel, die Groot Magellaanse Wolk en die Pilare van die skepping.
Die afsterwe van 'n ster
In hierdie afdeling sal leerders ontdek hoe sterre sterf. Die fokus is op die afsterwe van 'n laemassa-ster soos die Son. Volledigheidsonthalwe word die manier waarop 'n hoëmassa-ster sterf ook kortliks genoem. Daar is twee aktiwiteite in hierdie afdeling wat verband hou met die lewe van sterre soos ons Son. Albei van hulle het ten doel om leerders te help om te onthou en te verstaan wat die volgorde van die stadiums is wat 'n ster soos die Son tydens sy leeftyd ondergaan. Daar is baie onbekende terminologie in stellêre evolusie en dit kan verwarrend wees vir leerders. Hopelik sal die feit dat jy aktiwiteite doen eerder as om net oor die stadiums te lees, help dat leerders die onderwerp makliker verstaan.
Lees interessante artikels oor die jongste ontwikkelings in sterrekunde-navorsing op Space Scoop, 'n sterrekunde-nuusdiens. http://www.unawe.org/kids/
- planetêre newels
- witdwerg
- swartdwerg
- supernova
- neutronster
As 'n ster, nadat dit 'n rooireus geword het, die finale stadiums van sy lewe betree, raak dit onstabiel en dy herhaaldelik uit en krimp in. Dit veroorsaak dat die ster se buitenste lae los raak van sy binneste deel en amper onopgemerk in die ruimte in weggeblaas word. Wanneer die laaste van die gas in die buitenste lae weggeblaas is, vorm dit 'n dop wat voortdurend uitdy rondom die kern van die ster. Dit word 'n planetêre newels genoem. Planetêre newels gloei pragtig terwyl hulle die energie absorbeer wat deur die warm sentrale ster vrygestel word. Hulle kan in baie verskillende vorms, soos in die prent gewys, aangetref word.
Planetêre newels het niks met planete te make nie, maar hulle is in die 1700's so genoem omdat hulle, toe hulle met die destydse teleskope waargeneem is, soos planete gelyk het.
'n Planetêre newel is anders as 'n stellêre newel. 'n Stellêre newel is waar sterre gebore word, terwyl 'n planetêre newel is wat sommige sterre aan die einde van hulle lewe vorm.
Die Skoenlapper-newel is 'n sterwende ster wat eens vyf keer die massa van die Son was. Die deel wat soos skoenlappervlerke lyk is eintlik warm gaswolke wat teen 'n spoed van ongeveer 1 miljoen km per uur deur die ruimte beweeg. Dit is vinnig genoeg om in 24 minute van die Aarde na die Maan te reis!
Die Aarde wat oor 5 miljard jaar deur 'n rooireus verswelg word.
'n Toer van 'n planetêre newel.
'n Rukkie nadat die buitenste lae weggeblaas is, sal die sentrale ster se brandstof opraak. As dit gebeur, begin die sentrale ster sterf. Gravitasie veroorsaak dat die ster na binne ineenstort en ongelooflik dig en kompak raak. Dit is dan omtrent die grootte van die Aarde. Die ster het dan 'n witdwerg geword.
Witdwerge word só genoem omdat hulle so klein is en so warm is dat hulle 'n witwarm lig uitstraal. Die sentrale deel van sterre is baie warmer as die oppervlak. 'n Witdwerg word uit die oorblywende sentrale dele van 'n ster gemaak, wat verklaar hoekom hulle so warm is.
Die volgende beeld wys die relatiewe grootte van Sirius B, 'n nabygeleë witdwerg, in vergelyking met van die planete in ons sonnestelsel. Sterre en stellêre oorblyfsels kan kleiner as planete wees.
Witdwerge produseer nie meer energie deur kernreaksies nie en soos hulle energie in die vorm van lig en warmte na die ruimte uitgestraal word, koel hulle met verloop van tyd stadig af. Sodra al die energie uiteindelik weg is, sal hulle nie meer lig uitstraal nie. Die ster is nou 'n dooie swartdwerg en sal vir altyd so bly.
Witdwerge is so dig dat een teelepel van die materiaal van 'n witdwerg omtrent 100 000 kg sou weeg.
Die lewensiklus van 'n sonagtige ster
Hierdie aktiwiteit kan in pare of klein groepe gedoen word. Dit demonstreer die lewe van 'n sonagtige met gebruik van 'n geel ballon om die Son voor te stel. Leerders moet die instruksies volg om elke stadium wat 'n sonagtige ster deurgaan, te demonstreer. Die aktiwiteit is meer effektief in pare waar een leerder die instruksies gee en die ander leerder die aktiwiteit voltooi. As daar tyd is, kan julle die aktiwiteit herhaal en die pare omruil.
MATERIALE:
- geel ronde ballon - een per paar of groep
- swart merkpen
- rooi merkpen
- skêr
- klein wit polistireenbal, 2 cm in deursnee - een per paar
INSTRUKSIES:
- In hierdie aktiwiteit sal julle in pare werk. Een van julle sal die instruksies hieronder aan julle maat gee. Julle maat sal julle instruksies volg. Besluit wie die instrukteur en wie die eksperimenteerder gaan wees.
- Eksperimenteerder: Sit die wit polistireenbal in die afgeblaasde ballon.
- Instrukteur: Lees die stap-vir-stap-instruksies in die tabel hieronder (in volgorde) af. Sê eers die tyd vanaf die ster se geboorte wat in die linkerhandse kolom gegee word, en sê dan vir jou maat wat om met die ballon te doen.
- Eksperimenteerder: Volg die instruksies wat jou maat gee baie noukeurig. Jy sal demonstreer hoe 'n ster soos ons Son met verloop van tyd verander.
Nommer van stap | Instruksies |
1) 'n Ster word gebore | Blaas die ballon tot omtrent 6 cm in deursnee op. |
2) 5 miljoen jaar | Wag |
3) 10 miljoen jaar | Wag |
4) 500 miljoen jaar | Wag - planete vorm rondom die ster. |
5) 1 miljard jaar | Blaas die ballon 'n bietjie groter op. |
6) 9 miljard jaar | Blaas die ballon nog 'n bietjie groter op en kleur dit rooi in - dit is nou 'n rooireus. |
7) 10 miljard jaar | Blaas die ballon nog 'n bietjie groter op. Die buitenste lae word nou weggeblaas. Om dit na te boots moet jy die ballon stadig laat afblaas. Sny dan die ballon in stukke en strooi dit om die wit bal. Die ster het nou 'n witdwerg (die bal) geword wat omring is deur 'n planetêre newel (die stukkies van die ballon). |
8) 50 miljard jaar | Beweeg die planetêre newel verder weg van die witdwerg. |
9) 500 miljard jaar | Verwyder die planetêre newel en kleur die bal swart in - die ster is nou 'n swartdwerg. |
Die verskillende stadiums in die evolusie van 'n ster soos die Son word met 'n mens se lewensiklus vergelyk en in die diagram hieronder opgesom.
Kom ons ondersoek die lewe van ons ster, die Son, van naderby.
Hoe die Son sal sterf.
Die lewensiklus van die Son
INSTRUKSIES:
- Die diagram hieronder toon die lewe van ons Son. Die Son is 'n gewone tipe ster van gemiddelde grootte en massa.
- Voltooi die sinne deur die gapings in te vul wat die evolusie van ons Son met verloop van tyd opsom.
VRAE:
Die Son is tans omtrent halfpad deur sy lewe as 'n __________-ster. In omtrent 4,5 miljard jaar sal die Son opswel om 'n __________ te vorm wat die Aarde sal verswelg as dit gebeur.
Die Son is tans omtrent halpad deur sy lewe as 'n hoofsekwensie-sterre-ster. In omtrent 4,5 miljard jaar sal die son opswel om 'n rooireus te vorm wat die Aarde sal verswelg as dit gebeur.
Nadat die Son 'n rooireus geword het, sal dit mettertyd onstabiel raak en sy buitenste lae wegblaas om 'n pragtige __________ te vorm. Die sentrale kern van die Son sal ontbloot gelaat word in die middel van die planetêre newel.
Nadat die Son 'n rooireus geword het, sal dit mettertyd onstabiel raak en sy buitenste lae wegblaas om 'n pragtige planetêre newel te vorm. Die sentrale kern van die Son sal ontbloot gelaat word in die middel van die planetêre newel.
Sodra die brandstof in die kern van die Son op is, sal kernreaksies __________. Die Son sal dan 'n warm __________ word wat in die middel van die planetêre newel agtergelaat word.
Sodra die brandstof in die kern van die Son op is, sal kernreaksies stop. Die Son sal dan 'n warm witdwerg word wat in die middel van die planetêre newel agtergelaat word.
Aangesien daar geen verdere kernreaksies plaasvind nie, sal die witdwerg stadig afkoel terwyl dit lig uitstraal en sal dit uiteindelik 'n __________dwerg word.
Aangesien daar geen verdere kernreaksies plaasvind nie, sal die witdwerg stadig afkoel terwyl dit lig uitstraal en sal dit uiteindelik 'n swartdwerg word.
Vloeidiagramplakkaat oor die lewe van 'n sonagtige ster
In hierdie aktiwiteit sal leerders 'n plakkaat maak wat die verskillende stadiums van stellêre evolusie wat 'n sonagtige ster ondergaan, uitbeeld. Die idee is om 'n vloeidiagram te skep wat wys watter stadium na die volgende een lei. Leerders kan foto's of prente gebruik wat hulle van die internet afgelaai en druk, of hulle kan hulle eie prente teken, afhangende van die tyd en hulpmiddels beskikbaar. 'n Voorbeeld word hieronder gegee as riglyn.
MATERIALE:
- papier of karton vir plakkaat
- potlode, kryte of verf om te teken
- uitgedrukte foto's of prente van die verskillende stadiums in die Son se lewe
As leerders toegang tot die internet het, kan hulle prente van die verskillende stadiums uitdruk. Anders kan hulle die verwysingsdiagramme in die werkboek gebruik om prente te teken.
INSTRUKSIES:
- Teken 'n vloeidiagram wat die belangrikste stadiums in 'n sonagtige se lewe wys. Dit sluit die geboorte, lewe, veroudering en afsterwe van die ster in. As jy toegang tot foto's of tekeninge van die belangrikste stadiums het, kan jy dit op jou plakkaat plak eerder as om dit te teken.
- Gee byskrifte vir elke stadium en gebruik pyle om duidelik aan te dui in watter rigting die evolusionêre stadiums beweeg.
-
Gevorderd: Skryf neer ongeveer hoe lank elke stadium duur. Jy kan die tydlyn oor die evolusie van die Son in hierdie hoofstuk gebruik om jou te help.
VRAE:
Waar word sterre gebore?
In groot, koue wolke gas en stof wat newels genoem word.
Waarom word 'n rooireus so genoem?
Dit word 'n rooireus genoem omdat dit rooi van kleur is en baie groter as 'n hoofsekwensie-ster is.
Watter soort stellêre oorblyfsel word agtergelaat as 'n sonagtige ster sterf?
'n Witdwerg.
Wat is 'n planetêre newel?
'n Gloeiende newel wat gevorm word deur 'n uitdyende dop gas om 'n verouderde ster.
Hoe groot is 'n witdwerg?
Omtrent so groot soos die Aarde.
Die onderstaande inligting oor supernovas is nie in die KABV nie, maar word hier ingesluit aangesien die stellêre evolusie wat ons in die vorige afdelings bespreek het, klein en mediumgrootte sterre verduidelik. Reuse-sterre het 'n ander einde, soos ons hier sal bespreek.
Tot dusver het ons gekyk na sterre wat omtrent dieselfde massa as ons Son het. Wat gebeur met sterre wat nog meer massief is? Hoe sterf hulle?
Ons praat nie hier van groter sterre nie, maar eerder van sterre wat meer massief is. Dit is nie die grootte nie, maar die massa van 'n ster wat saakmaak.
Sterre wat meer as agt keer die massa van die Son is, se lewe eindig op 'n skouspelagtige manier. Wanneer die waterstof in hulle kerne uitgeput raak, swel hulle tot rooi superreuse op wat selfs groter as rooireuse is.
Die temperatuur in die kerne van hierdie superreuse raak hoog genoeg vir hulle om elemente te versmelt wat swaarder as helium en waterstof is.
'n Rooi superreus kan toenemend swaarder elemente oor 'n paar miljoen jaar versmelt totdat die kern met yster gevul is. Op hierdie punt hou kernreaksies op en die ster stort vinnig onder sy eie gravitasie ineen. Die buitenste lae wat ineenstort tref die klein sentrale kern met so 'n krag dat hulle terugbons en 'n rimpeling na buite stuur wat die ster se buitenste lae die ruimte in blaas in 'n massiewe ontploffing wat 'n supernova genoem word.
Die elemente wat binne-in sterre gemaak word, word deur die ruimte verstrooi wanneer die buitenste lae van die ster weggeblaas word in planetêre newels of supernovas. Die sterstof word herwin en gebruik om die volgende generasie sterre en planete te vorm. Die kalsium in ons bene en die yster in ons bloed is alles binne-in sterre gemaak.
Die Kreef-newel.
Japanese en Chinese sterrekundiges het die kragdadige supernova-gebeurtenis wat in 1054 tot die ontstaan van die Kreef-newel gelei het, opgeteken.
'n Supernova kan vir 'n week of so helderder as al die ander sterre in die sterrestelsel skyn. Dit raak egter vinnig dowwer. Die sentrale ster wat agtergelaat word, word óf van neutrone gemaak en 'n neutronster genoem óf, as die oorspronklike ster baie massief was, word 'n swartgat gevorm. Die oorblywende neutronster of swartgat word omring deur 'n uitdyende wolk baie warm gas.
'n Swartgat is 'n gebied in die ruimte waar gravitasie so sterk is dat selfs lig nie kan ontsnap nie. Die gravitasie is so sterk omdat materie in 'n baie klein ruimte ingedruk is. Dit kan gebeur as 'n ster sterf. As lig nie kan ontsnap nie, kan jy nie regtig 'n swartgat sien nie. Swartgate kan opgemerk word as gevolg van hulle gravitasie-effek op sigbare voorwerpe wat naby hulle kom, of in die geval van 'n swartgat wat aktief materiaal uit sy omgewing absorbeer kan hierdie materiaal dalk lig uitstuur voor dit in die swartgat ingesuig word. Behalwe stellêremassa-swartgate is daar ook baie meer massiewe swartgate in die middel van sterrestelsels wat supermassiewe swartgate genoem word.
Die grootste swartgate in die heelal en wat binne swartgate is
In Februarie 1987 het sterrekundiges 'n supernova-ontploffing, genaamd Supernova 1987A, waargeneem. Dit was een van die helderste stellêre ontploffings wat waargeneem is sedert die teleskoop 400 jaar gelede ontwikkel is. Die supernova behoort aan die Groot Magellaanse Wolk, 'n sterrestelsel wat omtrent 168 000 ligjare weg is. Hoewel die stellêre ontploffing omtrent 166 000 v.C. plaasgevind het, het die lig minder as 25 jaar gelede eers hier aangekom.
Supernovas is al voor die ontdekking van die teleskoop met die blote oog waargeneem. Op 9 Oktober 1604 het sterrekykers, insluitend die sterrekundige Johannes Kepler, 'n 'nuwe ster' in die lug raakgesien. Noudat ons beelde van die oorblyfselfs van die supernova het weet ons dat dit nie 'n nuwe ster was nie, maar eerder die dood van 'n massiewe ster.
Kepler se supernova was die laaste ontploffende supernova wat in ons Melkweg gesien is.
Hoeveel mense is op die oomblik in die ruimte? http://www.howmanypeopleareinspacerightnow.com/
Opsomming
- Sterre word in reuse- koue wolke gas en stof, wat newels genoem word, gebore.
- 'n Ster word gebore sodra dit warm genoeg raak vir versmeltingsreaksies om in die kern plaas te vind.
- Sterre bring die grootste deel van hulle lewe as hoofsekwensie-sterre deur wat waterstof en helium in hulle kern versmelt.
- Die Son is halfpad deur sy lewe as 'n hoofsekwensie-ster en sal oor 4,5 miljard jaar opswel om 'n rooireus te vorm
- Sterre soortgelyk aan ons Son eindig hul lewe as planetêre newels en laat 'n klein, warm witdwerg in die middel van die planetêre newel agter.
Konsepkaart
Die konsepkaart van die lewensiklus van sterre is begin, maar jy moet dit klaarmaak deur die konsepte vir elke stadium, naamlik geboorte, lewe en afsterwe van 'n ster, op te som.
Hersieningsvrae
Wat is die naam van die reuse-wolke waar sterre gevorm word? [1 punt]
Newels
In die menslike lewensiklus is 'n fetus die ongebore baba in die moeder se baarmoeder. Wat word die ekwivalente stadium in 'n ster se lewensiklus genoem? [1 punt]
Dit word 'n protoster genoem.
Onder watter omstandighede kan sterrekundiges tegnies sê dat 'n ster gebore is? [1 punt]
As daar genoeg gas en stof is vir die temperatuur om hoog genoeg te word dat kernreaksies kan begin, sal die protoster tegnies 'n ster wees.
Watter kleur ster is warmer, wit of geel? [1 punt]
'n Wit ster is warmer as 'n geel ster.
Watter kernreaksie ondergaan 'n hoofsekwensie-ster? [2 punte]
'n Hoofsekwensie-ster verander waterstof na helium in sy kern. Dit word kernfusie genoem.
Sodra die Son se totale waterstofvoorraad opgebruik is, sal dit swel om watter soort ster te vorm? [1 punt]
'n Rooireus.
Laemassa-sterre soos die Son werp hulle buitenste lae af. Wat is die naam van die voorwerp wat hulle vorm as hulle dit doen? [1 punt]
Laemassa-sterre werp hulle buitenste lae af en vorm 'n planetêre newel.
Watter soort ster bly agter na 'n planetêre newel? [1 punt]
'n Witdwerg.
Wat is die verskil tussen 'n stellêre newel en 'n planetêre newel? [2 punte]
'n Stellêre newel is waar sterre gebore word, terwyl 'n planetêre newel is wat 'n ster aan die einde van sy leeftyd vorm.
Bestudeer die volgende diagram oor 'n ster se evolusie.
-
Verskaf byskrifte vir die verskillende stadiums. [5 punte]
Byskrif
Stadium
A
B
C
D
E
-
Wat gebeur by stadium B om C te vorm? [2 punte]
-
'n Rukkie nadat die buitenste lae by stadium D weggeblaas is, sal die brandstof van die sentrale ster uitgeput wees. Wat veroorsaak dat die ster ineenstort om E te word? [1 punt]
-
Wat sal uiteindelik met die ster gebeur na stadium E? [1 punt]
Byskrif
Stadium
A
Stellêre newel
B
Hoofsekwensie-ster/Geel ster
C
Rooireus
D
Planetêre newel
E
Witdwerg
-
As die waterstof in die middel van die ster uitgeput is, sal die kern van die ster krimp en verhit. Die buitenste deel van die ster, wat steeds meestal uit waterstof bestaan, begin uitdy. Die ster word groter, helderder en sy oppervlaktemperatuur begin afkoel, dus gloei dit rooi. Die ster is nou 'n rooireus.
-
Gravitasie veroorsaak dat die ster ineenstort om 'n baie digte ster te vorm.
-
Die energie van die witdwerg sal uitgeput word en dit sal ophou lig uitstuur en vir ewig 'n swartdwerg word.
Massiewe sterre sterf in kragtige ontploffings. Wat word hierdie ontploffings genoem? [1 punt]
Supernova-ontploffings
Totaal [21 punte]
