Nevels

Nevels, ze zijn er in allerlei soorten en maten. Ieder heeft weer zijn eigen kenmerken en duur van leven. De één staat voor de dood van een ster, de ander staat aan de wieg van misschien wel duizenden sterren.

Er is echter één ding wat ze allemaal gemeen hebben: hun prachtige kleuren en vormen zijn met telescopen op duizenden lichtjaren afstand nog zichtbaar.

Nevel is een term uit de astronomie. Het komt van het Latijnse woord 'nebula' (meervoud 'nebulae') en betekent 'nevel' of 'mist'. Het is een verzamelnaam voor grote objecten in de ruimte. De term nevel is een verouderde benaming en stamt uit de tijd dat telescopen nog niet zo nauwkeurig waren als tegenwoordig. Een meer modernere term voor nevels is 'interstellaire gas- en stofwolken'.

De verouderde benaming is gebruikt voor de volgende objecten:

Sterrenstelsels: Dit zijn stelsels van miljarden sterren met een diameter van rond 100.000 lichtjaar. Dit zijn de grootste nevels. Een lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt, dat is 9,46 biljoen kilometer, ofwel 236,0755 miljoen rondjes om de Aarde (over de evenaar). Het sterrenstelsel waar ons zonnestelsel in zit, heet de Melkweg.
Bolvormige sterrenhoop: Dit zijn door zwaartekracht gebonden sterrengroepen van enkele duizenden sterren, die verspreid liggen binnen een sterrenstelsel.
Open sterrenhoop: losse groepen van enkele tientallen tot honderden jonge sterren, ook wel galactische clusters genoemd.

Hoe ontstaan nevels ?

Nevels ontstaan door doodgaande sterren. Die sterren werpen schillen van hun buitenkant af, waardoor er gas- en stofdeeltjes de ruimte inkomen. Die deeltjes zijn er in een grote hoeveelheid, waardoor er dus een soort mist ontstaat. Nevels en gaswolken worden beschouwd als de geboorteplaats van sterren. In dezelfde wolk ontstane sterren vormen soms met elkaar een sterrenhoop, die bestaat uit slechts enkele tot een paar duizend sterren. Een sterrenhoop kan uiteenvallen door zwaartekrachtwerkingen van andere kosmische formaties.

Soorten nevels

Emissienevels

Een emissienevel is een diffuse nevel. Dat betekent dat deze nevel een grillige vorm heeft. Emissienevels zijn gaswolken met hoge temperatuur. Wanneer een heldere nevel in de buurt van een hele hete ster staat, kan het voorkomen dat de gasatomen in de nevel door de hitte geïoniseerd worden door de ultraviolette straling van de ster. Deze verhitting gebeurt meestal door jonge sterren, die net uit het gas en stof van de nevel zijn ontstaan. De verhitting zorgt ervoor dat het gas en stof energie opnemen (ioniseren). Deze energie wordt vervolgens weer vrijgegeven door het uitzenden van straling. Vandaar de naam emissienevel (van de emissie van straling). De gaswolk gaat hierdoor zelf licht geven en wordt dan een H-II-gebied genoemd. Deze zijn herkenbaar aan de warm rode kleur, en alleen zichtbaar met een telescoop. Een bekend voorbeeld van een emissienevel is de Orionnevel M42.

Reflectienevels

Een reflectienevel is ook een diffuse nevel. Reflectienevels zijn licht reflecterende stofwolken. Ze zijn aan de hemel zichtbaar, doordat het licht van naburige sterren door het stof in de nevel wordt gereflecteerd. In feite wordt het licht door het stof verstrooid, net als bij de reflector van een fiets. Dit licht kan komen van jonge sterren, die net uit het gas en stof van de nevel zijn ontstaan, en niet helder en warm genoeg zijn om het aanwezige gas te ioniseren (waardoor een H-II-gebied zou zijn ontstaan). Bij andere reflectienevels komt het licht van sterren die zich toevallig in de buurt van een interstellaire stofwolk bevinden. Vaak de plaats van het ontstaan van jonge sterren. Reflectienevels kun je herkennen aan een blauwe uitstraling, maar ook om dat te zien heb je een telescoop nodig. Een voorbeeld hiervan is M78 in Orion.

Donkere nevels

Donkere- of absorptie-nevels zenden zelf geen licht uit. Ze zijn soms aan de hemel zichtbaar, doordat een donkere wolk van gas en stof afsteekt tegen een heldere achtergrond. Die heldere achtergrond kan een groep sterren zijn of een andere nevel die wel licht uitzendt. Ze blokkeren het licht van die andere bronnen. Donkere nevels zijn ook diffuus. Een bekend voorbeeld van donkere nevels is de Paardenkopnevel.

Planetaire nevels

Planetaire nevels zijn gaswolken die ontstaan als oudere, lichte sterren op het einde van hun leven (als de ster rode reus is) een veelkleurige gasnevel van hun buitenzijde wegblazen. Ze bevatten gas dat uitgestoten wordt door sterren en verrijkt is met zwaardere elementen zoals koolstof, zuurstof, stikstof en silicium. Vandaar de verschillende kleuren in de nevel. Een planetaire nevel is een uitdijende gasschil in de ruimte. Ze hebben een duidelijke vorm en zijn niet diffuus. Een voorbeeld hiervan is de kattenoognevel. De centrale ster die de nevel heeft veroorzaakt is nog in het midden van de nevel als een witte punt te zien. Het is nu een witte dwerg.

Wat is een interstellaire gas- of stofwolk?

De ruimte tussen de sterren is niet helemaal leeg. Deze ruimte wordt het Interstellaire Medium genoemd. Er bevinden zich talloze gas- en stofdeeltjes. Deze deeltjes noemen we interstellaire materie. Onder materie verstaan we alles wat ruimte inneemt. Het is afkomstig van het woord materiaal. Interstellair betekent 'tussen de sterren'. De interstellaire materie bestaat voor ongeveer 60% uit waterstof, 38% uit helium en 2% uit zwaardere elementen.
Het totale gewicht van de interstellaire materie is voor 99% afkomstig van het gasvormig deel en slechts 1% van het stof. De stofkorrels bevatten vooral zware elementen. Ze bestaan voornamelijk uit silicaten (een soort zandkorreltjes) of koolstof (een soort roetkorreltjes) met een dun laagje ijs eromheen. Ze hebben gemiddeld een doorsnede van 0,001 tot 0,0001 mm en een massa van één tienbiljoenste gram! Dat betekent dat 10 biljoen (10.000.000.000.000) korrels samen slechts één gram wegen. De dichtheid van de interstellaire materie komt gemiddeld overeen met 0,8 atomen per kubieke centimeter. Dit is vele malen ijler dan het sterkste vacuum dat we in een laboratorium op aarde kunnen maken. Op sommige plaatsen in de ruimte, is de dichtheid echter veel groter. Dat betekent dat de gas- en stofdeeltjes daar veel dichter naast elkaar zitten. Daar komen uitgestrekte nevels voor, net als een soort mist. Bestaan deze nevels uit gassen, dan noemen we ze gasnevels. Bestaan ze echter uit stof, dan worden ze stofnevels genoemd. Op plekken waar nieuwe sterren ontstaan is de dichtheid zo groot geworden, dat de deeltjes elkaar gaan aantrekken en er uiteindelijk een geconcentreerde bol van gas ontstaat. Dat wordt dan de nieuwe ster. Als een oude ster sterft, blaast hij d.m.v. explosies het gas de ruimte weer in. Op deze manier is er dus een soort levenscyclus van Ster-Gas-Ster in de ruimte.

Hoe ontstaat een ster in een interstellaire gaswolk?

Deze interstellaire gaswolken zijn gewoonlijk heel ijl en onveranderlijk. Maar als hun toestand op een bepaald moment wordt verstoord, bijvoorbeeld doordat er een schokgolf van een nabije ontploffende ster (supernova) doorheen gaat, kan de situatie flink veranderen. In de gaswolk kunnen dan kleine opeenhopingen van gas en stof ontstaan, die onder invloed van de zwaartekracht steeds groter worden. Verreweg de meeste materie komt in het centrum van zo’n opeenhoping terecht. De rest vormt een platte schijf die daar omheen draait. Dit hele proces duurt volgens computerberekeningen slechts ongeveer een miljoen jaar. In het centrum van de gasophoping ontstaat op een gegeven moment 'vanzelf' een ster, in ons geval dus de zon. De temperatuur en druk lopen in het inwendige van de gasconcentratie zo hoog op, dat er spontane kernfusie gaat optreden. De waterstofatomen in het gas botsen daarbij met zo’n grote snelheid op elkaar, dat ze kunnen samensmelten tot heliumatomen. Bij deze reactie, dezelfde die ook in waterstofbommen optreedt, komt veel energie vrij in de vorm van warmte en licht. De ster gaat stralen. In de schijf rond de jonge ster treedt ondertussen een samenklonteringsproces op. Het is belangrijk om te weten dat de temperatuur in zo’n gaswolk in de ruimte ontzettend laag is, namelijk ongeveer 260 graden onder nul! Pas als er een ster is ontstaan, zal het in het binnenste gedeelte van de gaswolk (veel) warmer worden. De materie in de schijf bestaat onder deze omstandigheden eigenlijk uit twee bestanddelen: stofdeeltjes en ijsdeeltjes (bevroren gassen). Door samenklontering vormen deze deeltjes brokstukjes die eerst niet veel groter zijn dan een paar centimeter, maar al snel aangroeien tot objecten van kilometerformaat. Dat worden planetesimalen genoemd. Deze planetesimalen draaien elk in een eigen baan om de ster. Maar omdat het er zo veel zijn, komen ze vaak met elkaar in botsing. Soms leidt dat tot een complete versplintering, maar soms ook smelten de beide objecten samen tot één groter object. Bij herhaling ontstaat uiteindelijk, na een proces van vallen en opstaan dat ongeveer ook een miljoen jaar duurt, een planeet of, zoals in ons zonnestelsel, een familie van (negen) planeten. Dat betekent niet dat er na die eerste paar miljoen jaar niets bijzonders meer gebeurt in het ontstane sterrenstelsel. Want hoewel in ons zonnestelsel de meeste planetesimalen al heel snel door een planeet of de zon waren ingevangen, konden velen nog lange tijd bestaan. Sterker nog: ook nu nog wemelt het in ons zonnestelsel van de planetesimalen, alleen noemen we ze nu anders. Nu heten ze planetoïden, kometen en meteoroïden.

Hoe is de zon ontstaan?

De zon is op dezelfde manier gevormd als alle andere sterren, namelijk door samentrekking van een grote wolk van gas en stof, een nevel. De Melkweg zit vol met dergelijke wolken, waar vaak actieve sterrenvorming plaatsvindt. Aan de hand van onderzoek hiernaar kunnen we theorieën opstellen over het ontstaan van de zon, 4,5 miljard jaar terug.