Zonnestelsel: aarde, zon, maan en planeten

De zon is een ster: een enorme bol heet gas. Ze maakt zelf licht en warmte. De sterren die je ’s nachts ziet, doen dat ook.

Waarom de zon zo helder lijkt

Hoe helder een licht lijkt, hangt af van hoeveel licht het uitstraalt en van de afstand. Denk aan twee gelijke zaklampen. Houd er één dichtbij en verplaats de andere naar de overkant van een veld. De lamp die verder weg is, lijkt zwakker, ook al geven ze allebei evenveel licht.

De zon staat ongeveer 150 miljoen km van de aarde. De ster die daarna het dichtstbij staat, Proxima Centauri, staat ongeveer 40 biljoen km verderop. Dat is ongeveer 270.000 keer zo ver als de zon. Je hebt een telescoop nodig om haar te zien.

Sommige sterren stralen veel meer licht uit dan onze zon. Sirius straalt ongeveer 25 keer zoveel uit. Toch lijkt deze ster zwak naast de zon, omdat ze ver weg staat. Haar licht doet er ongeveer 8,6 jaar over om ons te bereiken. Een lichtjaar is een maat voor afstand: hoe ver licht in één jaar reist. Dat is ongeveer 9,5 biljoen km.

Binnen in de zon

De zon bestaat vooral uit de gassen waterstof en helium. Diep in haar kern is de temperatuur ongeveer 15 miljoen °C. Daar wordt haar energie gemaakt. Haar gloeiende oppervlak is ongeveer 5.500 °C.

Er zouden ongeveer 109 aardes naast elkaar over de breedte van de zon passen. Er zouden ongeveer 1,3 miljoen aardes in passen. Andere sterren kunnen veel groter of veel kleiner zijn.

Licht heeft tijd nodig om te reizen

Zonlicht heeft ongeveer acht minuten nodig om de aarde te bereiken. Het zonlicht dat je nu bereikt, vertrok dus acht minuten geleden van de zon. Licht van Proxima Centauri doet er meer dan vier jaar over.

Zonlicht verwarmt de grond en helpt het weer en de waterkringloop aan te drijven. Planten gebruiken het om voedsel te maken. Zonnepanelen gebruiken het om elektriciteit te maken. De zon is de belangrijkste bron van licht en warmte voor de aarde.

Overdag staan er nog steeds sterren boven je. Zonlicht verspreidt zich door de lucht rond de aarde en maakt de hemel licht. Die lichte hemel maakt de veel zwakkere sterren onzichtbaar.

Kijk nooit recht in de zon, ook niet met een zonnebril. Kijk er nooit naar door een verrekijker of telescoop. Het licht kan je ogen blijvend beschadigen. Gebruik schaduwen om zonlicht veilig te onderzoeken.

De aarde, de zon en de maan zijn bijna bollen. Een bol heeft een ronde balvorm. Elk punt op het oppervlak ligt even ver van het middelpunt. De aarde is rond het midden iets breder, maar een wereldbol laat haar vorm goed zien.

Wat het bewijs laat zien

Ruimtevaartuigen hebben de aarde vanuit veel richtingen gefotografeerd. De foto’s tonen een ronde wereld met een gebogen rand. Reizigers kunnen steeds verder rond de aarde gaan en terugkeren naar hun vertrekpunt.

Een schip in de verte geeft nog een aanwijzing. Als het voorbij de horizon vaart, verdwijnt de onderkant eerder dan de mast. Het gebogen aardoppervlak verbergt de onderste delen het eerst. Vanaf een hoge toren kun je verder over die kromming heen kijken.

De maan houdt haar ronde buitenrand terwijl haar verlichte vorm verandert. Een bal die van één kant wordt verlicht, kan een sikkel laten zien. De grens tussen licht en donker loopt er gebogen overheen. Bij halve maan lijkt die grens bijna recht. Een platte plaat zou er smal uitzien als je vanaf de zijkant kijkt.

Zwaartekracht trekt materiaal van alle kanten naar het middelpunt. Daardoor worden grote hemellichamen rond. Kleinere ruimtestenen kunnen onregelmatig van vorm blijven. Ook op aarde trekt de zwaartekracht je naar het middelpunt van de aarde. Mensen aan verschillende kanten van de aarde hebben elk hun eigen richting van “beneden”.

Bouw een model van de afmetingen

De aarde is ongeveer 12.800 km breed. De maan is ongeveer 3.500 km breed. De zon is ongeveer 1,4 miljoen km breed.

Gebruik een kraal van 1 cm breed voor de aarde. Maak de maan dan ongeveer 3 mm breed. De zon moet ongeveer 1,1 meter breed zijn. Je hebt een veel groter voorwerp nodig dan nog een kraal!

Ook voor afstand is ruimte nodig. De echte maan staat ongeveer 384.000 km van de aarde. Dat is ongeveer 30 keer de breedte van de aarde. Plaats in het kralenmodel de maan ongeveer 30 cm van de aarde. Op veel afbeeldingen van de ruimte worden de tussenruimtes kleiner gemaakt om alles op een pagina te laten passen.

Waarom twee ongelijke werelden op elkaar lijken

De zon en de maan lijken aan onze hemel ongeveer even breed. De zon is in werkelijkheid ongeveer 400 keer zo breed als de maan. Ze staat ook bijna 400 keer zo ver weg. Door die extra afstand lijkt haar enorme breedte veel kleiner.

Vergelijk eens een kleine bal dichtbij met een grotere bal verder weg. Als je de grote bal verder weg houdt, lijkt hij smaller. Zijn echte breedte blijft gelijk. Bij verre ballen zorgt een twee keer zo grote afstand ervoor dat de schijnbare breedte ongeveer de helft wordt. Een bal van 2 cm kan even breed lijken als een bal van 1 cm als hij twee keer zo ver weg is. Vraag je bij een afbeelding van de ruimte altijd af of die echte afmetingen, echte afstanden of alleen de volgorde van hemellichamen laat zien.

De aarde draait om een denkbeeldige lijn die haar as heet. De lijn loopt door de noordpool en de zuidpool. Eén volledige draai is een rotatie. De aarde draait ongeveer eens in de 24 uur rond.

Volg zonsopkomst tot zonsondergang

De zon verlicht de helft van de aarde die naar haar toe is gericht. Op plaatsen op die helft is het dag. Op plaatsen die van de zon af zijn gericht, is het nacht. De zon blijft schijnen terwijl de aarde draait.

Schijn in een donkere kamer met een zaklamp op een wereldbol. Plak een sticker op de wereldbol voor je woonplaats. Houd de zaklamp stil. Kijk van boven de noordpool naar beneden en draai de wereldbol tegen de klok in.

1. Begin met de sticker in het donker.
2. Draai totdat de sticker in het licht komt. Dit stelt zonsopkomst voor.
3. Draai verder door de verlichte helft. Dit stelt de dag voor.
4. Draai de sticker weer het donker in. Dit stelt zonsondergang en daarna de nacht voor.

De zaklamp hoeft nooit om de wereldbol heen te gaan. Door de draaiing van de aarde gaat elke plaats door het licht.

Welke kant draait de aarde op?

De aarde draait van west naar oost. Bij zonsopkomst draait jouw woonplaats naar de oostelijke hemel toe. De zon lijkt naar het westen langs de hemel te gaan omdat jij de andere kant op beweegt.

Een volledige draai is 360°. Verdeel die draai over ongeveer 24 uur. De aarde draait elk uur ongeveer 15°. Bij de evenaar beweegt de grond elk uur ongeveer 1.670 km. Jij, de lucht en de dingen om je heen bewegen mee met de aarde. Je voelt geen plotselinge duw door deze gelijkmatige beweging.

Hier dag, ergens anders nacht

Twee stickers aan tegenovergestelde kanten van de wereldbol zijn verschillend gericht. Als de ene naar het licht is gericht, is de andere ervan af gericht. Zo kun je verklaren dat een vriend of vriendin ver weg op aarde kan slapen terwijl jij luncht.

Tijdzones groeperen plaatsen die dezelfde kloktijd gebruiken. Ze helpen de kloktijd aan te laten sluiten bij het dagelijkse patroon van licht op verschillende plaatsen. Door de wereldbol te draaien kun je uitleggen waarom ze nodig zijn.

Het woord “dag” kan een hele dag van 24 uur betekenen. Het kan ook alleen het lichte deel betekenen. Daglicht en duisternis duren niet elke dag elk 12 uur. Hun lengte hangt af van het seizoen en de plaats waar je bent.

Houd de twee bewegingen van de aarde uit elkaar. De draaiing verklaart het dagelijkse patroon van licht en donker. De tocht om de zon duurt een jaar.

Kijk wat er gebeurt als je naast een raam draait. Het uitzicht lijkt in de tegenovergestelde richting voorbij te schuiven. De draaiing van de aarde verandert je uitzicht op de hemel op een vergelijkbare manier.

De dagelijkse baan van de zon aan de hemel

De zon lijkt aan de oostelijke hemel op te komen. Ze klimt, bereikt rond het middaguur haar hoogste punt en gaat in het westen onder. Dit is schijnbare beweging: beweging die je ziet doordat jouw standpunt verandert.

De aarde draait naar het oosten. Daardoor lijkt de zon naar het westen te bewegen. Ook de maan en de sterren lijken in de loop van een dag of nacht naar het westen langs de hemel te gaan.

Waar de zon precies opkomt, verandert met het seizoen. Rond de nachteveningen komt ze precies in het oosten op en gaat ze precies in het westen onder. Vanaf het noordelijk halfrond komt ze in de zomer ten noorden van het oosten op en in de winter ten zuiden van het oosten.

Ook waar je woont, verandert je uitzicht rond het middaguur. Ten noorden van de tropen staat de zon op haar hoogste punt aan de zuidelijke hemel. Ten zuiden van de tropen staat ze aan de noordelijke hemel. Dat geldt voor het grootste deel van Australië en heel Nieuw-Zeeland.

Volg sterren gedurende één nacht

Sterren houden hun bekende patronen terwijl ze samen lijken te draaien. Ze razen niet elke nacht afzonderlijk om de aarde. Je kijkt vanaf een draaiende planeet.

Stel je voor dat je vanaf dezelfde plek twee foto’s van de nachthemel maakt. Maak de tweede twee uur na de eerste. De aarde draait ongeveer 15° per uur, dus draait je standpunt ongeveer 30°. De posities van sterren veranderen op de foto’s. Dat betekent niet dat elke ster 30° hoger komt. De baan van een ster hangt af van welke ster het is en waar je staat.

Een bijna stilstaande ster

Op het noordelijk halfrond verandert de Poolster nauwelijks van plaats. Ze ligt boven de noordpool bijna in het verlengde van de aardas. Andere noordelijke sterren lijken eromheen te draaien als de aarde draait.

Denk aan een draaiend wiel. Het midden blijft op zijn plaats terwijl punten verder naar buiten ronddraaien. In deze vergelijking ligt de Poolster dicht bij de richting van het midden van het wiel.

Mensen op het zuidelijk halfrond kunnen de Poolster niet zien. Hun sterren lijken om een punt aan de zuidelijke hemel te draaien. Er staat geen heldere ster bij dat punt.

Sterren blijven overdag aan de hemel, maar zijn door de lichte hemel niet te zien. De maan is overdag vaak wel te zien.

Een schaduw ontstaat waar een voorwerp licht tegenhoudt. Zonlicht gaat langs rechte lijnen. De grond achter een stok ontvangt minder licht en ziet er daarom donker uit. De schaduw wijst van de zon af.

Laag licht maakt een lange schaduw

Zet speelgoed naast een zaklamp op een tafel. Houd de zaklamp laag. Het speelgoed werpt een lange schaduw. Houd het speelgoed stil en breng het licht omhoog. De schaduw wordt korter.

Buiten zorgt laag zonlicht vroeg in de ochtend en laat in de middag voor lange schaduwen. Als de zon het hoogst staat, is de schaduw van een rechtopstaande stok het kortst. Het ochtendzonlicht komt uit het oosten, dus wijst de schaduw naar het westen. Laat in de middag komt het zonlicht uit het westen, dus wijst de schaduw naar het oosten.

Ten noorden van de tropen staat de middagzon in het zuiden. Een schaduw wijst daar rond het middaguur naar het noorden. Ten zuiden van de tropen is die richting rond het middaguur omgekeerd.

Meet één stok gedurende een dag

Gebruik dezelfde rechtopstaande stok op dezelfde plek. Meet vanaf de voet van de stok tot aan het uiteinde van de schaduw. Noteer telkens zowel de tijd als de lengte. Deze modelresultaten laten een mogelijk patroon zien voor een stok van 1 meter:

In dit voorbeeld staat de zon om 12:45 uur ’s middags het hoogst. Lees de kolom met lengtes van boven naar beneden. De schaduw wordt korter, bereikt een minimum en wordt weer langer.

Zet de tijd onderaan een grafiek. Zet de schaduwlengte langs de zijkant en geef de meters duidelijk aan. Zet elk paar als punt in de grafiek en verbind punten naast elkaar voor een lijndiagram. De lijn vormt een dal. Zowel om 10:45 uur ’s ochtends als om 2:45 uur ’s middags is de lengte 1,59 m; gelijke lengtes kunnen aan weerszijden van het middaguur voorkomen.

Vergelijk dagen zorgvuldig

De kortste schaduw valt niet altijd om 12:00 uur op de klok. Tijdzones en zomertijd beïnvloeden wat de klok aangeeft. Gebruik het minimum van de schaduw om te bepalen wanneer de zon het hoogst staat.

Het patroon verandert ook met het seizoen. In Amsterdam heeft een stok van 1 meter rond het middaguur eind juni een schaduw van ongeveer 0,6 m lang. Eind december is die ongeveer 4,0 m. De winterzon blijft lager.

Een zonnewijzer gebruikt een bewegende schaduw om de tijd aan te geven. De wijzer blijft stilstaan terwijl de draaiing van de aarde de richting van het licht verandert.

Een baan is de gebogen weg die een voorwerp om een ander voorwerp volgt. De aarde draait in een baan om de zon. Eén volledige tocht is een omloop en duurt één jaar.

Twee bewegingen tegelijk

Draai een wereldbol om zijn as terwijl je hem om een lamp draagt. De draaiing stelt de dagelijkse rotatie van de aarde voor. De tocht om de lamp stelt haar jaarlijkse omloop voor. De aarde doet beide tegelijk.

De baan van de aarde is bijna een cirkel. Haar afstand tot de zon verandert van ongeveer 147 miljoen tot 152 miljoen km. Veel tekeningen rekken de baan uit zodat je de vorm kunt zien. Daardoor lijkt de verandering in afstand veel groter dan ze is.

De aarde legt elk jaar ongeveer 940 miljoen km af in haar baan. Ze beweegt ongeveer 30 km per seconde. De zwaartekracht van de zon, een aantrekkende kracht, zorgt ervoor dat de baan rond de zon blijft buigen. Zwaartekracht houdt ook de andere planeten in hun baan.

Waarom februari soms een extra dag krijgt

Een jaar van de aarde duurt ongeveer 365¼ dagen. Een gewoon kalenderjaar heeft 365 dagen. Daardoor blijft elk jaar ongeveer een kwart dag ongeteld.

Denk aan vier gewone jaren. Na één jaar is de ontbrekende tijd ongeveer een kwart dag. Na twee jaar is het een halve dag. Na drie jaar is het driekwart dag. Na vier jaar is het ongeveer een hele dag.

Een schrikkeljaar krijgt 29 februari erbij en heeft daarmee 366 dagen. De meeste jaren die deelbaar zijn door vier zijn schrikkeljaren. Zo zijn 2024 en 2028 schrikkeljaren.

Het echte jaar is iets korter dan 365¼ dagen. Daarom geldt voor eeuwjaren een extra regel: ze moeten deelbaar zijn door 400. Het jaar 2000 voldeed daaraan. De jaren 1900 en 2100 voldoen er niet aan. Deze kleine correctie houdt de kalender gedurende vele eeuwen in de pas met de seizoenen.

Hoe mensen een oud beeld onderzochten

Veel mensen zagen de aarde ooit als een vast punt in het midden. In 1543 beschreef Nicolaas Copernicus hoe de aarde en de planeten om de zon draaien.

Rond 1610 gebruikte Galileo een telescoop om naar de hemel te kijken. Hij zag manen om Jupiter draaien. Dat liet zien dat hemellichamen ook om iets anders dan de aarde konden draaien. Hij zag ook dat Venus een volledige reeks fasen doorliep. Die waarnemingen pasten bij Venus die om de zon draait en stelden het oude model met de aarde in het midden ter discussie.

De aardas helt ongeveer 23,4° over, vaak afgerond op 23,5°. Dit is de schuine stand van de aardas. De as blijft het hele jaar bijna dezelfde kant op wijzen in de ruimte.

Neem de schuine stand mee rond de zon

Zet een lamp midden in een kamer. Houd een wereldbol schuin en richt het uiteinde bij de noordpool naar één muur. Draag de wereldbol om de lamp heen. Laat de as naar diezelfde muur blijven wijzen.

Aan de ene kant van de lamp helt het noordelijk halfrond naar het licht toe. Een halve omloop later helt het ervan af. Je hoeft de as nooit heen en weer te kantelen. Door de veranderende positie van de aarde is dezelfde vaste schuine stand naar de zon toe of ervan af gericht.

Rond juni helt het noordelijk halfrond naar de zon toe. Rond december helt het ervan af. Het zuidelijk halfrond helt op elk van die momenten de tegenovergestelde kant op ten opzichte van de zon.

Waarom de zomer meer energie ontvangt

Twee veranderingen werken in de zomer samen. De zon komt hoger, waardoor zonlicht steiler op de grond valt. Ook duurt het daglicht langer, zodat de grond meer uren heeft om op te warmen.

Probeer de eerste verandering met een zaklamp en papier. Schijn de lichtbundel recht naar beneden en trek de lichte vlek over. Laat de bundel daarna schuin over het papier vallen. De vlek wordt een grotere ovaal. Hetzelfde licht valt nu op meer papier, dus ontvangt elk klein stukje minder.

Laag winterzonlicht verdeelt zijn energie op deze manier over meer grond. Winterdagen zijn ook korter. In de loop van de dag bereikt minder energie elk stukje grond.

Onderzoek het idee over afstand

Misschien verwacht je zomer als de aarde het dichtst bij de zon staat. Maar de aarde staat begin januari het dichtstbij, tijdens de winter op het noordelijk halfrond. Tegelijk is het zomer op het zuidelijk halfrond.

Een verandering in de afstand van de aarde beïnvloedt beide halfronden tegelijk. Ze kan niet verklaren waarom het op het ene zomer en op het andere winter is. De vaste schuine stand verklaart de tegengestelde daglengtes en invalshoeken van het zonlicht.

Stel je een aarde voor zonder schuine aardas. Op elke plaats zouden de hoogte van de middagzon en de lengte van het daglicht bijna het hele jaar gelijk zijn. De sterke jaarlijkse seizoenen die wij kennen, zouden ontbreken.

Je plaats op aarde bepaalt hoe de seizoenen eruitzien en aanvoelen. Vergelijk plaatsen aan de hand van het aantal uren daglicht, de hoogte van de middagzon en de datums van jaarlijkse keerpunten.

Zonnewendes en nachteveningen

Een zonnewende markeert het langste of kortste daglicht van het jaar. Buiten de tropen markeert ze ook de hoogste of laagste middagzon.

Rond 21 juni heeft het noordelijk halfrond zijn zomerzonnewende. De winterzonnewende valt er rond 21 december. Op het zuidelijk halfrond is het omgekeerd: daar valt de zomerzonnewende in december.

De nachteveningen vallen rond 20 maart en 22 september. Geen van beide halfronden helt dan naar de zon toe. Dag en nacht duren bijna overal elk ongeveer 12 uur.

Vergelijk twee steden

Begin met de waarde voor juni in Amsterdam. Ongeveer 16¾ uur daglicht laat in een dag van 24 uur ongeveer 7¼ uur duisternis over. Het daglicht in Sydney is in juni veel korter omdat het daar dan winter is.

Een grafiek met het daglicht per maand in Amsterdam stijgt naar juni toe. Ze daalt naar december toe en stijgt dan weer. Een grafiek voor Sydney bereikt haar hoogste punt rond december. De terugkerende hoogste punten laten een jaarlijkse cyclus met tegengestelde seizoenen zien.

Land en oceanen hebben tijd nodig om op te warmen. De warmste weken komen meestal na de zomerzonnewende, terwijl de dagen nog lang zijn. De dag met het langste daglicht hoeft niet de warmste dag te zijn.

Van de evenaar naar de polen

Bij de evenaar duurt het daglicht het hele jaar bijna 12 uur. De zon blijft hoog staan en veel laaggelegen plaatsen blijven warm. Hoge bergen kunnen nog steeds koud zijn. Natte en droge seizoenen komen op veel plaatsen bij de evenaar vaak voor.

Bij de polen verandert het daglicht veel sterker. Delen van het noordpoolgebied hebben rond juni 24 uur per dag daglicht en rond december dagen waarop de zon niet opkomt. Anchorage, ten zuiden van de noordpoolcirkel, krijgt eind juni nog steeds meer dan 19 uur daglicht. Eind december is dat maar ongeveer 5½ uur.

Binnen de tropen kan de zon op andere datums recht boven je staan. De hoogste middagzon hoeft daar niet op een zonnewende te vallen. Gebruik naast de maand ook je locatie als je een daglichtpatroon verklaart.

Een sterrenbeeld is een sterrenpatroon met een naam, zoals Orion of de Grote Beer. Vanaf de aarde lijken de sterren bij elkaar te staan. In werkelijkheid kunnen ze op heel verschillende afstanden staan.

Een kleiner patroon met een naam is een asterisme. De Steelpan is een asterisme binnen de Grote Beer.

Kijk naar een nieuw deel van de ruimte

’s Nachts is jouw deel van de aarde van de zon af gericht. Terwijl de aarde om de zon reist, verandert die richting waarin de nachtkant wijst. Sterren die overdag niet te zien zijn, kunnen maanden later ’s nachts zichtbaar zijn.

Maak een model met een lamp en vier tekeningen van sterrenpatronen op verschillende muren. Ga aan één kant van de lamp staan. Kijk ervan af en bekijk welke tekening je ziet. Loop halverwege om de lamp heen en kijk er opnieuw van af. Je ziet nu een andere muur.

De tekeningen bleven op hun plaats. Je positie rond de lamp veranderde wat je naar buiten toe zag. De baan van de aarde verandert op dezelfde manier ons uitzicht ’s nachts.

Kijk steeds op dezelfde tijd in de avond

Vanuit Nederland is Orion op winteravonden gemakkelijk te vinden. Rond juni staat hij in de richting van de zon en is hij door het daglicht niet te zien. Schorpioen is een bekend patroon op zomeravonden.

In Australië is het zomer tijdens de winter op het noordelijk halfrond. Orion is daar dus een patroon van de zomeravond. Vanuit het zuiden lijkt hij ook ondersteboven te staan vergeleken met het uitzicht vanuit het noorden.

Houd elke maand op dezelfde tijd in de avond bij wat je ziet. Er verschijnen andere patronen en bekende patronen veranderen van plaats. Na een jaar keert het patroon terug. Mensen gebruiken deze regelmatige terugkeer om te bepalen wanneer ze moeten planten, oogsten en feesten vieren.

Eén nacht of vele maanden?

De rotatie van de aarde verklaart waarom sterren gedurende één nacht langs de hemel bewegen. De baan van de aarde verklaart waarom in de loop van het jaar op dezelfde tijd andere sterren zichtbaar zijn. Een ster komt elke nacht ongeveer vier minuten eerder op. Dat loopt in een maand op tot ongeveer twee uur.

Sommige sterren bij het draaipunt van de noordelijke hemel blijven de hele nacht boven de horizon. Welke sterren dat doen, hangt af van hoe ver noordelijk je woont. Vanaf een plaats die ver genoeg naar het noorden ligt, blijft de Steelpan het hele jaar boven de horizon. Zijn positie rond de Poolster verandert wel.

De maan is de natuurlijke satelliet van de aarde. Een satelliet is een voorwerp dat om een planeet draait. De maan doet er ongeveer 27⅓ dagen over om rond de aarde te gaan, gemeten ten opzichte van verre sterren. De aarde en de maan reizen samen rond de zon.

Waar maanlicht vandaan komt

De maan maakt zelf geen licht. Zonlicht valt op haar oppervlak en wordt naar je ogen teruggekaatst. Dit is terugkaatsing. Maanlicht is teruggekaatst zonlicht.

Op het oppervlak van de maan liggen grijs stof, gesteente en veel kraters. Kraters zijn holtes die ontstaan als ruimtestenen op het oppervlak inslaan. Haar grote donkere vlaktes zijn oude, afgekoelde lava. Mensen zagen die vroeger voor zeeën aan.

De maan heeft bijna geen atmosfeer en geen lucht die je kunt inademen. Haar hemel is zelfs overdag zwart. Met weinig lucht om licht te verspreiden of warmte vast te houden, veranderen de temperaturen sterk. Grond in het zonlicht kan warmer worden dan 100 °C. Tijdens de lange nacht kan de grond kouder worden dan −150 °C.

Waarom we steeds dezelfde herkenbare plekken zien

De maan draait één keer om haar as in de tijd die ze nodig heeft om rond de aarde te gaan. Door deze gelijke bewegingen blijft ongeveer dezelfde kant naar ons toe gericht.

Probeer eens om een stoel heen te lopen terwijl je er steeds naar kijkt. Aan de andere kant is je lichaam gericht naar de muur tegenover de muur waar je begon. Na een heel rondje ben je één keer gedraaid. Om naar de stoel te blijven kijken, moest je draaien.

De achterkant van de maan is van de aarde af gericht. Die kant krijgt ook zonlicht. “Achterkant” zegt welke kant op ze is gericht, niet of ze donker is.

Door de draaiing van de aarde lijkt de maan elke dag langs onze hemel te gaan. De maan beweegt ook verder in haar eigen baan. Gemiddeld komt ze elke volgende dag ongeveer 50 minuten later op.

Satellieten die mensen maken

Een kunstmaan wordt door mensen gelanceerd. Weersatellieten maken foto’s van wolken. Andere satellieten helpen televisie- of gps-signalen te versturen.

Het internationale ruimtestation reist op ongeveer 400 km boven de aarde. Het maakt in ongeveer 90 minuten een rondje. Onze maan is een natuurlijk hemellichaam dat veel verder weg staat.

Veel andere planeten hebben ook manen. Mercurius en Venus hebben er geen. Mars heeft twee kleine manen. Jupiter en Saturnus hebben elk meer dan 100 bekende manen.

In juli 1969 werden Neil Armstrong en Buzz Aldrin de eerste mensen die op de maan liepen. In totaal liepen er tussen 1969 en 1972 12 astronauten.

De fasen van de maan zijn de veranderende heldere vormen die je vanaf de aarde ziet. De maan blijft een hele bol. Haar rotsachtige lichaam wordt niet groter of kleiner.

Begin bij het licht

Zonlicht verlicht de helft van de maan. Terwijl de maan om de aarde draait, zie je die door de zon verlichte helft vanuit verschillende hoeken. Soms is de hele verlichte helft naar je toe gericht. Soms is ze van je af gericht. Daartussen is slechts een deel ervan zichtbaar.

Gebruik een lamp als zon en een witte bal als maan. Je hoofd stelt de aarde voor. Houd de bal op armlengte vast. Houd hem iets boven je hoofd, zodat je hoofd het licht niet tegenhoudt.

1. Kijk naar de lamp met de bal voor je. Je ziet de donkere helft van de bal. Dit stelt nieuwe maan voor.
2. Maak een kwart draai en houd de bal voor je. Je ziet de helft van de heldere helft. De bal lijkt half verlicht: eerste kwartier.
3. Draai totdat je met je rug naar de lamp staat. Het licht bereikt de kant van de bal die naar je toe is gericht. Dit stelt volle maan voor.
4. Draai verder. Het zichtbare heldere deel wordt kleiner totdat je terug bent bij nieuwe maan.

De lamp verlicht altijd de helft van de bal. Wat verandert, is hoeveel je van die heldere helft kunt zien.

Verbind de beelden met posities

Bij nieuwe maan staat de maan ongeveer tussen de aarde en de zon. Haar verlichte helft is grotendeels van de aarde af gericht. Ze staat aan onze hemel dicht bij de zon en is door het felle licht niet te zien.

Bij volle maan staat de maan aan de andere kant van de aarde dan de zon. Haar verlichte helft is naar de aarde gericht.

Bij de kwartieren vormen de richtingen vanaf de aarde naar de zon en de maan een rechte hoek. We zien de helft van de maanschijf verlicht. “Kwartier” verwijst naar de afgelegde weg in de cyclus, niet naar een kwart van de zichtbare cirkel.

Waarom een sikkel niet de schaduw van de aarde is

De schaduw van de aarde wijst van de zon af. Een maansikkel verschijnt aan de hemel dicht bij de richting van de zon. De schaduw van de aarde kan dat deel van de hemel niet bereiken. De sikkel is het beeld dat we vanaf de zijkant zien van de door de zon verlichte helft van de maan.

Wolken kunnen de maan op een bepaalde dag verbergen. Ze veroorzaken niet de regelmatige cyclus van maanfasen.

Mensen overal op aarde zien op hetzelfde moment dezelfde fase. Een volle maan is vol voor kijkers op het noordelijk en het zuidelijk halfrond. De heldere vorm kan omgedraaid lijken, omdat kijkers op verschillende delen van de aardbol staan.

Je kunt een maanfase beschrijven met twee aanwijzingen. Hoeveel van de schijf is helder? Wordt dat heldere deel in de loop van enkele dagen groter of kleiner?

Lees de namen

Bij een wassende maan wordt het heldere deel groter. Bij een afnemende maan wordt het kleiner. Bij een maansikkel is minder dan de helft van de schijf verlicht. Bij een bolle maan is meer dan de helft verlicht, maar is het geen volle maan.

De fasen volgen deze volgorde:

1. Nieuwe maan
2. Wassende maansikkel
3. Eerste kwartier
4. Wassende bolle maan
5. Volle maan
6. Afnemende bolle maan
7. Laatste kwartier, ook wel derde kwartier genoemd
8. Afnemende maansikkel

Daarna begint bij nieuwe maan de volgende cyclus. Eerste en laatste kwartier zien er allebei half verlicht uit.

Tel weken in de cyclus

Van de ene nieuwe maan tot de volgende duurt ongeveer 29½ dag. Tussen de vier hoofdfasen zit telkens ongeveer een week.

Stel dat het op 2 september nieuwe maan is. Het eerste kwartier komt rond 9 of 10 september. Volle maan komt rond 17 september. Het laatste kwartier volgt rond 24 september. De volgende nieuwe maan komt rond 1 of 2 oktober. Dit zijn schattingen omdat de tussenpozen niet precies zeven dagen zijn.

De omloop van de maan van 27⅓ dagen is korter dan haar maanfasecyclus van 29½ dagen. Terwijl de maan om de aarde draait, beweegt de aarde om de zon. De maan moet iets verder gaan om weer dezelfde stand ten opzichte van de zon en de aarde te bereiken.

Gebruik de veranderende vorm

Stel dat je tekeningen op maandag een dunne sikkel laten zien. Op donderdag is bijna de helft van de schijf helder. Het heldere deel is gegroeid, dus is de maan wassend. Het eerste kwartier komt eraan.

Als je de maan vanaf het noordelijk halfrond rechtop ziet, zit het wassende licht meestal rechts. Op het zuidelijk halfrond is dat omgekeerd. De maan kan aan de hemel ook schuin lijken te staan. Tekeningen van meerdere dagen vergelijken is een handige manier om te volgen of het verlichte deel groeit, zonder op links of rechts te hoeven vertrouwen.

Kies een tijd om te kijken

Volle maan komt rond zonsondergang op en gaat rond zonsopkomst onder. Eerste kwartier staat rond zonsondergang hoog en gaat rond middernacht onder. Laatste kwartier komt rond middernacht op en blijft ’s ochtends zichtbaar. Nieuwe maan staat dicht bij de zon en is meestal door haar felle licht niet te zien.

Houd een maand lang een dagboek bij. Kijk ’s avonds naar wassende fasen. Kijk ’s ochtends naar latere afnemende fasen. Noteer de datum, tijd en heldere vorm. Noteer ook de dagen waarop je de maan niet kunt vinden, zodat duidelijk blijft waarom er tekeningen ontbreken.

Het zonnestelsel bestaat uit de zon en alles wat eromheen draait. Daartoe behoren acht planeten, hun manen, dwergplaneten en kleinere stukjes steen, ijs en stof. De zon bevat meer dan 99% van de massa van het zonnestelsel.

Leer de volgorde vanaf de zon

Van het dichtst bij de zon tot het verst weg zijn de planeten Mercurius, Venus, aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.

De zin “Maak Van Acht Meter Japanse Stof Uw Nachtjapon” geeft hun beginletters. Zeg bij elk woord van de zin de naam van de bijbehorende planeet. De planetoïdengordel ligt tussen Mars en Jupiter.

De vier binnenplaneten zijn kleine, rotsachtige werelden. De vier buitenplaneten zijn reuzen. Alle acht draaien in dezelfde richting om de zon. Hun banen liggen bijna in één plat vlak. Ze draaien ook om hun eigen as.

Een rij planeten in een afbeelding helpt je de volgorde te leren. In werkelijkheid zijn de planeten over hun afzonderlijke banen verspreid. Ze blijven niet op een rij naast de zon staan.

Onderscheid verschillende hemellichamen

Een planeet is een groot, rond hemellichaam dat om de zon draait. Ze heeft de omgeving van haar baan vrijgemaakt van andere hemellichamen van vergelijkbare grootte. Haar zwaartekracht kan voorwerpen in de buurt verzamelen of verplaatsen. Dat een planeet de omgeving heeft vrijgemaakt, betekent niet dat de baan helemaal leeg is.

Een dwergplaneet is rond en draait om de zon, maar deelt haar gebied met veel andere hemellichamen. Pluto werd van 1930 tot 2006 de negende planeet genoemd. Hij wordt nu als dwergplaneet ingedeeld. Ceres, in de planetoïdengordel, is een andere dwergplaneet.

Planetoïden zijn kleinere rotsachtige of metalen hemellichamen die om de zon draaien. Veel ervan hebben een onregelmatige vorm. De meeste bevinden zich in de planetoïdengordel. Kometen bevatten ijs en stof. Dicht bij de zon wordt een deel van het ijs gas, waardoor een heldere kop en staarten ontstaan. De staarten wijzen van de zon af.

Een meteoroïde is een klein stukje steen of stof in de ruimte. Een meteoor is het lichtspoor dat ontstaat wanneer zo’n stukje met grote snelheid de lucht rond de aarde binnenkomt. Een “vallende ster” is dit lichtspoor, geen ster die valt.

Planeten schijnen met geleend licht

Sterren maken zelf licht. Planeten kaatsen zonlicht terug. Een planeet kan aan onze hemel op een ster lijken, maar haar positie verandert langzaam ten opzichte van de sterrenpatronen. Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus zijn zonder telescoop te zien.

Onze zon is één van de meer dan 100 miljard sterren in het Melkwegstelsel. Veel andere sterren hebben ook planeten. Een planeet buiten ons zonnestelsel is een exoplaneet.

Mercurius, Venus, de aarde en Mars hebben een vast, rotsachtig oppervlak. Ze hebben geen ringen en weinig of geen manen. Hun atmosferen helpen verklaren waarom hun temperaturen zo sterk verschillen.

Mercurius en Venus

Mercurius is de kleinste planeet en staat het dichtst bij de zon. Hij is ongeveer 4.900 km breed. Zijn jaar duurt maar 88 aardse dagen. De grijze, met kraters bedekte bodem lijkt op die van onze maan.

Mercurius heeft bijna geen atmosfeer om warmte vast te houden. Overdag kan de grond ongeveer 430 °C worden. ’s Nachts kan de temperatuur tot ongeveer −180 °C dalen. Dat hij dicht bij de zon staat, houdt zijn nachten niet warm.

Venus is bijna even groot als de aarde, ongeveer 12.100 km breed. Haar dikke atmosfeer van koolstofdioxide houdt warmte vast. Haar oppervlak is gemiddeld ongeveer 464 °C. Venus is de heetste planeet, ook al staat Mercurius dichter bij de zon.

Wolken van zwavelzuur omringen Venus. De heldere wolken kaatsen zonlicht terug, waardoor Venus fel aan onze hemel schijnt. Mensen noemen haar de “morgenster” of “avondster”, maar ze is een planeet.

Venus draait vergeleken met de meeste planeten achteruit om haar as. Eén draai duurt ongeveer 243 aardse dagen. Haar tocht om de zon duurt ongeveer 225 aardse dagen. Een draai duurt op Venus dus langer dan een jaar. “Draai” betekent hier één draai ten opzichte van de sterren, niet de tijd tussen twee zonsopkomsten. Mercurius en Venus hebben geen manen.

Aarde en Mars

De aarde is de grootste rotsachtige planeet, ongeveer 12.800 km breed. Ze heeft oceanen van vloeibaar water, lucht met zuurstof en één grote maan. Het is de enige planeet waarvan bekend is dat er leven voorkomt. Haar afstand tot de zon en haar atmosfeer helpen de omstandigheden geschikt te houden voor vloeibare oceanen.

Mars is ongeveer 6.800 km breed, ongeveer half zo breed als de aarde. IJzeroxide, dezelfde soort stof als roest, kleurt zijn stof rood. Hij heeft dunne lucht, vooral koolstofdioxide, en ijskappen op de polen.

Mars is gemiddeld ongeveer −65 °C. Eén dag duurt ongeveer 24⅔ uur, bijna even lang als een dag op aarde. Zijn jaar duurt 687 aardse dagen, bijna twee keer zo lang als het onze. Zijn twee kleine manen zijn Phobos en Deimos.

Op Mars ligt Olympus Mons, de grootste bekende vulkaan in het zonnestelsel. Robotwagens, waaronder Perseverance, hebben zijn rotsachtige oppervlak verkend.

Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus zijn de reusachtige buitenplaneten. Ze hebben dikke atmosferen, ringen en veel manen. Geen ervan heeft vaste grond zoals het aardoppervlak waarop een lander zou kunnen staan.

Jupiter en Saturnus: gasreuzen

Jupiter en Saturnus bestaan vooral uit waterstof en helium. Ze heten gasreuzen. Hun buitenste gassen worden dieper vanbinnen dichter en heter.

Jupiter is de grootste planeet, ongeveer 11 keer zo breed als de aarde. Er zouden meer dan 1.300 aardes in passen. Wolkenbanden lopen rond de planeet. De Grote Rode Vlek is een enorme storm die breder is dan de aarde.

Jupiter draait ook het snelst om zijn as: één draai duurt ongeveer 10 uur. Hij heeft meer dan 100 bekende manen. Galileo vond de vier grootste in 1610: Io, Europa, Ganymedes en Callisto. Ganymedes is de grootste maan in het zonnestelsel, zelfs breder dan Mercurius.

Saturnus is de op één na grootste, ongeveer 9½ keer zo breed als de aarde. Zijn heldere ringen bevatten talloze losse stukken ijs en gesteente. Een ring is niet één vaste hoepel.

Saturnus heeft meer dan 250 bekende manen, meer dan elke andere planeet. Zijn grootste maan, Titan, heeft dikke lucht en meren van vloeibaar methaan. Saturnus heeft een lage dichtheid: hij bevat voor zijn grootte minder massa dan water.

Uranus en Neptunus: ijsreuzen

Uranus en Neptunus heten ijsreuzen. Ze bevatten vanbinnen veel meer water, ammoniak en methaan dan de gasreuzen. Door de hoge druk en warmte diep vanbinnen zijn deze stoffen niet zomaar gewone ijsblokjes.

Uranus is ongeveer vier keer zo breed als de aarde. Methaan helpt zijn atmosfeer een bleekblauwgroene kleur te geven. Zijn as helt ongeveer 98°, waardoor de planeet op zijn kant lijkt te rollen. Een jaar duurt er ongeveer 84 aardse jaren. William Herschel ontdekte hem in 1781 met een telescoop.

Neptunus is iets kleiner dan Uranus. Hij is de verste planeet en staat ongeveer 30 keer zo ver van de zon als de aarde. Zijn jaar duurt ongeveer 164 aardse jaren. Op deze planeet zijn de snelste winden gemeten.

Neptunus is bleekgroenblauw, iets blauwer dan Uranus. De kleuren van bekende diepblauwe afbeeldingen zijn versterkt. Sterrenkundigen vonden Neptunus in 1846 nadat ze zijn positie hadden voorspeld op basis van zijn aantrekkingskracht op Uranus.

Vergelijk hun ringen en beweging

Alle vier de reuzen hebben ringen. Die van Saturnus zijn het helderst en het gemakkelijkst te zien. De andere hebben dunne, donkere ringen. De reuzen draaien snel om hun as: één draai duurt ongeveer 10 tot 17 uur. Eén omloop in hun verre banen duurt vele aardse jaren.

Getallen helpen je planeten te vergelijken zonder op afbeeldingen te vertrouwen. Controleer wat elke kolom meet en welke eenheden worden gebruikt voordat je naar een patroon zoekt.

Lees de gegevens over de planeten

Planeten die verder weg staan, hebben langere jaren. Ze leggen langere banen af en bewegen daarover langzamer. Grootte volgt een ander patroon. Jupiter is het grootst, maar Neptunus staat het verst weg. Uranus is iets breder dan Neptunus.

De temperatuur daalt over het algemeen naarmate je verder van de zon komt. Atmosferen spelen ook een rol: Venus is heter dan Mercurius. De rotatietijd heeft ook een eigen patroon. Jupiter draait in ongeveer 10 uur om zijn as, de aarde in ongeveer 24 uur en Venus in ongeveer 243 aardse dagen.

Kies een schaalregel

Een astronomische eenheid, of AE, is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon: ongeveer 150 miljoen km. Mars staat ongeveer 1,5 AE van de zon, Jupiter ongeveer 5 AE en Neptunus ongeveer 30 AE.

Laat 1 AE in een model gelijk zijn aan 10 meter. De aarde komt dan op 10 m van de modelzon. Mars komt op ongeveer 15 m afstand. Neptunus komt op ongeveer 300 m afstand.

Hier is de berekening voor Mars in woorden. Elke AE is 10 meter. Anderhalve groep van 10 meter is samen 15 meter. Meet die afstand vanaf de zon, niet vanaf de aarde.

Met nauwkeuriger afgeronde afstanden krijg je voor Mercurius 3,9 m, Venus 7,2 m, Jupiter 52 m, Saturnus 96 m, Uranus 192 m en Neptunus 302 m.

Stem de afmetingen af op de afstanden

Op dezelfde schaal is de zon maar ongeveer 9 cm breed. De aarde is een stipje van minder dan 1 mm breed. Jupiter is ongeveer 1 cm breed. Zelfs met zulke kleine planeten heb je buiten veel ruimte nodig.

Als de aarde op een afbeelding 1 cm breed is, moet Neptunus op dezelfde schaal ongeveer 3,5 km van de zon staan. De meeste afbeeldingen op een pagina gebruiken daarom verschillende schalen voor breedte en afstand.

Ook licht laat zien hoe groot de tussenruimtes zijn. Zonlicht doet er ongeveer acht minuten over om de aarde te bereiken, ongeveer 43 minuten om Jupiter te bereiken en ongeveer vier uur om Neptunus te bereiken.