Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Er zijn wel 5 methodes om zo'n ontdekking te doen.
Opgaven:
a)
Bedenk er 1 en beschrijf die.
De ster schommelt omdat de planeet er om heen draait. Dit schommelen veroorzaakt het Doppler effect in het sterrenlicht. Dit effect (genoemd naar de natuurkundige Doppler) betekent dat de kleur van het sterrenlicht verandert doordat de ster in de richting van de waarnemer beweegt of juist ervan af.
b) Beschrijf precies de beweging van een ster als een planeet er om heen draait.
c) Waarom kan de beweging van de ster een Doppler effect veroorzaken?
d) Waardoor is het Doppler effect beter waarneembaar dan de directe schommelbeweging?
e) Leg uit dat het bij deze ontdekkingen gaat om de nauwkeurigheid in de waarnemingen.
Uitwerking vraag (a)
De volgende antwoorden hoef je niet allemaal te begrijpen, we willen ze even alle 5 noemen:
1. Directe waarneming (van de schommelbeweging, moeilijk omdat deze zo klein is);
2. Doppler verschuiving (door sterbeweging);
3. Transit methode (lichtsterkte varieert periodiek doordat de planeet telkens voor de ster oversteekt);
4. Pulsar timing (alleen voor Pulsars);
5. Microlensing (alleen als de sterren precies achter elkaar staan).
Uitwerking vraag (b)
De kracht die op de planeet werkt, werkt ook op de ster (derde wet van Newton). Zo gaat de ster ook een cirkelbeweging maken. Een cirkelbeweging van opzij zie je als een schommelbeweging.
Uitwerking vraag (c)
Doordat de ster dan een bewegende lichtbron is, het Doppler effect is maximaal indien de beweging maximaal is in de richting van de waarnemer. Dat is meestal twee maal per planeetsomloop. Het is wel nodig dat je de cirkelbeweging van opzij ziet. Indien de planeet draait in een vlak loodrecht op de lichtrichting, zie je de cirkel voluit en is er geen Doppler effect. In de directe waarneming zou je de ster dan niet zien schommelen, maar cirkels maken.
Uitwerking vraag (d)
Omdat we het sterlicht en de kleur wel zeker aan de ster kunnen toeschrijven, maar de schommelbeweging misschien veroorzaakt wordt door verstoringen.
Uitwerking vraag (e)
Omdat het signaal zo zwak is, kan het `verdrinken' in de verstoringen. Daardoor neemt de zekerheid over de ontdekking af.
Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.
