Elke zaterdag staat er in de wetenschapsbijlage van de Volkskrant een beeld van de week. Op 29 april 2017 stond er in deze rubriek onderstaande foto.
Op de foto zie je grote lichtstreep aan de hemel. In eerste instantie zal je misschien denken dat dit een foto van het zogenaamde noorderlicht is.
a) Leg uit hoe het noorderlicht ontstaat. Maak gebruik van het internet om een antwoord op deze vraag te vinden. Gebruik maximaal 50 woorden.
b) Vergelijk figuur 1 met een foto van het noorderlicht. Beschrijf twee verschillen.
c) Wat kan je hieruit concluderen?
In het eerste kwartaal van 2017 werden een aantal foto’s van het verschijnsel door amateurs op een Facebook groep genaamd de Albert Aurora Chasers geplaatst. In de groep dacht men dat het ging om een protonaurora. Dit is noorderlicht dat ontstaat door botsingen met protonen in plaats van elektronen. Professor Eric Donovan van de Universiteit van Calgorie ontdekte deze foto’s en las de verklaring van de amateurs. Hij besefte al snel dat dit niet de goede verklaring kon zijn. Protonen aurora’s zenden voornamelijk UV-licht uit.
Bij botsingen tussen protonen en zuurstof- of stikstofatomen wordt er licht met een andere golflengte uitgezonden dan bij botsingen tussen elektronen en zuurstof- of stikstofatomen.
d) Leg dat uit.
Toen duidelijk was dat het om een nieuw verschijnsel ging mochten de ontdekkers, de Albert Aurora Chasers, een naam voor het fenomeen bedenken. Zij hebben het verschijnsel Steve genoemd. Met deze naam refereren ze naar de film Over the Hedge, zie ook onderstaand fragment:
Het is op dit moment nog niet duidelijk waardoor Steve ontstaat. Het Europese ruimteagentschap (ESA) heeft met een satelliet metingen gedaan aan Steve. Het blijkt een strook heet gas te zijn, met een temperatuur van ongeveer 3,0 . 103 C. Het gas beweegt met een snelheid van ongeveer 6,0 km/s. De lucht om de strook heen heeft een snelheid van slechts 10 m/s! De strook heeft een dikte van 25 km.
e) Maak met behulp van figuur 1 een schatting van de lengte van Steve.
Helaas is het nu nog niet duidelijk wat het verschijnsel veroorzaakt. Zodra dit het landelijk nieuws haalt zal er een nieuwe Exaktueel opdracht over verschijnen. Tot die tijd is het speculeren!
f) Probeer samen met klasgenoten een mogelijk verklaring te bedenken voor Steve.
Gebaseerd op de tekst van Wikipedia:
Bij uitbarstingen van de zon komen er geladen deeltjes vrij, die met grote snelheid richting de aarde bewegen. Onder invloed van het aardmagnetisch veld worden deze deeltjes richting de polen afgebogen. Bij botsingen met deze deeltjes raken zuurstof en stikstofatomen in een aangeslagen toestand, waardoor ze zichtbaar licht gaan uitzenden.
Uitwerking vraag (b)
De volgende foto vonden we op Wikipedia:
Voorbeelden van antwoorden:
- De kleur is anders.
- Bij Steve is er een dunne streep licht, terwijl bij het noorderlicht het licht veel meer uitgesmeerd is.
Uitwerking vraag (c)
Dat het verschijnsel in figuur 1 waarschijnlijk niet ontstaat op dezelfde manier als het noorderlicht.
Uitwerking vraag (d)
Protonen zijn zwaardere deeltjes en geven daardoor bij botsingen met dezelfde snelheid meer energie af.
Uitwerking vraag (e)
Let op. De afmetingen verschillen per monitor. De verhouding zal echter hetzelfde zijn, dus als het goed is kom je (ongeveer) op hetzelfde antwoord uit.
Op de foto is Steve ongeveer 5 cm lang en 2 mm breed. Hij is dus 25 keer zo lang als dat hij breed is. In werkelijkheid zal hij dan dus 25 * 25 = 625 km lang zijn.
Uitwerking vraag (f)
-
