21 mei 2014

Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne

Deel 8 van de serie Cosmos op National Geographic uitgezonden op zondag 4 mei. 

Het sterrenbeeld de Plejaden of Zevengesternte was al in de Oudheid bekend en er ontstonden mythen om hun ontstaan en betekenis te verklaren.
Pas een paar duizend jaar later ontdekten drie briljante wetenschappers de ware aard van de sterren.
Zij verlichtten het pad naar de moderne astrofysica
Astronoom Edward Charles Pickering huurde een groep vrouwen (in die tijd uniek) in om het arbeidsintensieve werk van het classifiseren van sterren uit te voeren. Het hoofd van het team was Annie Jump Cannon (ze was doof geworden door roodvonk [1] in haar jeugd), ze classifiseerde een kwart miljoen sterren! Een andere vrouw in het team Henrietta Swan Leavitt (ook doof) ontdekte een wet die nog steeds geldt in de astronomie. Sterren werden geclassifiseerd op basis van spectraallijnen. De Britse Cecilia Payne [2] voegde zich bij het team. Later legde ze het verband tussen het spectrum van een ster en hun temperatuur. Ze ontdekten dat sterren een miljoen keer meer waterstof en helium dan metalen bevatten. Dit revolutionaire resultaat werd niet geaccepteerd door het astronomie establishment. Haar proefschrift wordt achteraf beschouwd als het meest briljantste ooit in de astronomie.

Onze eigen zon
Over 4 - 5 miljard jaar is de kern van de zon zo heet
dat Helium gaat fuseren tot Koolstof en Zuurstof.
Over een miljard jaar is onze zon 10% feller dan nu. Met grote gevolgen voor de aarde. Op het einde van haar levensloop fuseert Helium in de kern van de zon tot Koolstof en Zuurstof [3]. De zon wordt een 'rode reus'. Het leven op aarde wordt dan onmogelijk. Hopelijk is het (intelligent) leven dan gemigreerd naar andere planeten (!) zegt Tyson. Uiteindelijk wordt de zon een 'witte dwerg'. Niets is er over gebleven van de aarde en het leven op die planeet.

Het lot van andere sterren is zeer divers en afhankelijk van hun eigenschappen.

Aboriginals in Australi├ź (met zijn heldere nachten) zagen een emu in de donkere plekken tussen de sterren van het melkwegstelsel:

Aboriginals zagen een emoe in de melkweg

Carinanevel: 'een machine die sterren maakt'. Eta Carinae heeft de maximale omvang die een ster kan bereiken. Hypernova.

De mens en zijn artefacten bestaan uit sterrenstof (stardust):
  • silicium in het gesteente
  • zuurstof in de lucht
  • koolstof in ons DNA
  • ijzer in onze wolkenkrabbers
  • zilver in onze sieraden
Deze aflevering vertelt de geschiedenis van de astronomie door middel van de personen die belangrijke ontdekkingen deden, vaak onder moeilijke omstandigheden. Een belangrijk bestanddeel van het verhaal zijn de animaties die historische figuren tot leven wekken. Zodoende is de uitzending geen droge opsomming van feiten. Verder ook computersimulaties van astronomische verschijnselen.

Ik zie nog 5 wetenschappelijke adviseurs op de aftiteling van deze aflevering.

Noten
  1. Roodvonk (scarlet fever) is tegenwoordig te bestrijden met antibiotica. Door haar doofheid kon ze moeilijk sociale contacten leggen en is ze nooit getrouwd en had geen kinderen (dit is een voorbeeld van natuurlijke selectie in actie: geen kinderen. Tenminste, als er variatie in erfelijke weerstand tegen roodvonk is. Ook seelctie via gevaren en risico's die doofheid anderszin kan opleveren)
  2. In Engeland mochten vrouwen in 1923 geen wetenschappelijke graad behalen, daarom kwam ze naar Amerika. 
  3. De zuurstof en koolstof die wij op aarde hebben is niet afkomstig van onze zon. Die ontstaan pas over 4 -5 miljard jaar op het einde van de levensloop van de zon. Helium heeft zich in de kern opgehoopt; de kern stort in totdat deze heet genoeg is om Hleium tot Zuurstof en Koolstof te laten fuseren. De kern is dan heter dan ooit. Daarna wordt de zon een rode reus. etc. Dit is het verhaal van Tyson. [22 mei nav vraag Cor]
Vorige blogs over dit onderwerp:
  1. 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson
  2. 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
  3. 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
  4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
  5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
  6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
  7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu


1 opmerking:

gert korthof zei

Cor aschreef: "Wij kunnen helaas “Cosmos” niet meer downloaden ik moet dus geheel op jouw recensies over deze serie “blind varen” "
Ik doe (nog meer) mijn best!

Het verhaal van Henrietta Leavitt en de gemiste Nobelprijs vanwege te vroege dood door kanker wist ik niet. Dat verhaal lijkt als 2 druppels water op de gemiste Nobelprijs van Rosalind Franklin, ook zij stierf te vroeg door kanker.

Cor zei " Ik wilde je er “op hoge poten” attenderen dat onze zon te klein is om zuurstof te produceren,"
IK heb een plaatje en noot 3. toegevoegd waarin Tyson de uitspraak doet. Het gaat nl niet over de huidige zon of die in het verleden, maar de toekomstige zon. (zie noot). In de uitzending wordt dit verteld vanaf de 22e minuut.

Cor: "Kun je uitleggen wat je bedoelde met natuurlijke selectie in het geval van roodvonk en doofheid bij Annie Cannon. Geen van beide zijn volgens mij in dit geval erfelijk."
Cor, ik verzamel hier voorbeelden van natuurlijke selectie in de huidige mens. Het voorbeeld van doofheid en de gevolgen voor het vinden van een partner is een potentiele factor in Darwiniaanse fitness (reproductief succes). Nu schreef ik "Tenminste, als er variatie in erfelijke weerstand tegen roodvonk is". Roodvonk is een infectieziekte, maar als mensen verschillen in de mate waarin hun lichaam zich verweert tegen de infectie (en spontaan genezen) en als dit erfelijk is, dan heeft natuurlijke selectie een kans om de weerstand tegen roodvonk (en indirect tegen doofheid) in de populatie te verhogen.
Als doofheid een fitnessverlagend neveneffect is van de infectie (dus tot het fenotype behoort) dan kan er indirect selectie optreden op weerstand tegen roodvonk. Dus natuurlijke selectie werkt dan in de menselijke populatie. Maar, de effecten kunnen klein zijn.
Bij erfelijke doofheid is de zaak duidelijker, directer. Mogelijk zijn dove mensen vaker bij (dodelijke) ongelukken betrokken; mogelijk als er erfelijke doofheid in het spel is, willen dove stellen geen kinderen. etc.
Voor overtuigender voorbeelden zie link.