Over het zonnestelsel | Newtons zwaartekracht in beweging

Een zonnestelsel in het klein

De zon in de app heeft massa 1000, en elke planeet, maan en dwergplaneet heeft in verhouding daarmee zijn echte massa, dus Jupiter heeft met 1 ongeveer de echte verhouding van 1 op 1047. De planeten houden hun echte volgorde en hellingen, en de dwergplaneten hun echte banen, maar de afstanden zijn samengedrukt, zodat Mercurius en Neptunus samen op het scherm passen: Neptunus staat 4,5 keer zo ver weg als de aarde in plaats van 30 keer. Elk lichaam wordt volgens de wet van Newton door alle andere aangetrokken, dus de banen ontstaan uit dezelfde regel die de echte banen in stand houdt. Het vage stof tussen Mars en Jupiter is de planetoïdengordel: 1500 planetoïden, te klein om iets aan te trekken en te talrijk om door te rekenen, dus elk volgt gewoon een vaste ellips om de zon. Hun banen zijn uitgerekt en gekanteld zoals de echte, waardoor de gordel een dikke ring is, en ze mijden de Kirkwoodgaten die de aantrekking van Jupiter vrijhoudt. Drie ruimtesondes vliegen als kleine pictogrammen tussen hen door: de Parker Solar Probe, die tot op 6,9 miljoen km van de zon duikt, dichterbij dan wat ook ooit is gebouwd, op een baan die tot aan Venus reikt; de James Webb-ruimtetelescoop, die om het punt L2 cirkelt, 1,5 miljoen km achter de aarde, en 18 keer verder weg is getekend, net voorbij de maan; en Voyager 1, de verste ruimtesonde, 171 AE ver en met 3,6 AE per jaar op weg naar buiten, zo ver weg dat een pijl aan de rand ernaar wijst. Ze hebben geen massa en volgen hun echte banen via formules, want Webb houdt zijn evenwichtspunt alleen vast door zijn stuwraketten te gebruiken.

Montage van de Zon en planeten van het zonnestelsel — Zonnestelsel-montage. Afbeelding: NASA/JPL, publiek domein

Waar de favorieten je heen brengen

Elke favoriet laat de camera naar een plek in hetzelfde, doorlopende zonnestelsel vliegen, en de lichamen blijven bewegen. Het hele zonnestelsel en de binnenplaneten zie je schuin. Aarde en maan, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, en Pluto en Charon vliegen mee met dat lichaam, zo in beeld dat zijn manen erbij passen. Kuipergordel kijkt van bovenaf neer op het buitenste deel van het zonnestelsel en loopt vijftien keer sneller, zodat Neptunus in minder dan een minuut rondgaat. Willekeurig vliegt dicht naar een lukraak gekozen lichaam toe.

De Aarde gezien vanaf Apollo 17, de Blue Marble — Aarde vanaf Apollo 17. Afbeelding: NASA, publiek domein

Banen in drie dimensies

De planeten draaien niet in één plat vlak. Elke baan helt een beetje ten opzichte van de baan van de aarde, waarvan het vlak de ecliptica heet: die van Mercurius 7°, die van Venus 3,4°, die van Saturnus 2,5° en de rest minder dan 2°. Het mini-zonnestelsel gebruikt deze echte hellingen, en zijn maan draait om de aarde in een baan die 5,1° helt, net als de echte. De inclinatie i in de meetwaarden is die helling. Sleep aan het beeld om het te draaien, of kies Van opzij onder Weergave om de banen van de zijkant te zien. Zoom dicht in op een van de acht planeten of de maan om een bol te zien die om zijn echte, schuine as draait: de aarde met haar echte kustlijnen, wolken, ijskappen en de lichten van steden op de nachtzijde, en Mars met zijn donkere vlekken en witte poolkappen. Van Venus zie je alleen de bovenkant van haar dikke, lichtgele wolken, die in vier aardse dagen achterwaarts om de planeet jagen. Jupiter toont zijn banden en zones en de Grote Rode Vlek, en Saturnus zijn zachtere banden, de zeshoek rond zijn noordpool en de schaduw van zijn ringen. Uranus, die op zijn zij ligt, is een lichtcyaan bol met een heldere nevel boven één pool, en Neptunus dieper blauw, met witte wolken en de Grote Donkere Vlek die Voyager 2 in 1989 zag. Gemeten naar hun jaar duren hun dagen veel langer dan echt, zodat het draaien goed te volgen is. Twee houden hun echte dag: de grijze, met kraters bezaaide Mercurius, die drie keer om zijn as draait voor elke twee keer dat hij om de zon gaat, en de maan, die één keer draait voor elke keer dat ze om de aarde gaat en de aarde dus altijd hetzelfde gezicht toont, met haar donkere maria en de heldere stralen van Tycho. Titan, de grootste maan van Saturnus, is een bol van oranje nevel, de smog van zijn dikke stikstofatmosfeer, omzoomd door een dunne blauwe laag, en ook hij keert zijn planeet altijd dezelfde kant toe. De manen van Uranus zien eruit zoals Voyager 2 ze in 1986 zag: het grijze Miranda, bezaaid met corona's, grote ovalen met lichte en donkere banden, een ervan met een lichte V; Titania, vol kraters en doorsneden door lange kloven; en de donkerdere Oberon, waarvan de grootste kraters donkere bodems hebben te midden van lichte stralen. Triton, de grootste maan van Neptunus, ziet eruit zoals Voyager 2 hem in 1989 zag: een vaag roze kap van stikstofrijp over de zuidpool, donker gestreept door de pluimen van zijn geisers, en daarbuiten grijzere grond, vol putjes als de schil van een kanteloep, met gladde vlakten die lang geleden door ijzige lava zijn overspoeld. De twee kleine manen van Mars zijn geen bollen: Phobos, 27 km lang, is een donker brok vol kraters en evenwijdige groeven, met de grote krater Stickney aan één uiteinde; Deimos, half zo groot, is gladder, zijn kraters verzacht door stof. Beide houden hun lange kant naar Mars gericht. Zoom dicht in op de zon om haar oppervlak te zien: het helderst in het midden, donkerder en roder naar de rand, waar je alleen haar koelere bovenste gas ziet, fijn gespikkeld, met een paar groepen zonnevlekken die eroverheen trekken terwijl de zon in 25 dagen één keer draait. De ringen van Saturnus volgen de metingen van de sonde Cassini: de zwakke, doorschijnende C-ring, de heldere B-ring, de donkere scheiding van Cassini en de A-ring met de scheiding van Encke, van dichtbij fijn gegroefd. De schaduw van Saturnus valt eroverheen, en gezien vanaf hun onverlichte kant wordt de dichte B-ring donker terwijl zonlicht door de dunnere ringen schijnt. Van dichtbij kolken de wolken van Jupiter zoals Juno en Hubble ze tonen: donkere hotspots langs de Noordelijke Equatoriale Band slepen blauwgrijze slingers mee, de Grote Rode Vlek, gekrompen tot zo'n 16.000 km, draait in zijn lichte holte naast Ovaal BA en een rij witte ovalen, en blauwgrijze stormen verdringen zich rond zijn polen. Van dichtbij toont de heldere poolkap van Uranus een donkerdere baan rond de rand en daarbuiten een paar kleine stormen, en zijn smalle, donkere ringen verschijnen als vage haarlijnen, de ε-ring het helderst, zoals de James Webb-ruimtetelescoop ze ziet. Het blauw van Neptunus is zijn ware kleur, een zacht azuur dat maar iets dieper is dan dat van Uranus, zoals de beelden van Voyager 2 laten zien zodra hun versterkte contrast is teruggedraaid. Van dichtbij werpen zijn hoge witte wolken vage schaduwen, kroont een heldere werveling zijn zuidpool en omringen vage, stoffige ringen hem, de Adams-ring met heldere bogen die met hem meedraaien. Van dichtbij toont Mercurius wat de sonde MESSENGER in kaart bracht: het enorme Caloris-bekken, met een gladde, lichte bodem omringd door bergen, gladde vlakten in het hoge noorden, lange steilranden waar de planeet bij het afkoelen kromp, en heldere, blauwige holtes waar gesteente is verdampt. De wolken van Venus lijken voor het oog bijna egaal, dus hun patronen zijn maar vaag getekend: de donkere Y die ultravioletcamera's zien, boogvormige strepen, gevlekte cellen rond de evenaar en een heldere kraag rond elke pool. Van dichtbij lopen de maria van de maan met grillige oevers in elkaar over, elke lavastroom in een iets andere tint, een tikje blauwer waar hij rijk is aan titanium, zoals in de Mare Tranquillitatis; Plato en Grimaldi hebben een donkere bodem, en de ringen van de Mare Orientale vormen een schietschijf aan zijn westrand.

Dwergplaneten en de Kuipergordel

Astronomen telden Pluto vanaf de ontdekking in 1930 als negende planeet, tot de Internationale Astronomische Unie hem in 2006 als dwergplaneet indeelde. Hij ligt in de Kuipergordel, het gebied van ijzige lichamen voorbij de baan van Neptunus. Kuipergordelobjecten zijn kleine lichamen van ijs en gesteente, overblijfselen uit het vroege zonnestelsel. In het mini-zonnestelsel volgt Pluto zijn echte baan: excentriciteit 0,25, 17° hellend, met zijn perihelium net binnen de baan van Neptunus. Hij gaat twee keer rond terwijl Neptunus drie keer rondgaat, en die 3:2-resonantie houdt de twee ver uit elkaar. Plutos grootste maan, Charon, heeft zijn echte massa, een achtste van die van Pluto, zodat de twee rond een punt tussen hen in draaien, en zijn echte, bijna rechtopstaande baanvlak. De echte Charon gaat elke 6,4 dagen rond, veel te snel om hier te berekenen, dus staat hij verder weg en gaat hij ongeveer 50 keer per Plutojaar rond, en net als de maan wordt hij 60 keer verder weg getekend. Ook de andere benoemde dwergplaneten volgen hun echte banen volgens JPL en beginnen waar ze op 9 juni 2026 stonden: Ceres in de planetoïdengordel, met haar afstand samengedrukt zoals die van de planeten, Haumea en Makemake in de Kuipergordel, en Eris, die op een baan met een helling van 44° tot 97 AE uitzwaait. Eromheen draaien 160 Kuipergordelobjecten, nagemaakt naar de echte gordel. De meeste volgen bijna-cirkels op 42 tot 48 AE van de zon, sommige sterk hellend, en een kwart, de plutino's, deelt de resonantie van Pluto. Voorbij Neptunus houdt het beeld de schaal van Neptunus aan, zodat deze banen hun echte omlooptijden houden vergeleken met die van Neptunus. Zoom dicht in op Pluto en Charon om ze te zien zoals New Horizons ze in 2015 zag: Pluto's heldere hart, met de ijsvlakte Sputnik Planitia, en het donkerrode gebied Cthulhu, en de grijze Charon met een roodachtige kap boven zijn noordpool. De twee keren elkaar altijd dezelfde kant toe. Ook de andere dwergplaneten zijn van dichtbij te zien: Ceres, donker en vol kraters, zoals de ruimtesonde Dawn haar zag, met de heldere zoutvlekken in de krater Occator; Haumea, een ei van ijs met een donkerrode vlek, dat elke 3,9 uur ronddraait binnen een dunne ring; Makemake, roodbruin; en Eris, bijna wit, een van de helderste hemellichamen in het zonnestelsel. De Kuipergordelobjecten zien eruit als de echte: grijs tot dieprood, en donker. Zoom dicht in op een ervan om een kleine, bultige wereld te zien, of twee aan elkaar vastzittende lobben, zoals Arrokoth, waar New Horizons in 2019 langs vloog.

De Galileïsche manen van Jupiter

Galileo Galilei zag de vier grootste manen van Jupiter voor het eerst in 1610, en samen bevatten ze bijna alle massa van het manenstelsel van Jupiter. Io is het vulkanisch actiefste lichaam in het zonnestelsel, verhit door de getijden van Jupiter. Onder de gladde ijskorst van Europa ligt waarschijnlijk een oceaan van vloeibaar water. Ganymedes is de grootste maan van het zonnestelsel, groter dan de planeet Mercurius, en de enige maan waarvan bekend is dat hij een eigen magnetisch veld opwekt. Callisto heeft een oud, dicht bekraterd oppervlak van ijs en gesteente, misschien met een oceaan eronder. In het mini-zonnestelsel hebben ze hun echte massa's en draaien ze in het vlak van Jupiters evenaar. De echte gaan rond in 1,8 tot 16,7 dagen, veel te snel om hier te berekenen, dus staan ze verder weg, maar met hun echte onderlinge verhouding: Io gaat nog steeds twee keer rond voor elke ronde van Europa en vier keer voor elke ronde van Ganymedes, de Laplace-resonantie. Ze worden 14 keer verder weg getekend. Zoom dicht in om ze te zien zoals de ruimtesonde Galileo ze zag: Io geel van zwavel, roodbruin bij de polen en bezaaid met donkere vulkanen, sommige met een rode ring eromheen; het heldere ijs van Europa, doorsneden door roodachtige scheuren; de donkere oude gebieden van Ganymedes tussen lichter, gegroefd terrein, met rijp boven de polen; en de donkere Callisto, vol kraters rond het ringbekken Valhalla. Elk van hen keert Jupiter altijd dezelfde kant toe.

Veelgestelde vragen

Is de massa van de zon realistisch?

In het mini-zonnestelsel is de zon 1000 en Jupiter 1. De echte Jupiter is ongeveer 1/1047 van de zon, dus die verhouding klopt aardig. De maan heeft 1/81 van de massa van de aarde en draait op 1/389 van de afstand van de aarde tot de zon, net als de echte. Dat is te dichtbij om haar naast de aarde te zien, dus wordt ze 60 keer verder weg getekend. Mars heeft zijn twee kleine manen, Phobos en Deimos, met hun echte massa's, op de evenaar van Mars, die 26,7° helt ten opzichte van de baan van de aarde. De echte gaan rond in 7,7 en 30 uur, veel te snel om hier te berekenen, dus staan ze verder weg, maar met hun echte onderlinge verhouding, zodat Phobos nog steeds vier keer rondgaat terwijl Deimos één keer rondgaat, en beide worden 120 keer verder weg getekend. Titan, de grootste maan van Saturnus en de enige maan met een dikke atmosfeer, heeft zijn echte massa en draait in het vlak van de evenaar van Saturnus, dat van zijn ringen. De echte Titan gaat elke 16 dagen rond, dus ook hij staat verder weg en wordt 12 keer verder weg getekend. Triton, de grootste maan van Neptunus, draait achteruit, tegen de draairichting van Neptunus in, en is waarschijnlijk uit de Kuipergordel ingevangen. Hij heeft zijn echte massa en een baan die net als de echte 130° helt ten opzichte van die van de aarde, maar de echte Triton gaat elke 5,9 dagen rond, dus ook hij staat verder weg en wordt 30 keer verder weg getekend. Uranus ligt op zijn zij, dus zijn manen Miranda, Titania en Oberon draaien om hem heen in een bijna rechtopstaand vlak, 98° ten opzichte van de baan van de aarde. Ze hebben hun echte massa's. Titania en Oberon houden hun echte onderlinge afstand, Oberon een derde verder weg; de echte gaan rond in 8,7 en 13,5 dagen, dus ook zij staan verder weg. Miranda, de binnenste, gaat in maar 1,4 dag rond en staat daarom dichter bij Titania dan de echte. Alle drie worden 50 keer verder weg getekend.

Beginnen de planeten waar ze vandaag staan?

De dwergplaneten wel: ze beginnen waar ze op 9 juni 2026 stonden, volgens de baanelementen van JPL. De planeten beginnen op vaste plekken rond de zon, op bijna-cirkels, zodat het beeld laat zien hoe ze bewegen en niet hoe de hemel er vanavond uitziet.

Uploadt PictorX de simulatie?

Nee. Ze draait op een canvas in je browser. Opslaan downloadt een PNG, en Bewerken opent die afbeelding in de PictorX-editor.

Waarom is Pluto geen planeet meer?

In 2006 legde de Internationale Astronomische Unie vast dat een planeet om de zon draait, zwaar genoeg is om door zijn eigen zwaartekracht rond te worden en de omgeving van zijn baan heeft schoongeveegd. Pluto voldoet aan de eerste twee, maar deelt zijn gebied met de Kuipergordelobjecten en is daarom nu een dwergplaneet. In de app volgt hij de wet van Newton, net als elk ander lichaam.