1

Opplegg om Universet for 4. Klasse

2009

2

Solsystemet

Solsystemet vårt er en del av en galakse som kalles Melkeveien.

En galakse er en samling stjerner.

I universet finnes det mange galakser.

Alle galaksene består av mange stjerner.

Rundt noen av stjernene finnes det planeter. Slik er det med vår

stjerne som kalles Sola.

Rundt Sola finnes det åtte planeter som vi vet om.

Vårt planetsystem heter Solsystemet.

Solsystemet består av Solen i midten med planetene Merkur, Venus,

Jorden (Tellus), Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun i baner

rundt.

På neste side kan du se de fire innerste planetene i solsystemet;

Merkur, Venus, Jorden og Mars, og hvor store de er i forhold til

hverandre.

De er ganske små og inneholder for det meste metall og stein.

3

4

På bildet over ser du de fire gassplanetene Jupiter, Saturn, Uranus

og Neptun.

Disse planetene kalles "gasskjemper", og som du kan se, er de

forholdsvis store, sammenlignet med Jorden. De er bygd opp av gass.

Alle de fire "gasskjempene" har ringer, men ringene til Saturn er de

mest kjente.

5

Oppgave 1: Lag en forside om Universet i boka di. Svar på spørsmålene under på siden etter.

1. Hvor mange planeter er det i vårt solsystem?

2. Hvilken planet er nærmest Sola?

3. Hvilken planet i vårt solsystem har to måner?

4. Hvilken planet kalles den blå planeten?

5. Hva er solformørkelse?

6. Hva heter den største planeten?

7. Hva heter den minste planeten? (IKKE Pluto)

8. Hva heter den planeten som er lengst borte fra oss?

9. Hva heter den planeten som har de fineste ringene?

10. Hvilket annet navn har jorda?

6

Galileo Galilei

Galileo Galilei bodde i Italia. Han levde for snart 500 år siden.

Galileo syntes stjernene var veldig spennende.

En dag fikk han vite at det fantes en kikkert det gikk an å studere himmelen med.

Etter en stund laget Galileo en kikkert som var bedre enn alle de andre.

Med denne kikkerten gjorde han mange merkelige oppdagelser.

Galileo var den første som så fjell på Månen.

Han sa også at den polske Kopernikus hadde rett.

Alle planetene bevegde seg rundt Sola. Noen ble sinte da de hørte om dette. De nektet å se i kikkerten til Galileo. De trodde ikke på det han fortalte.

Planetene

Oppgave 2

Svar på spørsmålene i boka di.

1. I hvilket land bodde Galileo Galilei?

2. Hva laget han for å se på himmelen?

3. Hva så han på Månen?

4. Hvorfor ble mange sinte på Galileo Galilei?

7

SOLSYSTEMET og UNIVERSET

Jorda

• Jorda er rund som en ball.

Gravitasjonskraften holder oss nede på

bakken, uansett om vi bor i Norge eller på den andre siden av

kloden.

• Jorda roterer, én runde på ca. 24 timer, derfor har vi dag og

natt. Rotasjonen er også grunnen til at Sola beveger seg over

himmelen om dagen og stjernene

om natten.

• Jorda går i bane rundt Sola og

bruker ca. 365 dager på et omløp.

Det at jorda ”står litt på skrå”

gjør at dagene har ulike lengde

sommer- og vinterstid og at

høyden til Sola varierer. På den

nordlige halvkule er dagene lengre og Sola høyere i månedene

april–august sammenliknet med perioden oktober–februar. På

den sørlige halvkule er det motsatt.

8

• Atmosfæren til Jorda består hovedsakelig av oksygen og

nitrogen Den sprer sollyset og gjør himmelen blå. Den gjør også

at stjernene blinker om natta, siden lyset må gå gjennom mange

ulike, urolige luftlag.

Oppgave 3

Svar på spørsmålene i boka di.

1. Hvor lang tid bruker jorda på en runde rundt seg selv?

2. Hvor lang tid bruker jorda på en runde rundt Sola?

3. Hva heter det som holder oss på bakken?

4. Hva heter de to viktigste gassene i atmosfæren?

9

Månen

• Månen går i bane rundt Jorda. Vi ser alltid samme halvdel av

Månen, ettersom den bruker like lang tid på å rotere rundt sin

egen akse som på et baneomløp, nemlig 27,3 døgn. Ingen hadde

sett Månens bakside før den russiske Luna 3-sonden

fotograferte den i 1959.

• Månen reflekterer lyset fra Sola. Når Månen i sitt omløp rundt

Jorda står motsatt av Sola på himmelen, er hele forsiden

opplyst og vi har fullmåne. I andre stadier av omløpet ser vi en

mindre del av den belyste halvsiden – vi ser faser. Månefasene

skyldes altså ikke at Jorda kaster skygge på Månen.

• Overflaten er overstrødd med små og store kratre.

• Tidevannet på Jorda skyldes gravitasjonskraften fra Månen.

• Formørkelser inntreffer når Sola, Jorda og Månen ligger på

linje. Ved en solformørkelse dekker Månen for Sola, sett fra et

lite område på Jorda. Under en måneformørkelse kommer

Månen inn i jordskyggen (Jorda ligger mellom Sola og Månen).

10

Oppgave 4

Svar på spørsmålene i boka di.

1. Hva går Månen i bane rundt?

2. Lyser Månen av seg selv? Skriv hvorfor du mener det?

3. Hva kaller vi det at Månen er forskjellig når vi ser den på

himmelen?

4. Når fikk vi første gang se baksiden av Månen?

5. Påvirker Månen ting på Jorden?

Nærbilde av solflekker, tatt med det svenske solteleskopet på Kanariøyene Sola – en aktiv stjerne. NASA

11

Sola

• Sola er en stjerne, akkurat som de tusenvis andre vi ser som

små lysprikker på nattehimmelen. Vår stjerne har åtte planeter

og millioner av andre små og store himmellegemer i bane rundt

seg.

• Sola består av gass, nesten bare hydrogen og helium. Den

produserer energi fordi det skjer noe som kalles fusjon inne i

kjernen. Der er det høy nok temperatur (ca. 15 millioner

grader) og trykk til at hydrogenkjerner fusjonerer eller

”smelter sammen” til heliumkjerner. I denne prosessen

frigjøres samtidig enormt med energi, deriblant varme og synlig

lys.

• Avstanden til Sola er ca. 150 millioner km. Lyset bruker drøyt 8

minutter til Jorda. Til sammenlikning bruker lyset bare litt over

et sekund fra Månen til Jorda. Diameteren er nesten 110

ganger større enn Jordas.

• De mørke solflekkene er områder som er litt "kaldere" enn

resten av overflaten. Temperaturen på soloverflaten er ca.

5500 grader.

12

• Alderen til Sola er beregnet til bare 5 milliarder år. Den antas

å ha omtrent like lenge igjen å leve før brenselet er oppbrukt

og den starter "rød kjempe"-fasen.

• Advarsel: Se aldri på Sola uten solfilter foran kikkerten

eller teleskopet!

Oppgave 5

Svar på spørsmålene i boka di.

1. Hva er Sola?

2. Går Sola i bane rundt jorda?

3. Lyser Sola av seg selv? Skriv hvorfor du mener det?

4. Hvor langt er det til Sola (km), og hvor lang tid bruker en

solstråle fra Sola til Jorda?

5. Påvirker Sola ting på Jorden?

6. Hva er de mørke flekkene på Sola?

7. Lag 2 faktasetninger om hver av overskriftene på de neste

sidene.

(Solsystemet, stjerner, galakser, universet, stjernehimmelen og

HVORDAN OPPSTÅR NORDLYSET?)

13

Solsystemet

• Solsystemet vårt består av Sola, åtte planeter og millioner av

andre himmellegemer, deriblant måner, dvergplaneter,

asteroider og kometer.

• Solsystemet ble til for rundt 4,6 milliarder år siden da en

enorm sky av gass og støv trakk seg sakte sammen. Sola ble

skapt ut av den tetteste og varmeste delen i sentrum, mens

resten av materien fordelte seg utover i et plan pga.

rotasjonen. Store steiner tiltrakk seg mindre partikler, og

etter noen millioner år med sammenkitting var planetene skapt.

Sola og planetene. Objektene er i riktig størrelsesforhold, men

avstandene er ikke korrekte. Bilde: NASA

14

• Planetene er, regnet innenfra: Merkur, Venus, Jorda, Mars,

Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Alle beveger seg rundt Sola

i samme retning som Sola selv roterer.

• De fire innerste planetene kalles steinplaneter og er små

sammenliknet med resten. De fire ytterste går under

betegnelsen gasskjemper, selv om de egentlig inneholder

stoffer i både gass-, væske- og isform. De har ingen fast

overflate.

• Mellom banene til Mars og Jupiter ligger asteroidebeltet – et

området med titusenvis av små og store stein- og isblokker, som

ble til overs etter dannelsen av planetsystemet.

• Pluto ble tidligere regnet som solsystemets ytterste planet,

men defineres nå som dvergplanet.

15

Stjerner

• Stjerner er massive gasskuler, akkurat som Sola.

Fusjonsprosesser i sentrum frigjør energi som balanserer

gravitasjonskreftene som prøver å presse stjernen sammen.

• Avstandene til stjernene er svært store, derfor ser de ut som

små lysprikker selv med profesjonelle teleskop.

• Stjerner kommer i mange typer og størrelser: små, store,

kalde, varme, røde, gule, blå, unge, gamle, stabile, variable osv.

Gule og røde stjerner har kaldere overflatetemperatur enn blå

og hvite stjerner.

• Stjernedannelse starter ved at store hydrogenskyer trekker

seg sammen under gjensidig gravitasjonskraft. Når trykket og

temperaturen i sentralområdet blir stor nok, typisk etter noen

titalls millioner år, antennes fusjonsprosessene som omdanner

hydrogen til helium, og en stjerne er født. Vår egen sol ble

dannet på samme måte.

16

• En gjennomsnittsstjerne kan leve

stabilt i flere milliarder år før

alderdommen melder seg og de ytre

gasslagene begynner å utvide seg. I

denne rød kjempe-fasen starter nye

fusjonsprosesser med tyngre

grunnstoffer. Stjernens skjebne

avhenger stort sett kun av massen: De

letteste svinner bare hen og blir hvite

dverger, dvs. kompakte stjernekjerner

bestående av nyproduserte, tyngre

grunnstoffer. En mellomtung stjerne

kaster til slutt av seg de ytre

gasslagene og danner en såkalt

planetarisk tåke med en hvit dverg i

midten. De tyngste fortsetter å

fusjonere stadig nye grunnstoffer,

helt opp til jern. Men da er det stopp: Jernreaksjoner frigir

nemlig ikke energi, noe som gir gravitasjonskreftene fritt

spillerom. En supernova er uunngåelig. Stjernen kollapser, og på

et tusendels sekund komprimeres kjernen til en nøytronstjerne

eller et sort hull (se under). De ytre gasslagene blåses utover

av kraftige sjokkbølger og danner en stjernetåke.

Kattøyetåken

(planetarisk tåke).

NASA

Krabbetåken

(supernovarest). NASA

17

• Når massive stjerner dør, kan kjernen bli presset sammen til en

nøytronstjerne. Den er kun ca. 10 km i diameter, men kan

inneholde like mye masse som to soler. En teskje med slikt

materiale ville veie like mye som alle menneskene på Jorda til

sammen!

• Et sort hull er ikke et "hull" i ordets rette forstand. Det et

uhyre tett objekt, der gravitasjonskraften er så stor at selv

ikke lys kan unnslippe. Vi kan derfor ikke se et sort hull, bare

observere effektene det har på ting rundt seg.

• Stjernetåker er en fellesbetegnelse som brukes om enorme

gassansamlinger som gjerne er forstadiet eller sluttstadiet til

en stjerne. En stjerne blir, som tidligere nevnt, til ved at

gasskyer trekker seg mer og mer sammen, noe som i et

mellomstadium kan gi en lysende tåke. Sluttstadiene til stjerner

innebærer ofte at de ytre gasslagene blåses ut i rommet, og

dette resulterer også i lysende tåker. Noen tåker lyser fordi

de reflekterer lys fra sterke nabostjerner, mens andre igjen er

mørke fordi de blokkerer lyset fra bakenforliggende lyskilder.

18

I nærheten av Orions belte finner vi den gulaktige Flammetåken og den

mørke Hestehodetåken som danner en vakker silhuett mot en

bakenforliggende, rødlysende tåke. Bilde: Robert Gendler

• Universet bestod opprinnelig for det meste av hydrogengass og

litt helium. I stjernenes fusjonsreaktorer blir tyngre

grunnstoffer oppbygd, som senere spres ut i rommet når

stjernene blir gamle og dør. Universet har altså blitt beriket

med stadig flere og tyngre stoffer. Dette er byggesteinene for

Sola, Jorda, trærne, dyrene og menneskene. Ja, vi er alle

stjernestøv.

• Stjernehoper er mer

eller mindre tette

konsentrasjoner av

stjerner, med alt fra

noen titalls til flere

millioner enkeltstjerner..

Pleiadene (åpen stjernehop) og M13

(kulehop). Bilder: Robert Gendler

19

Galakser

• Galakser er enorme

frittsvevende

stjernesystemer bestående av

gass, milliardvis av

enkeltstjerner og gjerne et

gigantisk sort hull i sentrum.

• Sola er en av de ca. 200

milliarder stjerner vår egen

galakse, Melkeveien,

inneholder. Melkeveien er en

såkalt spiralgalakse. Disse ligner en diskos, med en utbulning i

sentrum og lysende spiralarmer med stjerner og gass som

strekker seg ut mot kanten. Ettersom vi befinner oss inni

galaksen, ser vi den som et bånd over himmelen en mørk og klar

natt.

• I tillegg til spiralgalaksene, har vi to andre hovedtyper:

Elliptiske galakser, som er eggformede stjernesystemer uten

andre tydelige kjennetegn, og irregulære galakser, som ikke har

noen klar symmetri eller form.

Melkeveien strekker seg som et

svakt, lysende bånd over

nattehimmelen. Dette bildet er

en 2-minutts-eksponering av

Stéphane Guisard.

20

• Avstandene til galaksene er enorme. En av våre nærmeste

naboer er den store Andromedagalaksen ca. 2,5 millioner lysår

unna. (Et lysår en den avstanden lyset tilbakelegger på et år.)

De fjerneste galaksene vi kjenner til, ligger flere milliarder

lysår unna. Lyset, med en hastighet på 300 000 km per sekund,

har altså reist i mange milliarder år før det ble registrert av

astronomenes følsomme

teleskoper.

• Det finnes milliarder av

galakser, hver med mange

milliarder enkeltstjerner.

Det er flere stjerner i

universet enn det er

sandkorn på alle Jordas

strender og ørkener til

sammen.

• På samme måte som

stjerner av og til er samlet i stjernehoper (se over), kan

galaksene danne mer eller mindre tallrike galaksehoper.

Melkeveisystemet og Andromedagalaksen er to store

medlemmer i Den lokale gruppe, bestående av drøyt 40 små og

store enkeltgalakser. Små grupperinger kan igjen være del av

såkalte superhoper, som kan telle millioner av galakser.

Spiralgalakse sett "ovenfra"

(NASA), elliptisk galakse (Robert

Gendler) og irregulær galakse

(Robert Gendler)

21

Universet

• I 1929 oppdaget Edwin Hubble

at fjerne galakser beveger seg

bort fra oss, og jo lenger unna

de er, desto større er

hastigheten. Dette kan

oppfattes som at vi befinner oss

i universets sentrum, men det er feil. Galaksene, inkludert vår

egen, beveger seg også bort fra hverandre, akkurat som

avstanden mellom alle rosinene i en gjærdeig blir større når den

heves. Hvis hele universet utvider seg i dag, så må det kanskje

ha vært uendelig lite og tettpakket i begynnelsen – derav

teorien om Big Bang.

• Big Bang-teorien er vanskelig, men enkelt fortalt sier den at

universet – dvs. materien, rommet og tiden! – ble til i en

eksplosjon for omtrent 14 milliarder år tilbake. Teorien har

kommet med en rekke forutsigelser, som senere har blitt

bekreftet ved observasjoner. Det er ennå mye astronomene

ikke forstår, men Big Bang-teorien er den beste teorien vi har i

dag for universets skapelse og utvikling.

• I de senere år har astronomene oppdaget at universet ikke

bare utvider seg, men det utvider seg raskere og raskere.

22

Stjernehimmelen

• Alle lysprikkene på nattehimmelen er stjerner, foruten noen få

planeter. Alle tilhører vårt eget Melkeveisystem.

Andromedagalaksen er det eneste objektet utenfor vår galakse

som vi kan se med det blotte øye.

• Stjernebildene har ingen vitenskapelig betydning. Opp gjennom

historien har ulike kulturer knyttet ulike historier og skikkelser

til stjernemønstrene. Stjernene ligger i vidt forskjellige

avstander fra oss, og fra et annet sted i universet ser

stjernehimmelen helt

annerledes ut.

• Stjernene beveger seg

rundt i verdensrommet,

men fordi avstandene er

så store, endrer

stjernemønstrene seg

for sakte til at vi

merker det i vår levetid.

Sånn sett kan vi innbille

oss at stjernene sitter

fast på en slags

himmelglobus vi betrakter innenfra.

Stjernene danner sirkelbuer på en

langtidseksponering. Den klare

lysbuen nær midten er Polarstjernen

(eller Nordstjernen).

23

• Stjernene beveger seg over himmelen fordi Jorda roterer.

Jordaksens forlengelse markerer himmelens nord- og sørpol. På

den nordlige halvkule ser vi stjernene rotere rundt

himmelpolen, fra øst mot vest, en omgang på 24 timer.

Polarstjernen i Lille bjørn ligger meget nær den nordlige

himmelpolen.

• Når en støv- eller steinpartikkel fra rommet kommer inn i

jordatmosfæren, brenner den opp og danner et lysspor. Dette

kalles en meteor eller et stjerneskudd. Stjerneskuddene vi ser

på kveldshimmelen skyldes som regel støvpartikler ikke større

enn et sandkorn! Hvis partikkelen ikke brenner helt opp, faller

den ned på bakken som en meteoritt.

En meget kraftig meteor

24

HVORDAN OPPSTÅR NORDLYSET?

Solflekkene er solas "vulkaner". Ut av disse blåses voldsomme

mengder ladde partikler i alle retninger. Jorda er et lite mål i

rommet, men en del av partiklene blir på sin ferd fanget opp av

jordas magnetfelt.

Hastigheten på partiklene avhenger av styrken på utbruddet. Mens

lyset bruker rundt 8 minutter på den lange reisen, bruker de ladde

partiklene rundt 5 jorddøgn. Ved kraftige utbrudd på sola øker

farten sterkt, slik at en kan se økning i nordlysaktiviteten rundt 2

døgn etter at utbruddet på sola ble observert.

Partiklene blir fanget opp av magnetfeltet rundt jorda og ledes langs

magnetbanene inn mot jordoverflata rundt de magnetiske polene.

I det partiklene treffer de ytre delene av atmosfæren, oppstår

utallige små utladninger. Det er disse utladningene vi ser som nordlys.

På den sørlige halvkule skjer det samme, kalt Aurora Australis -

sørlys.

25

11-årig syklus: Nordlyset varierer med aktiviteten på sola. Ca hvert

11. år er aktiviteten størst. I årene 2000 og 2001 var det en topp i

denne syklusen.

Årlig syklus: Aktiviteten forandrer seg gjennom året. Høyest

aktivitet er det høst og vår - september/oktober og februar/mars.

Midtsommers og midtvinters er det noe lavere aktivitet.

27-dagers syklus: Sola bruker rundt 27 jorddøgn på å rotere om sin

egen akse. Solflekkaktiviteten er ujevnt fordelt rundt om på sola.

Når områder med stor aktivitet er i en slik posisjon at utbruddene

derfra blåses i retning jorda, øker nordlysaktiviteten på jorda 2 til 5

døgn seinere.

Nordlyset er altså resultatet av den voldsomme aktiviteten på sola.

Jordas magnetfelt beskytter oss mot partikkelstormen.

Magnetfeltets og atmosfærens kamp mot solstormen kan du

betrakte i mørke og klare kvelder.

26

Gruppearbeid om Universet

Dere skal lage et gruppearbeid. Her har vi laget noen oppgaver. Lag store plakater med svar på den oppgaven gruppen din får utdelt! Finn fakta på nettet.

• Dag og natt. Solformørkelse. Forklar hvorfor dette skjer.

• Hva er Månen? Fortell om Månen.

• Lag en nyhetsreportasje som skal på trykk i avisen. Den kan

handle om den første månelandingen, eller nyheter som har

vært om verdensrommet i det siste.

• Ord fra astronomien… Lag en liste og forklar alle ordene. For

eksempel stjernehoper, galakser, stjerner, planeter… etc. kan

være lurt å finne ord i dette heftet.

• Meteoritter, meteorer og stjerneskudd. Hva er det? Og hva er

forskjellen?

• Finn fortellinger fra forskjellige kulturer som handler om

verdensrommet.

• Fortell om Melkeveien?

• Tegn og fortell om forskjellige stjernebilder vi kan se på

himmelen.

• Lag en oversikt over alle planetene i vårt solsystem. Husk fakta

om planetene.

• Fortell om nordlyset.