Zenit

IdeeĂŤn over het ontstaan van de maan

Laniakea, onze onmetelijke hemel

Prijs â‚Ź 5,85 April 2015

www.zenitonline.nl

Afbeeldingsfouten in telescopen

Thema: 25 jaar Hubbleruimtetelescoop

Het meest succesvolle wetenschappelijke project ooit?

Triomf en tragiek voor de Hubble-telescoop Een waardige opvolger: De James Webb Space Telescope

De ster hemel renvan ap ril

Bestel nu het unieke boek Terugblik van Kees de Jager!

TERUGBLIK

Nu in boekvorm Persoonlijke herinneringen aan opmerkelijke gebeurtenissen

Kees de Jager

Als er iemand is die geen introductie behoeft in de wereld van sterrenkunde en ruimteonderzoek in Nederland en België, dan is dat wel prof. dr. C. (Kees) de Jager. Zijn naam is onlosmakelijk verbonden aan het onderzoek van onze zon, aan de ontwikkeling van het wetenschappelijk ruimteonderzoek, en aan talloze professionele organisaties.

Zijn lange leven is rijk aan ervaringen, observaties en resultaten. Jaren geleden besloot hij om een aantal daarvan op schrift te stellen. Ze werden, als paginavullende column “Terugblik”, gepubliceerd in het verenigingsblad van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer en Sterrenkunde (KNVWS): Zenit. Sommige gaan over zijn verre verleden, op Texel en Indonesië. Andere gaan over zijn oorlogservaringen. En natuurlijk passeren tal van personen, bijeenkomsten en activiteiten de revue. Kees heeft daarbij een opmerkelijke gave om, ook na jaren, elke Terugblik te schetsen met grote scherpzinnigheid, humor, passie en soms ook ironie.

2

ZENIT APRIL 2015

In samenwerking met de familie De Jager maken de uitgever van Zenit, Stip Media te Alkmaar, en de KNVWS het mogelijk om de bijzondere verzameling van 120 ‘vensters’ uit een veelbewogen leven, uit te brengen in boekvorm, toepasselijk getiteld: “Terugblik”. Een deel werd overigens nog niet eerder gepubliceerd. “Terugblik” is voor de gelegenheid speciaal voorzien van een autobiografische inleiding, nabeschouwing en tal van niet eerder gepubliceerde illustraties.

Dit unieke boek behoort bij voorbaat tot ons wetenschappelijk erfgoed en is eigenlijk onmisbaar voor wie sterrenkunde en ruimteonderzoek een warm hart toedraagt. Het boek is als paperback verschenen met formaat 17 x 24 cm, bevat 384 pagina’s en circa 120 illustraties, waarvan vele in kleur.

Aanbieding voor Zenit-abonnees De prijs van het boek bedraagt € 21,95. Als u geabonneerd bent op Zenit, kunt u het boek bij ons bestellen en betaalt u geen verzendkosten.

U kunt gebruikmaken van dit aanbod door een mail te sturen aan: info@stipmedia.nl onder vermelding van “Terugblik” én uw klantnummer (staat op uw factuur voor het abonnement) of adresgegevens. Wij zenden u het boek binnen enkele dagen toe, samen met een factuur met betaalinstructies.

U kunt ook per brief het boek bestellen.

Het adres is: Stip Media,

Louise de Colignystraat 15,

1814 JA Alkmaar.

www.stipmedia.nl/terugblik

BRANDPUNT

Sterren in wording Door Mat Drummen

Dit is een heel klein gedeelte van NGC 2174, een gasnevel in de Melkweg in het noordelijk deel van het sterrenbeeld Orion. De opname werd vorig jaar gemaakt met de ‘Wide Field Camera’ van de Hubble ruimtetelescoop en is een van de talrijke zeer gedetailleerde en fraaie beelden die de Hubble ons de afgelopen 25 jaar heeft verschaft. Het was dan ook moeilijk om hieruit een keuze te maken.

We zien ‘gebeeldhouwde’ koude gas- en stofwolken tegen de achtergrond van ijl gloeiend, geïoniseerd waterstofgas. De grillige vormen van de wolken zijn ontstaan door het ultraviolette licht van jonge sterren in het centrum van de nevel.

De helderste ster, HD 42088 (hier niet in beeld), is een hete O6-ster met een oppervlaktetemperatuur van 35.000 K. De ster is wel 30 maal zo zwaar als de zon en minder dan twee miljoen jaar oud. Over twee miljoen jaar is hij al ‘opgebrand’ en volgt een supernova-explosie. HD 42088 is de voornaamste bron van de ultraviolette straling die het waterstofgas ioniseert en de stofwolken verwarmt, waardoor deze laatste in het infrarood gaan stralen. De sterrenwind blaast het stof in haar omgeving weg, zodat in het centrum van de nevel al-

leen het hete gas overblijft. Aan de rand, waar het stof geconcentreerd is, ontstaan door de uv-straling ‘pilaren’ of ‘olifantslurven.’

Daarin kan de materie door de eigen zwaartekracht in elkaar klappen, geholpen door de druk van straling en sterwinden en dan kunnen nieuwe sterren Beeld van NGC 2174 ofwel de ‘Monkey Head’ (de ‘Apenkop’). Het kader geeft het gebied van de ontstaan.

De Hubble had dit Hubble-opname aan. (Richard Crisp, Californië) nevelcomplex in 2001 al optisch vastgelegd. Dit beeld uit 2014 is een combinatie van opnamen in het nabij-infrarood met breedbandige filters rond 1,05 µm, 1,25 µm en 1,6 µm, respectievelijk gekleurd als blauw, groen en rood. In het infrarood is niet alleen meer nevelstructuur zichtbaar, maar er verschijnen zelfs sterren die optisch helemaal niet zichtbaar zijn. (Foto: NASA/ESA/STScI)

Vergelijk de beelden: hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/18/image/b

ZENIT APRIL 2015

3

De Grote Griepmeting Met kleine kinderen om je heen pik je gauw wat op en toen mijn zoontje dus begon te hoesten van de week, volgde ik al rap. Eerst leek het nog een onschuldige hoest maar een dag later was ik toch echt goed ziek. ‘Griep’, denk je dan al snel. Maar meestal gaat het dan nog steeds maar om een (zware) verkoudheid. Maar hoe zit het nu echt en wat maakt het verschil? Dat koortsig brein, dat voelt toch echt als griep aan!

Thema 11

25 jaar Hubble-ruimtetelescoop

12

Triomf en tragiek voor de Hubble-telescoop

16

25 jaar Hubble-ruimtemissie

Met vriendelijke groet namens de redactie,

20

Vincent van de Vrede, hoofdredacteur

Voorbij Hubble de James Webb Space Telecope

Ik bedacht ineens dat we een bekende persoon met astronomische roots in ons midden hebben die zich uitgebreid met de griep bezig houdt, en dat is Carl Koppeschaar. U kent hem wellicht van eerdere bijdragen in Zenit, zoals vorig jaar voor ons maan-nummer (maart 2014). Carl is niet alleen maankenner maar ook griepspecialist en initiatiefnemer van de website www.degrotegriepmeting.nl.

In het griepseizoen komt hij geregeld in het nieuws. Hij hoopt met zijn site de verspreiding van het griepvirus beter in kaart te brengen.

Rondneuzend op de site kwam ik de belangrijkste griepsymptomen tegen: snel opkomende koorts, keelpijn, hoesten, spierpijn, rillerig zijn, vermoeid en uitgeput. Dat komt me nu toch wel bekend voor, terwijl ik dit typ! De site bevat verder allerlei informatie over de griep en vooral veel empirische data over de verspreiding. Zodoende is De Grote Griepmeting een onmisbare en onafhankelijke bron van informatie over de griep. U kunt trouwens zelf meedoen: Koppeschaar en zijn team roept mensen op hun griepervaring te delen met hen. Neem eens een kijkje op de site voor meer informatie.

Voor nu veel leesplezier!

Bij de voorkant Dit voorjaar is het 25 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop werd gelanceerd. We kennen ‘m allemaal van de prachtige deepsk y-opna men.

Wat heeft een kwarteeuw Hubble-ruimtetelescopie opgeleverd? In deze Zenit gaan we nader in op die vraag.

De geschiedenis van de Hubble-telescoop – Edwin Mathlener

Een wetenschappelijk succesverhaal – Claude Doom

De rechtmatige opvolger van de Hubble-telescoop – Fred Lahuis

Sterrenkunde 30

Interview

In gesprek met Thomas Wijnen – Ruben van Moppes

COLOFON

Zenit is een populair-wetenschappelijk maandblad over sterrenkunde, weerkunde, ruimteonderzoek en aanverwante wetenschappen en technieken. Het is t­ evens het orgaan van de Koninklijke Nederlandse ­Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde (KNVWS). Verschijnt elf keer per jaar. Redactie: Vincent van de Vrede (hoofdredacteur), Servé Vaessen (eindredacteur), Niek de Kort (adviezen), G.W.E. Beekman, dr. R. van Dorland, E. Echternach, ir. J. Gerritsen, J.A.F. de Rijk, prof. dr. I. Snellen, T. Trachet, prof. dr. F. Verbunt, dr. ing. F. Zijp.

Uitgever: Stip Media, Louise de Colignystraat 15, 1814 JA Alkmaar, tel. 072-5314978 (tevens redactieadres). E­-mailadressen: redactie@zenitonline.nl (redactie) • amateurs4 actief@zenitonline.nl ZENIT APRIL 2015 (inzendingen voor Amateurs Actief) • administratie@stipmedia.nl (abonnementen­administratie) • info@zenitonline.nl (advertenties en overige zaken)

34

Laniakea, onze ‘onmetelijke hemel’

Onze Melkweg bevindt zich bij de rand van deze supercluster – Martien Jacobs

10 Het weer in februari – Rob Sluijter

Nieuws 6

Kort nieuws

42

De stand in wetenschapsland

48

Agenda

Aardscheerders (mede) ontdekt door Leidse amateurastronoom

40

Discovery Channel Telescope

En verder

De geschiedenis van een grote telescoop in Arizona – Philip Corneille

3

9

De pionier

25

Lezers aan het woord

39

De sterrenhemel van april – Eddy Echternach

44

Amateurs Actief

47

Telescoop in beeld

Terugblik van Kees de Jager

24

26

Sterren in wording – Mat Drummen

Bart Bok

Waarnemen

Brandpunt

Is er leven na Hubble? – Eddy Echternach

50

Herman Oberth voorzag de ruimtetelescoop – George Beekman

Ideeën over het ontstaan van de maan – Frans Orthel

Verschenen

Doppelmayrs compilatieatlas uit 1742 herboren – Henk Bril

In het volgende nummer

Grote en kleine objecten in het zonnestelsel

Afbeeldingsfouten in telescopen – Harrie Rutten

Websites: www.zenitonline.nl (algemene informatie en inhoud komende nummer) • www.astronieuws.nl (korte berichten) • www.stipmedia.nl Twitter: @ZenitNL Lay­out: Henk Muurlink Druk: Veldhuis Media, Raalte Abonnementen: Per jaar voor Nederland: € 59,50 voor België: € 62,- binnen Europa: € 81,- buiten Europa: € 107,50. Adreswijzigingen schriftelijk of per e-mail naar administratie@stipmedia.nl. Opzeggingen van ­abonnementen schriftelijk of per e-mail aan Stip Media te Alkmaar.

Advertenties: Stip Media, Louise de Colignystraat 15, 1814 JA Alkmaar, tel. 072-5314978. ISSN 0165-0211 © 2014 Stip Media. Gehele of gedeeltelijke overneming van artikelen ZENIT APRIL 2015 5 en illustraties in deze uitgave mag uit­sluitend geschieden met uitdrukkelijke t­ oestemming van de uitgever.

I N H O U D S O P G AV E

Weer en klimaat

Ruimteonderzoek

KORT NIEUWS

Krachtige wind uit melkwegcentrum

Zo zou een waarnemer ver buiten ons melkwegstelsel de twee Fermibellen aan weerszijden van dit stelsel zien. Het gas in deze bellen zendt onder andere röntgen- en gammastraling uit. (foto: NASA/GSFC)

In de tijd dat op aarde de allereerste mensachtigen verschenen, stak in het centrum van het melkwegstelsel een krachtige wind op. De nasleep daarvan zijn twee reusachtige gasbellen, ook wel Fermibellen genoemd, die zich tot zo’n 40.000 lichtjaar ten noorden en ten zuiden van het melkwegvlak uitstrekken.

Aan de hemel geprojecteerd is dat 55 graden boven en onder het melkwegvlak. Astronomen hebben nu voor het eerst de snelheid en samenstelling van

deze reuzenbellen bepaald.

Andrew Fox en collega’s observeerden met de Hubble Space Telescope een quasar die vanaf de aarde gezien boven het vlak van de Melkweg staat. Het licht van deze quasar prikt door het onderste deel van de noordelijke Fermibel heen.

Het gas in de bel absorbeert een beetje van dit licht, wat in het spectrum van de quasar is te zien. Daaruit leidden de onderzoekers af waaruit dit gas bestaat en hoe snel het beweegt. Hierbij moet je

wel bedenken dat we onder een bepaalde hoek tegen de bewegingsrichting van het gas in de bel aankijken.

De Hubble-telescoop detecteerde silicium, koolstof en aluminium. Dit wijst er op dat het gas zware elementen bevat die in sterren ontstonden en tijdens de explosie van zulke sterren in de ruimte in zijn geslingerd. Uit de gemeten snelheden volgt dat het gas in de noordelijke Fermibel met zo’n 900 kilometer per seconde van het melkwegcentrum vandaan stroomt. Het moet dus 2,5 tot 4 miljoen jaar geleden uit dit centrum zijn vertrokken om tot op dit moment deze afstand te overbruggen.

De twee gasbellen zijn mogelijk ontstaan tijdens een golf van stervorming en sterexplosies nabij het centrum van het melkwegstelsel. Of misschien trokken de getijdenkrachten van het superzware zwarte gat in het melkwegcentrum een naburige ster of een groep van sterren uit elkaar, waardoor dit gat opeens veel materie uit zijn omgeving naar buiten blies. Er staan nog 19 andere quasars op het waarnemingsprogramma om de nog gevonden resultaten te kunnen verfijnen. (GB/ Astrophysical Journal Letters, geaccepteerd)

Radioflits uit de richting van Carina Australische astronomen hebben tijdens het waarnemen van een satelliet van het melkwegstelsel een radioflits waargenomen. De flits verscheen bij het Carinastelsel, een dwergsterrenstelsel op een afstand van 330.000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Kiel. De grote Parkes-radiotelescoop in New South Wales ving de flits op. Dergelijke flitsen zijn eerder opgemekt en de Australische waarneming kan licht werpen op hun herkomst.

Ultrakorte radioflitsen zijn een van de grootste raadselen in de sterrenkunde. Ze komen op onvoorspelbare momenten uit onvoorspelbare richtingen en duren maar een duizendste seconde. Er zijn er pas een handvol van bekend en altijd pas naderhand opgediept in de databestanden van oude waarnemingen. Daardoor was het niet meer mogelijk om na zo’n flits met andere telescopen naar mogelijke sporen bij verschillende golflengten te zoeken en de bron van herkomst te bepalen.

Op 4 november 2013 was de Parkes-radiotelescoop nog geen anderhalf uur op Carina gericht, toen er vlak bij dit dwergstelsel een radioflits werd Het dwergstelsel Carina, gefotografeerd met de 2,2 gezien. De eigenschappen van deze flits, FRB 131104, kwamen overeen meter telescoop van de ESO op La Silla, in Chili. Het met die van eerdere flitsen. Direct hierna werd dit hemelgebied nog eens stelsel staat zo dichtbij dat het gehele beeldveld van drie uur lang waargenomen. In de volgende drie dagen gebeurde dat nog de telescoop er door wordt gevuld. (foto: ESO/CTIO) eens zes uur en het jaar daarna 57 uur. Maar de flitsbron liet zich niet meer zien en er werd ook geen andere radiostraling uit die richting waargenomen.

De flits moet van buiten het melkwegstelsel zijn gekomen. De onderzoekers leidden dat ook deze keer af uit het feit dat de lagere frequenties een fractie later arriveerden dan de hogere. Dit effect, dispersie, ontstaat in het ijle geïoniserde gas waar de radiogolven doorheen bewegen en is veel sterker dan bij objecten in het melkwegstelsel. Maar zij is te gering voor een flits die vanaf de afstand van het Carinastelsel zou komen. Daarom suggereren Vikram Ravi en collega’s dat de dispersie wordt versterkt door de Magelhaense Stroom, een sliert gaswolken boven het melkwegstelsel die voor het Carinastelsel langs loopt. Verdere waarnemingen moeten uitwijzen of Carina inderdaad de bron van de flits was.

6

ZENIT APRIL 2015

In de tweede helft van de zeventiende eeuw ontplofte een zware ster in het sterrenbeeld Cassiopeia. Deze explosie, een supernova, werd toen niet opgemerkt, maar nu is op dat punt een gasbol met een diameter van 12 lichtjaar te zien die iedere seconde 10.000 kilometer groter wordt. Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat deze gasbel, Cassiopeia A, zélf ook uit een aantal bellen bestaat. Dat zouden de sporen zijn van de processen die bijdroegen aan het opblazen van de ster.

De explosie van de ster begon toen zijn dichte ijzerkern onstabiel werd en implodeerde tot een nog dichtere neutronenster. Daarbij kwam zoveel energie vrij dat een naar buiten bewegende schokgolf ontstond. Computersimulaties laten echter zien dat deze schokgolf alléén niet voldoende was om de rest van de ster op te blazen. Ook andere factoren speelden waarschijnlijk een rol, zoals rotatie, magnetische velden en turbulenties.

Om mogelijke sporen van deze laatste te vinden, legden Beeld in kunstmatige kleuren van de supernovarest Cassiopeia A, samenDan Milisavjevic en Robert Fesen met de Mayall-tele- gesteld uit opnamen in verschillende goflengtegebieden. De nevel heeft scoop van de Kitt Peak-sterrenwacht in de Verenigde een diameter van 12 lichtjaar en dijt met een snelheid van 5000 kilometer Staten op een groot aantal punten in de gasbel een in- per seconde uit. (foto: NASA/JPL-Caltech) fraroodspectrum vast. Uit de absorptielijnen daarin konden zij de snelheden van de expanderende gassen – vooral gens de twee astronomen zijn het de sporen van de turbulente die van zwavel – afleiden. Met behulp daarvan werd tenslotte mengprocessen die tijdens en direct na het ontstaan van de een driedimensionale kaart van het de structuur van de su- neutronenster plaatsvonden. Die leidden tot meerdere explopernovarest samengesteld. En die onthulde dat dit inwendige sies rond de neutronenster en deze asymmetrische ontploffinook uit bellen bestaat. gen zouden dan de extra energie leveren die nodig was om de In totaal werden zes gasbellen gevonden, de twee grootste ster op te blazen. De bellen zijn daarna als het ware in de uithebben een diameter van respectievelijk 6 en 3 lichtjaar. Vol- dijende gaswolk ingevroren. (GB/Science, 30 januari)

Beagle-2 landde heelhuids op Mars na geen contact met de aarde kon maken.

Als medereiziger van de Europese sonde Mars Experss vertrok de Beagle-2 op 2 juni 2003 richting rode planeet. Op 19 december koppelde de lander los van het moederschip, om zes dagen later aan een parachute en gehuld in luchtzakken op Mars te landen. Als alles volgens pan was verlopen, Opname van de Beagle-2, gemaakt door de Mars Reconontvouwden zich de vier naissance Orbiter. Het lot van deze Britse Marslander was zonnepanelen als bloemsinds december 2003 een raadsel. (foto: HiRISE/NASA) bladen na de landing en zond de Beagle-2 een Enkele witte stipjes, die vormen het be- ok-signaal uit. Dat kwam echter niet en wijs dat de Britse Marslander Beagle-2 in de vluchtleiding op aarde slaagde er niet 2003 toch heelhuids op de rode planeet in om contact met het toestel te maken. is geland. De stipjes zijn gefotografeerd In februari 2004 werd de lander als verdoor de Mars Reconnaissance Orbiter loren beschouwd en geven eindelijk antwoord op de vraag De beoogde landingsplaats was Isidis wat er ruim elf jaar geleden met het lan- Planitia, een groot inslagbekken nabij de dingsvaartuig is gebeurd. De opnamen evenaar van Mars. Daarom begonnen laten zien dat de landing in feite vlekke- onderzoekers hier met de Mars Reconloos verliep, maar dat het vaartuig daar- naissance Orbiter naar sporen te zoeken.

Aanvankelijk werd niets gevonden, maar een nieuwe analyse van MRO-opnamen bracht de lander toch aan het licht, op zo’n vijf kilometer van de berekende landingsplaats.

De opnamen laten zien dat slechts twee of drie zonnepanelen van de Beagle-2 zijn opengeklapt. Daardoor wordt de hoofdantenne (deels) bedekt en kon hij geen teken van leven geven. Rond de lander zijn nog meer sporen te zien, vermoedelijk van de luchtzakken en het hitteschild, maar nieuwe opnamen zijn nodig om dat te bevestigen.

Het is voor de betrokken onderzoekers een hele opsteker om te weten dat de Beagle-2 toch met succes op het Marsoppervlak is geland. Dat vergroot het vertrouwen in de volgende twee Europese Marsmissies, de ExoMars Trace Gas Orbiter and Entry, Descent and Landing Demonstrator (te lanceren in 2016) en de ExoMars Rover (2018). Helaas overleed afgelopen jaar de leider van het Beagle-2-project, de Brit Colin Pillinger. Hij heeft dus nooit geweten dat zijn project meer succes heeft gehad dan gedacht.

(GB) ZENIT APRIL 2015

7

KORT NIEUWS

Cassiopeia A: een bel van bellen

KORT NIEUWS

Aardscheerder (mede) ontdekt door Leidse amateurastronoom Een kleine planetoïde die in de nacht van 23 op 24 februari langs de aarde scheerde, aangeduid als 2015 CA40, is mede ontdekt door de Leidse amateurastronoom Marco Langbroek. Hij is lid van een groep (amateur)sterrenkundigen die met de 60-centimeter Schmidt-telescoop van de Konkoly-sterrenwacht in Hongarije naar planetoïden speurt. Deze telescoop staat op de 900 meter hoge Piszkéstetö in het Mátragebergte en het onderzoek wordt geleid door Krisztián Sárneczky van de universiteit van Szeged.

Op 16 februari inspecteerde Langbroek opnamen die een dag eerder in Hongarije waren gemaakt en via internet waren toegestuurd. Hierop ontdekte hij een bewegende lichtstip waarvan de helderheid in de loop van de tijd toenam.

Langbroek dacht eerst dat het om een satelliet ging die in een hoge baan om de aarde draaide, maar daarvoor bewoog het object toch te langzaam. Zou het een planetoïde in de buurt van de aarde zijn?

De opgemeten posities werden direct

naar Sárneczky gemaild, die de opnamen opnieuw analyseerde en de waarnemingen naar het Minor Planet Center in Harvard, VS, stuurde. Daar werden ze op de Near Earth Object Confirmation Page (NEOCP) gezet, een webpagina waarop andere sterrenwachten om bevestiging wordt gevraagd. Die kwam van de Klét-sterrenwacht in Tsjechië en van een amateurastronoom in West Berkshire in Engeland.

Inmiddels hadden de Hongaarse astronomen het object in de nacht van 16 op 17 februari ook teruggevonden en dat maakte een baanbepaling mogelijk. 2015 CA40 bleek inderdaad een aardscheerder te zijn. Hij draait in 1,2 jaar in een baan om de zon waarvan het meest nabije punt net buiten de aardbaan ligt en het verste punt halverwege de baan van de aarde en Mars. Hij is ongeveer 45 meter groot. In de nacht van 23 op 24 februari passeerde hij de aarde op een afstand van 2,3 miljoen kilometer. De volgende dichte nadering wordt verwacht in februari 2066.

Deze foto van de aardscheerder 2015 CA40 is opgebouwd uit tien opnamen van 30 seconden, gemaakt in de nacht van 16 op 17 februari met de Schmidt-telescoop op de berg Piszkéstetö in Hongarije. (foto: Konkoly-sterrenwacht)

Planetoïde 2015 CA40 is de zevende aardscheerder die in het kader van de Konkoly-survey is ontdekt en inmiddels de tweede die (mede) door Marco Langbroek is gevonden. Een felicitatie waard!

(GB)

Ster met geringde bruine dwerg

Impressie van het reusachtige ringenstelsel rond J1407b, waarschijnlijk een bruine dwerg die rond een ster als de zon draait. Het ringenstelsel is iets kleiner dan de baan van Venus. (foto: Ron Miller)

Saturnus heeft een imposante ring die al in amateurtelescopen is te zien. Astronomen van de Sterrewacht Leiden en de universiteit van Rochester (VS) ontdekten echter een ringenstelsel dat honderden malen zo groot is. Het omcirkelt de onzichtbare begeleider van een ster die op zo’n 430 lichtjaar van de aarde staat: veel te ver om deze ring daadwerkelijk te kunnen zien. De ster en zijn geringde begeleider zijn pas 16 miljoen jaar oud.

Het ringenstelsel werd in mei 2007 ontdekt toen de helderheid van de ster, aangeduid met J1407, in de loop van 56 dagen op een grillige manier varieerde. Vijf jaar later suggereerden on-

derzoekers dat het om eclipsen ging, veroorzaakt door vier grote ringen rond een onzichtbare begeleider die voor de ster langs schoof. Recente analyses, door Matthew Kenworthy en Erik Mamajek, komen uit op een stelsel van maar liefst 37 ringen. Bij deze analyses werd ook rekening gehouden met het effect van donkere vlekken op de draaiende ster, die ook lichtwisselingen veroorzaken.

Het ringenstelsel heeft een diameter van 180 miljoen kilometer. Dat is ruim 600 maal de diameter van de hoofdring van Saturnus en bijna 200 maal die van de buitenste stofring rond de planeet. De ring maakt een hoek van 20 graden met de gezichtslijn. Opmerkelijk is de aanwezigheid een 4 miljoen kilometer brede, lege gordel. Hier ontstond wellicht door samenklontering een satelliet die in ongeveer 2 jaar met de ring mee draait. En omdat de ring nog zo jong is, kunnen zich de komende tijd in het ringenstelsel op nog meer plaatsen satellieten vormen.

De massa van de onzichtbare begeleider rond de heldere ster is moeilijk te schatten. De meest waarschijnlijke waarden liggen tussen 14 en 24 maal die van Jupiter. Het gaat dus waarschijnlijk om een bruine dwerg, een gasbol die op dezelfde wijze als een ster is ontstaan maar te licht was om zich als ‘volwaardige’ ster te ontwikkelen. De omlooptijd van deze begeleider zou, afhankelijk van zijn massa, tussen de 13 en 27 jaar liggen. Dit betekent dat er op zijn vroegst in de zomer van 2020 weer een eclipsperiode optreedt. Maar voor de zekerheid begint het observeren van de ster al eerder. De astronomen roepen ook amateurs op om een oogje in het zeil te houden. (GB/Astrophysical Journal, te publiceren)

Kijk voor dagelijkse updates van het laatste nieuws ook eens op www.zenitonline.nl/astronieuws 8

ZENIT APRIL 2015

In de jaren ’70 tot ’73, toen ik secretaris-generaal was van de Internationale Astronomische Unie (IAU), zat de Nederlandse Amerikaan Bart Bok ook in het bestuur. Ik kende hem al langer maar dit was de gelegenheid om deze flamboyante, extroverte, intelligente en zo aardige wetenschapper beter te leren kennen.

Hij had een boeiende levensloop. Bart’s vader was sergeantmajoor in het Nederlandse leger. Toen deze in 1906 in het West-Friese Hoorn was gestationeerd, woonden ze in een vroeger pakhuis van de VOC. Dat pakhuis is inmiddels een nationaal monument. Daar werd Bart geboren. Hij ging naar de hbs in Haarlem, een school waarover hij in latere jaren alleen maar juichend kon verhalen. Een goede school met uitstekende leraren, de meesten met de doctorsgraad, waarvan er drie later hoogleraar werden aan een universiteit.

Bij de padvinderij leerde hij enkele sterrenbeelden kennen en dat was het begin van zijn belangstelling voor de sterrenkunde.

Zijn ouders waren onbemiddeld maar met een beurs kon hij sterrenkunde gaan studeren in Leiden en Groningen. In 1928 vond in Leiden het driejaarlijkse congres plaats van de Internationale Astronomische Unie. Oudere studenten, waaronder Bart, werden gevraagd om buitenlandse gasten te begeleiden.

Zo kwam Bart in contact met Priscilla, een tien jaar oudere Amerikaanse sterrenkundige uit Harvard. Bart werd smoorverliefd en aan het eind van het tiendaagse congres vroeg hij haar ten huwelijk, waar zij echter niet op in ging. Hij mocht haar wel schrijven en na een jaar bleek het toch te klikken. Bart was inmiddels aan een proefschrift bezig, maar kapte dat resoluut af toen hij een beurs kon krijgen in Harvard. Twee dagen na zijn aankomst daar trouwden zij, tot ontzetting van Shapley, de directeur van Harvard, die zelf ook wel op Piscilla was gesteld. Na een periode van enige wrijving kwam het in latere jaren toch weer goed tussen Bart en Shapley, volgens Bart de allerbeste Bok-globulen, groot en astronoom.

Het was de tijd waarin vrij veel Ne- IC2944. derlandse sterrenkundigen een baan kregen in Amerika. Een bekende uitspraak was: ‘Nederland exporteert boter, bloembollen en astronomen.’ Eens hadden negen Amerikaanse sterrenwachten een directeur van Nederlandse afkomst.

Tot 1957 bleef Bok in Harvard. De ‘Bok-globulen’ waren een van zijn ontdekkingen: kleine inktzwarte gebiedjes die zich aftekenen tegen lichtende gasnevels. Bok meende dat dit sterren in hun eerste ontstaansfase waren en in 1990 werd dit bevestigd. Bart en Priscilla vormden een hecht team: vrijwel al hun onderzoeken deden ze gezamenlijk. Veel bekendheid kregen ze, ook buiten het directe vakgebied, door hun boek, The Milky Way. Er kwamen vijf drukken van, een bijzonderheid voor een semi-populair sterrenkundig boek.

Het hoogtepunt van zijn loopbaan was zijn benoeming tot directeur van de grootste sterrenwacht van Australië, die van Mount Stromlo. Zijn komst daar markeerde een omwenteling in het wetenschappelijk programma en in de internationale relaties van dit, tot dan nogal geïsoleerd levende instituut. Zijn

komst was niet onomstreden. Er was een sterke pro-Britse lobby in Australië. Dit land was toch eens een Britse kolonie, nietwaar? En de komst van een Amerikaan op deze belangrijke positie werd kritisch bekeken.

Ter versterking van de studie van de sterrenkunde in Australië stichtte Bart een internationale sterrenkundige hogeschool naar het voorbeeld van Harvard. Omdat hij niet tevreden was met de meteorologische condities op Mount Stromlo, zocht en vond hij in Siding Spring Mountain een betere plaats voor de Nationale Sterrenwacht.

Door al zijn activiteiten werd hij een prominente bekendheid in Australië. Hij is de enige astronoom die ooit de beide kamers van het Australische parlement heeft mogen toespreken en hij vond in de minister-president steeds een gewillig oor. Hij was ook de eerste die onder de vlag van de IAU een internationaal sterrenkundig symposium in Australië organiseerde. Het thema was: ‘De Melkweg en de Magellaanse wolken.’ Tot die tijd werden vanwege de reiskosten IAU-symposia alleen in Europa en Noord-Amerika gehouden. Onder de deelnemers bevonden zich de Amerikaan Maarten (Mart) Schmidt uit Mount Wilson, eens student in Groningen, en Jan Oort uit Leiden.

Bart Bok’s directoraat in Australië en zijn ijveren voor een grote AngloAustralische telescoop tilde de sterrenkunde in Australië op een opmerkelijk hoger niveau. Maar zijn harde werken bracht hem tevens in conflict met de Britse lobby die vond dat deze Amerikaan te veel invloed kreeg. De president van de Australische Academie van Wetenschappen, de Britse Sir Thomas Cherry, een van de drijvende krachten achter de Britse lobby, schreef hem: “U moet zich realiseren dat u uw nut voor ons land heeft overleefd en hoe eerder u terugkeert naar waar u vandaan komt des te beter dit klein in de gasnevel zal zijn voor alle betrokkenen.*) Bok kennende, was het duidelijk dat hij onder deze omstandigheden niet wilde blijven. Graag of niet! Hij vertrok, een bloeiend topinstituut achterlatend. In Amerika werd hij directeur van de Steward sterrenwacht in Arizona, waar hij een prachtige kijker kon plaatsen op de nieuwe Kitt Peak sterrenwacht. Hij kreeg verdere bekendheid door een wijdverspreid geschrift Objections to astrology, waarin hij uitlegde dat astrologie geen wetenschap is maar pseudowetenschappelijke onzin.

In 1970 werd hij vicepresident van de IAU en daar heb ik hem goed leren kennen. Hij zou zes jaar in die functie blijven maar in 1972 kreeg Priscilla een hartaanval, waarop Bart besloot zijn hoofdaandacht te geven aan haar verzorging. Zij overleed aan een volgende hartaanval in november 1975. Daarna is Bart nog veel jaren actief geweest in de popularisering van de sterrenkunde, een activiteit die hij zeer belangrijk vond (ook daarmee heeft hij mijn hart gestolen). Hij overleed in 1983. *) R. Bhatal: How the US influenced Mount Stromlo; Astronomy and Geophysics, 56, 1.20, 2015

ZENIT APRIL 2015

9

T E R U G B L I K VA N K E E S D E JAG E R

Bart Bok

In Terugblik beschrijft de bekende sterrenkundige Kees de Jager memorabele momenten uit zijn bijzondere loopbaan.

W E E R E N K L I M A AT

Het weer in februari 2015 Door Rob Sluijter

Met in De Bilt een gemiddelde van 3,5 °C week de temperatuur in februari niet veel af van het langjarig gemiddelde van 3,3 °C. Er viel over het land gemiddeld 47 mm neerslag tegen een langjarig gemiddelde van 55 mm. Februari was een zonnige maand, met gemiddelde over het land 111 uren zon tegen 85 uren normaal. Vooral rond het midden van de maand was het erg zonnig, maar ook aan het einde van de maand liet de zon zich tussen de buien door nog regelmatig zien. Het zonnigst was het in het westen van land met op Schiphol en in Valkenburg 124 uur zon.

Winter 2014/15 (december, januari, februari)

Met een gemiddelde temperatuur van 4,1 °C tegen een langjarig gemiddelde van 3,4 °C, gaat de winter van 2014/2015 als vrij zacht de boeken in. Vooral december en januari waren zacht. Op 23 januari kwam op veel plaatsen de temperatuur de gehele dag niet boven het vriespunt en werd in De Bilt de eerste en enige ijsdag van deze winter genoteerd. Normaal telt de winter zeven ijsdagen. Het aantal vorstdagen, dagen waarop de minimumtemperatuur onder het vriespunt komt, lag met 37 wel in de buurt van het langjarig gemiddelde van 38 dagen. Met 228 uren zon tegen een langjarig gemiddelde van 196 was de winter zonnig. Het zonnigst was het in de kustgebieden met in De Kooy 252 uren zonneschijn. Het somberst was het in het oosten van het land met op de vliegbasis Twente 182 uren zonneschijn. De winter verliep nat met gemiddeld over het land 270 mm tegen 208 mm normaal. De meeste neerslag viel deze winter in een strook in het midden van het land, ca. 280 tot 300 mm. De minste neerslag viel in het zuiden van het land, lokaal minder dan 210 mm.

Klimatologische gegevens februari 2015 (De Bilt) jaar T R S

2006 2007 2008 2009 2,9 6,0 5,1 3,3 59 58 39 55 54 57 128 48

2010 2011 1,6 4,6 77 63 53 66

2012 2013 0,8 1,7 20 48 104 78

2014 2015 normaal hoogste 6,5 3,5 3,3 7,6 66 61 56 147 88 113 86 135

jaar laagste jaar sedert 1990 -6,7 1956 1735 1946 0 1986 1849 1975 28 1926 1899

T = gemiddelde temperatuur in °C, R = hoeveelheid neerslag in millimeters, S = aantal uren zonneschijn, normaal = gemiddelde over de periode 1981 t/m 2010. De getallen hebben betrekking op het tijdvak 0-24 uur U.T. (KNMI, Klimaatdata en -advies) 10

ZENIT APRIL 2015

De Pillars of creation zijn misschien wel het meest iconische beeld uit het fotorepertoire van de Hubble-ruimtetelescoop. In 1995 fotografeerde Hubble deze ‘pilaren’ van interstellair stof en geboorteplek van nieuwe sterren voor het eerst. NASA, ESA en het Hubble Heritage Team publiceerden in januari een nieuwe opname van de stofpilaren, deze keer niet alleen in zichtbaar licht maar ook in het nabije infrarood. Dit naar aanleiding van de 25ste verjaardag van de lancering van de ruimtetelescoop op 24 april. Ook Zenit staat met dit themanummer stil bij het zilveren jubileum van Hubble. Edwin Mathlener neemt allereerst de soms roerige geschiedenis van de ruimtetelescoop onder de loep. Claude Doom beschrijft aan de hand van de citatiefrequentie de belangrijkste wetenschappelijke resultaten die met Hubble behaald zijn. Tot slot werpt Fred Lahuis alvast een blik op Hubble’s opvolger: de James Webb Space Telescope, waarin ook Nederland een belangrijk aandeel heeft.

ZENIT APRIL 2015

11

STE R R E NWACHT O N D E R D E LO E P

Thema: 25 jaar Hubble ruimtetelescoop

THEMA

Triomf en tragiek voor de Hubble-telescoop

De Hubble-telescoop in het laadruim van de shuttle Endeavor in december 1993. De nieuwe zonnepanelen zijn geplaatst maar nog niet uitgerold. (Foto: NASA)

De eerste ideeën voor een telescoop in de ruimte werden al gepubliceerd in de jaren twintig van de 20e eeuw. Natuurlijk moesten we wachten op de ruimtevaart, voordat het mogelijk werd om een grote optische telescoop in een baan rond de aarde te brengen. De geschiedenis van de Hubble-telescoop is er één van mislukking en triomf.

Door Edwin Mathlener

A

mateurastronomen weten het maar al te goed: de atmosfeer boven ons hoofd zit vreselijk in de weg. Zelfs als we bij onbewolkt weer goed zicht denken te hebben op de sterrenhemel, kan luchtonrust het beeld dermate verstoren dat serieus waarnemen en fotograferen bijna niet mogelijk is. Beroepsastronomen proberen daarom om zo veel mogelijk atmosfeer onder zich te krijgen en wij12

ZENIT APRIL 2015

ken graag uit naar hoge bergtoppen.

Maar wat als je de atmosfeer volledig achter je zou kunnen laten met een telescoop in een baan om de aarde? Die zou niet alleen geen last meer hebben van de beeldversmerende werking van de luchtonrust, maar ook in een breder golflengtegebied kunnen kijken, tot ver in het infrarood en het ultraviolet. Bovendien kan een telescoop vanuit de ruimte in principe 24 uur per dag waar-

nemen, omdat de hemel boven de dampkring altijd donker is.

De Duitse raketgeleerde Hermann Oberth stelde als eerste zo’n ruimtetelescoop voor in zijn boek Die Rakete zu den Planeträumen uit 1923. Natuurlijk was de techniek er toen nog absoluut niet rijp voor. De Amerikaanse astronoom Lyman Spitzer publiceerde het idee opnieuw in 1946 en bleef het bijna dertig jaar lang uitdragen (Zie De Pionier elders in dit nummer). In 1969 kreeg het Amerikaanse ruimtevaartbureau NASA toestemming om het idee serieus te onderzoeken en in 1975 werd ook de Europese tegenhanger ESA partner in het project.

Het eerste ontwerp voor een ruimtetelescoop, de Large Space Telescope, ging nog uit van een spiegeldoorsnede van

THEMA Deze foto van het sterrenstelsel M100 toont op dramatische wijze het verschil in beeldkwaliteit tussen de oude WFPC1 en de nieuwe WFPC2-camera. Deze foto werd kort na de onderhoudsmissie van december 1993 vrijgegeven. (Foto: STScI/NASA/ESA)

De Duitse raketgeleerde Hermann Oberth stelde als eerste zo’n ruimtetelescoop voor in zijn boek Die Rakete zu den Planeträumen uit 1923. drie meter, maar de ontwikkeling was gekoppeld aan die van de spaceshuttle, waarmee de telescoop in de ruimte gebracht moest worden. Het laadruim van het ruimteveer pakte kleiner uit dan eerst was voorzien. De ruimtetelescoop kreeg daarom uiteindelijk een spiegel met een diameter van 2,4 meter.

In 1977 ging het Congres van de Verenigde Staten definitief akkoord met de financiering van het project en kon de bouw beginnen. Zes jaar later werd ook besloten om de telescoop de vernoemen naar de astronoom Edwin P. Hubble, die door zijn onderzoek aan sterrenstelsels de uitdijing van het heelal heeft ontdekt. Het Congres gaf overigens pas groen licht nadat ESA haar medewerking aan het project had toegezegd en daarmee een deel van de kosten zou dragen. Europa nam de zonnepanelen en één van de instrumenten, de Faint Object Camera, voor zijn rekening.

Modulair ontwerp

Vanaf het begin was duidelijk dat de kostbare Hubble-telescoop een levensduur van tientallen jaren zou krijgen en daarom met enige regelmaat door een spaceshuttle bezocht moest worden opdat astronauten onderhoud konden plegen. Daarom lag de baan van de ruimtetelescoop, op 600 kilometer boven het aardoppervlak, nog net binnen het be-

reik van de ruimteveren. Onderhoud zou niet alleen nodig zijn om kapotte onderdelen te vervangen, maar ook om de telescoop up-to-date te houden. Zo stond tijdens de ontwerpfase van de ruimtetelescoop de ontwikkeling van de ccd-camera nog in de kinderschoenen. De grote waarneeminstrumenten zitten om die reden in vier modules, ongeveer ter grootte van een ouderwetse telefooncel, die betrekkelijk makkelijk verwisseld kunnen worden. Ook andere onderdelen zoals de zonnepanelen waren zo gemaakt dat astronauten ze relatief eenvoudig konden vervangen.

Tegenslag

De spiegel van de Hubble-telescoop kwam al in 1981 gereed en werd trots gepresenteerd als meest nauwkeurig geslepen telescoopspiegel ooit. In artikelen uit die tijd las je vaak dat de superieure beeldkwaliteit van deze spiegel in de ruimte het mogelijk maakte om planeten bij andere sterren te zien, iets wat vanaf de aarde niet mogelijk was. De gehele ruimtetelescoop was gereed in 1985 met de bedoeling om hem in 1986 te lanceren. Maar dat pakte helaas anders uit.

Op 28 januari 1986 verongelukte de spaceshuttle Challenger tijdens de lancering. Deze ramp veroorzaakte een jarenlange vertraging in het Amerikaanse

ruimtevaartprogramma. Toen de telescoop uiteindelijk op 24 april 1990 in de ruimte werd gebracht met het ruimteveer Discovery, waren de verwachtingen hoog gespannen. De kosten van het project bedroegen inmiddels zo’n 1,5 miljard dollar en insiders wisten dat de instrumenten aan boord eigenlijk al wat verouderd waren. Maar de superscherpe beelden moesten veel goed maken.

Toen na enkele weken de eerste beelden volgden, bleek de beeldscherpte echter erg tegen te vallen. Zelfs telescopen op aarde maakten opnamen met een hogere resolutie. Uiteindelijk werd de oorzaak herleid tot fabricagefouten in de hoofdspiegel. Die was weliswaar met grote nauwkeurigheid gepolijst, maar het meetinstrument dat tijdens het polijsten de kromming van de spiegel moest controleren, bleek niet goed afgesteld. De telescoop had last van sferische

Astronaut Jeffrey Hoffman verwijdert de Wide Field and Planetary Camera 1 tijdens de onderhoudsmissie in 1993. (Foto: NASA) ZENIT APRIL 2015

13

THEMA

geheel vervangen alsook vier van de gyroscopen, noodzakelijk voor de standregeling.

Nog diezelfde decembermaand kon NASA de eerste foto’s vrijgeven die lieten zien hoe scherp de gereviseerde Hubble-telescoop nu kon kijken.

Shoemaker–Levy 9 en internet

De Hubble-telescoop in 2009, nadat hij na afloop van de laatste reparatie weer in de ruimte is losgelaten. Het valt op dat de nieuwe zonnepanelen veel kleiner zijn dan vroeger, vanwege het toegenomen rendement van moderne zonnecellen. (Foto: NASA)

Vier astronauten onderwierpen de telescoop aan een grondige revisiebeurt tijdens ruimtewandelingen met een totale duur van 34 uur verspreid over vijf dagen.

De echte doorbraak naar een breed publiek komt waarschijnlijk op rekening van komeet Shoemaker-Levy 9. Deze komeet, ontdekt in maart 1993, bleek op ramkoers te liggen met Jupiter. Sterrenkundigen konden met de Hubble-telescoop volgen hoe de komeet fragmenteerde op zijn reis naar Jupiter en hoe deze fragmenten gedurende zes dagen in juli 1994 insloegen op de reuzenplaneet. De gedetailleerde foto’s waren razendsnel beschikbaar via internet en vonden direct hun weg naar de media.

Deze gebeurtenis opende veel mensen de ogen voor het gevaar dat uitgaat van mogelijke inslagen vanuit de ruimte, maar betekende voor velen tevens de eerste kennismaking met de kracht van het internet. In de jaren hierna kregen steeds meer mensen toegang tot het world wide web en NASA was graag bereid om hen te voorzien van een constante stroom indrukwekkende foto’s.

(Zie het artikel over het wetenschappelijk succesverhaal van de Hubble-telescoop elders in dit nummer.)

Hoe nu verder? aberratie, wat betekent dat niet alle lichtstralen die evenwijdig invallen, samenkomen in hetzelfde punt (zie het artikel over afbeeldingsfouten in telescopen elders in dit nummer).

Succes

Na de ramp met de Challenger kon NASA geen tweede grote mislukking gebruiken. Een oplossing was dringend nodig. Overigens was de telescoop ondanks de ‘foute’ hoofdspiegel niet onbruikbaar. De Hubble-telescoop kan niet alleen afbeeldingen maken maar ook spectra vastleggen en de spectroscopen hadden veel minder last van wazige beelden. Bovendien kon de onscherpte met nieuw ontwikkelde technieken gedeeltelijk worden weggepoetst, technieken die nu te vinden zijn in menig beeldbewerkingsprogramma.

Maar een optische oplossing verdiende toch de voorkeur.

Begin december 1993 bezocht Endeavour als eerste shuttle de ruimtetelescoop. Vier astronauten onderwierpen 14

ZENIT APRIL 2015

Hubble aan een grondige revisiebeurt tijdens ruimtewandelingen met een totale duur van 34 uur verspreid over vijf dagen. De module met de High Speed Photometer werd opgeofferd en vervangen door COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), een nieuwe module die correctieoptiek in de lichtweg van de overige drie grote instrumenten kon plaatsen. De Wide Field and Planetary Camera (WFPC) bevond zich hoger in de lichtweg van de telescoop, boven de vier grote instrumenten, en kon niet profiteren van COSTAR. Deze werd daarom in zijn geheel vervangen door WFPC2, die niet alleen eigen correctieoptiek bevatte maar ook veel betere ccd’s. Veel van Hubble’s iconische foto’s zijn met deze camera gemaakt. Ook had Hubble problemen met zijn zonnepanelen: zij gingen trillen door afkoelen en opwarmen telkens als de telescoop door de aardschaduw bewoog. Dit maakte het moeilijk om de telescoop goed gericht te houden. Deze zonnepanelen werden daarom in zijn

Intussen zijn we nog een ramp met een spaceshuttle en vier onderhoudsmissies verder. Vooral de gyroscopen bleken een zwakke plek en hadden geregeld onderhoud nodig. Na het verongelukken van het ruimteveer Colombia in 2003 was het lange tijd onzeker of er nog een onderhoudsmissie zou komen. De geplande missie van 2005 ging niet door en de ruimtetelescoop ging snel achteruit: gyroscopen en instrumenten begonnen uit te vallen. Uiteindelijk werd besloten tot een laatste onderhoudsbeurt in mei 2009. Na de afronding van deze missie was de boodschap dat Hubble in betere staat verkeerde dan ooit tevoren, met de beste waarneeminstrumenten ooit, en dat hij nog wel tien jaar mee zou kunnen. Dat is goed nieuws, want de lancering van de beoogde opvolger, de James Webb Space Telescope (JWST), is vertraagd tot tenminste 2018 (zie het artikel over de JWST elders in dit nummer).

De spaceshuttlevloot is intussen opgedoekt en onderhoudsmissies zullen er niet meer komen. En als de Hubble-tele-

JWST wel echt de opvolger van Hubble is. De nieuwe ruimtetelescoop neemt alleen in het infrarood waar, maar dat maakt hem wel bij uitstek geschikt om te kijken naar planeten bij andere sterren, een belofte die Hubble nooit echt goed heeft ingelost. En het licht vanuit het verre heelal is door de kosmische uitdijing dermate naar het rood verschoven, dan we het licht dat daar bij zichtbare golflengten vertrok nu in het infrarood waarnemen. De echte opvolgers van de Hubble-telescoop staan waarschijnlijk gewoon op aarde: dat zijn de supergrote optische telescopen die nu in aanbouw zijn en die dankzij de steeds beter wordende adaptieve optiek ook geen last meer hebben van luchtonrust.

Hubble en de ccd

Vanouds gebruikt men in de sterrenkunde verschillende waarneemtechnieken, waaronder afbeelden (fotografie), helderheidsmetingen (fotometrie) en spectroscopie. Vóór de opkomst van de fotografie deed men alles met het menselijk oog, maar foto’s legden waarnemingen reproduceerbaar vast. Bovendien maakten zij het mogelijk om de helderheid van puntvormige objecten te bepalen door de diameter van sterbeeldjes op te meten. Door foto’s te maken door verschillende kleurfilters en die helderheden te vergelijken, achterhaalden astronomen informatie over de temperatuur van sterren. En voor het vastleggen van spectra was de fotografie natuurlijk helemaal onontbeerlijk.

De opkomst van de moderne elektronica maakte alles anders. Als eerste was de fotometrie aan de beurt: gevoelige en snelle fotomultiplierbuizen konden helderheidsvariaties van sterren nauwkeurig registreren. Maar door zo’n buis door een spectrum te laten bewegen, kun je ook dat nauwkeurig vastleggen.

De echte doorbraak kwam in de jaren ’70 met de ccd-chip. Daarmee kun je met relatief korte belichtigstijden heel gevoelige afbeeldingen maken, maar ook spectra registreren en helderheden meten. Op aardse sterrenwachten bestonden de klassieke fotografie en de ccd nog lange tijd naast elkaar. Vanwege hun geringe afmetingen van de eerste ccd’s waren zij alleen geschikt voor het vastleggen van klein gebiedjes aan de hemel. Voor gebruik in de Hubble-telescoop kwamen natuurlijk alleen maar ccd’s in aanmerking en bij bijna iedere onderhoudsmissie werden instrumenten met betere ccd’s geplaatst.

Kenmerkend voor enkele instrumenten van de Hubble is dat ze bruikbaar zijn voor meerdere waarneemtechnieken, soms met een breed spectraal bereik. Infraroodcamera NICMOS kan ook met lage resolutie spectra vastleggen en de STIS-spectrograaf, die gevoelig is van nabij-infrarood tot nabij-ultraviolet, is in staat om ook afbeeldingen te maken.

Instrumenten van de Hubble

Wide Field and Planetary Camera (WFPC) (tot 1993) High Speed Photometer (HSP) (tot 1993) Faint Object Spectrograph (FOS) (tot 1997) Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS/ HRS) (tot 1997) Faint Object Camera (FOC) (tot 2002) Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) (1993-2009) Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) (1993-2009) Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) (sinds 1997) Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) (sinds 1997) Advanced Camera for Surveys (ACS) (sinds 2002) Cosmic Origins Spectrograph (COS) (sinds 2009) Wide Field Camera 3 (WFC3) (sinds 2009)

Schema van de optische instrumenten van de Hubble-telescoop. De hoofdinstrumenten bestaan nu uit: WFC3 (Wide Field Camera 3), ACS (Advanced Camera for Surveys), COS (Cosmic Origin Spectrograph), NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) en STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph). Met de Fine Guiding Sensors (FGS) wordt de telescoop nauwkeurig gericht gehouden en kunnen ook positiemetingen van objecten worden gedaan. (Illustratie: ESA/bewerkt EM)

Meer lezen? Kijk op www.zenitonline.nl/hubble

ZENIT APRIL 2015

15

THEMA

ooit geplande tentoonstelling in het museum komt dus niets terecht.

In plaats daarvan wil men niet wachten totdat de huidige gyroscopen volledige kapot zijn, maar is het de bedoeling om de telescoop in de toekomst min of meer gecontroleerd naar de aarde terug te laten valDe inslagen op Jupiter van komeet Shoemaker-Levy 9 in len. Daarbij wordt de 1994 leverden fantastische foto’s op. (Foto: STScI/NASA/ESA) standregeling gebruikt om de telescoop meer of scoop buiten gebruik gesteld wordt, zal minder luchtweerstand te laten onderhij niet aan boord van een shuttle terug gaan. kunnen keren naar de aarde. Van de Intussen kunnen we ons afvragen of de

THEMA

25 jaar Hubble-ruimtemissie: een wetenschappelijk succesverhaal

Door Claude Doom

Het grote publiek kent de Hubble Space Telescope (HST) van de spectaculaire foto’s die de voorpagina’s van kranten haalden. Zo werden de ‘Pilaren van de schepping’ en de reeks Hubble Deep Fields wereldberoemd.

De HST werd echter niet gebouwd om mooie plaatjes te maken voor de krant. De primaire doelstelling was het verrichten van wetenschappelijke waarnemingen. Hoe goed is de HST geslaagd in die missie?

16

ZENIT APRIL 2015

Het Hubble Heritage-initiatief poetst oude waarnemingen op en brengt ze terug onder de aandacht. Hier enkele iconische beelden. Bovenaan: Mars in 2001, Neptunus en de Ringnevel. Midden: de Paardekopnevel, de Adelaarsnevel (‘Pilaren van de schepping’) en V838 Monocerotis (lichtecho). Onderaan: M 83, het Antennestelsel (NGC 4038 en 4039) en Hercules A (een radiostelsel). Alle beelden: Hubble Heritage project.

Publicaties en citaties

Wie met Hubble Space Telescope wil waarnemen moet daarvoor een aanvraag indienen. Die wordt beoordeeld door het zogenaamde Time Allocation Committee (TAC). Er is meestal heel wat competitie, met vijf tot tien keer meer aanvragen dan er waarnemingstijd is. Keurt het TAC de aanvraag

goed, dan worden de waarnemingen uitgevoerd en ontvangen de onderzoekers de resultaten. Zij verwerken en interpreteren de resultaten en schrijven alles op in een wetenschappelijk artikel. Dat bieden ze aan voor publicatie in een vakblad. Eén of meer vakgenoten – vaak zelf ook specialist - beoordelen het aangeboden artikel op zijn

Het succes van de Hubble Space Telescope

Om te weten hoe succesvol de Hubble Space Telescope is, kijken we eerst naar het aantal wetenschappelijke artikelen

Ongeveer 10 procent van de waarnemingstijd met de HST wordt niet toegewezen door het selectiecomité, maar wel door de directeur van het Space Telescope Science Institute. dat is gebaseerd op resultaten van de HST en dan naar het aantal keer dat die artikelen werden geciteerd.

Sinds 1990 verschenen bijna 13.000 wetenschappelijke artikelen gebaseerd op waarnemingen met de HST. Al die publicaties samen werden meer dan 550.000 keer geciteerd in de wetenschappelijke literatuur. Momenteel verschijnen per jaar ongeveer 800 artikelen die teruggrijpen op HST-resultaten.

Daarmee is de HST met ruime voorsprong de meest productieve sterrenwacht. De Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO (die vier telescopen omvat) ‘produceert’ tussen de 500 en 600 artikelen per jaar.

De Europese XMM-Newton röntgensatelliet en zijn Amerikaanse tegenhanger Chandra zijn goed voor 400 à 500 publicaties en de twee Keck-telescopen in Hawaï voor 300 artikelen per jaar.

Daartegenover staat dat HST-publicaties gemiddeld iets minder geciteerd worden (40 keer) dan artikelen met re-

Een team sterrenkundigen onder de leiding van Adam Riess ontdekte met de HST een aantal supernovae in verre sterrenstelsels (bovenaan links) en bepaalde er de maximale helderheid van (rechtsboven). Daaruit volgde de afstand tot het sterrenstelsel. Door de afstandsmetingen van de stelsels te combineren met hun roodverschuiving concludeerden de onderzoekers dat het heelal vroeger trager expandeerde dan nu. De Hubble-telescoop maakte daarbij het verschil: onderaan zien we de HST-resultaten in het rood en de resultaten van ‘grondwaarnemingen’ in het blauw. De verticale as geeft het verschil tussen de waargenomen maximale helderheid van de supernovae en wat we verwachten in een uitdijend heelal dat versnelt noch vertraagt. Waarden boven de nullijn wijzen op versnelde expansie, waarden daaronder op vertraagde uitdijing. De groene lijnen tonen de voorspellingen van kosmologische modellen. Figuur naar Riess et al., The Astrophysical Journal.

sultaten van de Keck-telescopen (65 keer).

Het grote wetenschappelijke succes van de HST is te danken aan verschillende factoren. Allereerst voeren sterrenkundigen met de HST allerlei wetenschappelijke programma’s uit, van eenmalige waarnemingen tot langlopende onderzoeken. De kleinste programma’s leiden gemiddeld tot de meeste publicaties, terwijl de grote onderzoekscampagnes meer waarde blijken te hebben op lange termijn.

De HST beschikt over een breed scala aan instrumenten. De camera’s, die het meeste succesvolle materiaal leveren, maken het mogelijk om een grote variëteit aan objecten in beeld te brengen, van planeten tot verafgelegen sterrenstelsels. Het gaat om de Wide-Field and Planetary Camera, die na de diverse onderhoudsbeurten van de HST (zie Triomf en tragiek van de Hubble-telescoop elders in dit nummer) aan zijn derde versie toe is, en de Advanced Camera for Surveys, die in 2002 werd geïnstalleerd.

Ongeveer 10 procent van de waarnemingstijd met de HST wordt niet toegewezen door het selectiecomité, maar wel door de directeur van het Space Telescope Science Institute. Binnen die waarnemingstijd is ruimte voor minder traditionele of zelfs experimentele waarnemingen. Het beste voorbeeld van het gebruik van deze ‘director’s discretionary time’ is de reeks Hubble Deep Fields, waarbij gedurende langere tijd en met tussenpozen een klein en ‘leeg’ gedeelte van de hemel werd gefotografeerd. Het selectiecomité was op z’n zachts gezegd weinig enthousiast over het eerste voorstel om een ‘Deep Field’ op te nemen. Toch was het resultaat een wetenschappelijk succes. We komen hierop later terug.

Een andere factor is dat de HST wordt gebruikt door vele sterrenkundigen, die met elkaar wedijveren voor waarnemingstijd, wat de kwaliteit van de waarnemingsprogramma’s ten goede komt.

En tenslotte is er het archief, dat alle waarnemingen bevat die ouder zijn dan één jaar. Dat archief groeit steeds verder aan en is een voortdurende bron voor wetenschappelijk vervolgonderzoek.

ZENIT APRIL 2015

17

THEMA

wetenschappelijke waarde. Wordt het aanvaard, dan verschijnt het in druk en op het internet. Niet alle wetenschappelijke publicaties hebben evenveel succes. De mate van succes van een artikel (en van de auteurs) wordt dikwijls gemeten aan de hand van het aantal zogenaamde citaties (verwijzingen).

Elke wetenschappelijke publicatie verwijst in zijn tekst naar een aantal andere wetenschappelijke werken, meestal naar artikelen in vakbladen. Men verwijst bijvoorbeeld naar vroegere waarnemingen, theoretisch werk, alternatieve verklaringen, enz. Een artikel bevat zo gemiddeld enkele tientallen citaties.

Een wetenschappelijk artikel is succesvol wanneer het vele keren wordt geciteerd door andere auteurs. Dat betekent dat veel onderzoekers de publicatie waardevol vonden voor hun eigen werk.

Een sterrenkundig artikel wordt typisch enkele tientallen keren geciteerd, meestal in de eerste drie tot vijf jaar na de publicatie.

THEMA Met de HST ontdekte men heel wat Cepheïden in sterrenstelsels. Links een opname van een deel van het spiraalstelsel NGC 1425, gemaakt met de WFPC2-camera. De nummers duiden een aantal Cepheïdeveranderlijken aan. Door tientallen opnamen te analyseren konden onderzoekers de lichtcurve van deze Cepheïden samenstellen (voorbeeld rechtsboven). Uit de perioden en de helderheid van die Cepheïden volgde de afstand tot het sterrenstelsel. Wendy Freedman en haar team gebruikten de op deze manier gemeten afstanden tot een dertigtal sterrenstelsels om de constante van Hubble te bepalen (onderaan rechts). Opname: NASA/ESA; figuren naar J. Mould et al. en W. Freedman et al., The Astrophysical Journal.

De hitlijst

Wat zijn nu de grootste wetenschappelijke successen die de HST boekte?

Daarvoor moeten we kijken naar de lijst van de HST-artikelen in vakbladen en naar het aantal keer dat elk artikel werd geciteerd. Deze ‘hitlijst’ wordt aangevoerd door een publicatie van een team sterrenkundigen onder de leiding van Adam Riess van het Space Telescope Science Institute (Baltimore, V.S.). Dit artikel uit 2004 werd tot nu toe meer dan 2800 keer geciteerd! Het maakt deel uit van het onderzoek dat in 2011 bekroond werd met de Nobelprijs natuurkunde voor Saul Perlmutter, Brian Schmidt en Adam Riess. Op de zevende, tiende en dertiende plaats van de hitlijst staan trouwens nog meer publicaties van Riess en Perlmutter.

Het artikel bespreekt de ontdekking van de versnelde uitdijing van het heelal uit waarnemingen van type Ia supernovae in ver verwijderde sterrenstelsels.

De sterrenkundigen speurden met de HST type Ia supernovae op in 16 verafgelegen sterrenstelsels. Telkens slaagden ze er in om het helderheidsverloop van de supernova te reconstrueren en zo de maximale (schijnbare) helderheid te bepalen. Bij dit type supernova gaat het om een dubbelster waarin de hoofdster massa overdraagt aan de begeleider, een witte dwerg. Die wint aan massa, wordt uiteindelijk instabiel en ontploft als supernova.

18

ZENIT APRIL 2015

Type Ia supernovae zijn zogenaamde ‘standaardkaarsen’ omdat de exploderende witte dwergen allemaal ongeveer even zwaar zijn. Uit de vorm van de lichtcurve kunnen we afleiden hoeveel licht de supernova tijdens het maximum uitstraalde. Dat vergelijken onderzoekers met de maximale schijnbare helderheid en uit het verschil leiden zij de afstand tot de supernova- en dus tot het sterrenstelsel - af. Uit de combinatie van de op die manier bepaalde afstanden van vele sterrenstelsels met hun spectrale roodverschuivingen, volgt de snelheid waarmee het heelal uitdijde op de kosmische leeftijd waarop we die sterrenstelsels zien.

Riess en zijn team voegden waarnemingen van hun 16 ‘nieuwe’ supernovae samen met vroegere supernova-observaties uitgevoerd met de HST. Hun conclusie was dat het heelal in een ver verleden langzamer uitdijde dan nu.

Vijf miljard jaar geleden versnelde de expansie en die snelheid zal in de toekomst nog verder toenemen. De versnelde uitdijing schrijven sterrenkundigen toe aan de aanwezigheid van ‘donkere energie’, die de zwaartekracht tegenwerkt en het heelal als het ware ‘opblaast.’

De tweede plaats op de hitlijst is voor een team sterrenkundigen onder de leiding van Wendy Freedman van het Carnegie Institution of Washington

(Pasadena, V.S.). Hun artikel uit 2001, dat al 2400 keer werd geciteerd, was het sluitstuk van een groot onderzoeksprogramma om de afstand tot sterrenstelsels en de Hubble-constante te bepalen aan de hand van waarnemingen van Cepheïden, een bepaald type veranderlijke sterren. De HST kan deze sterren tot in sterrenstelsels op een afstand van ca. 60 miljoen lichtjaar individueel detecteren.

Net als type Ia supernovae zijn Cepheïden standaardkaarsen. Uit de periode van hun helderheidsverandering volgt hoeveel licht ze in werkelijkheid (gemiddeld) uitzenden. In combinatie met de schijnbare helderheid levert dat de afstand tot de Cepheïde op en dus tot het sterrenstelsel waarin de Cepheïde zich bevindt.

Om de afstand tot één enkel sterrenstelsel te vinden, is het zaak zo veel mogelijk Cepheïden in dat stelsel op te sporen. Daarvoor bestuderen de onderzoekers meestal opnamen die de HST door verschillende kleurenfilters maakte. Opeenvolgende opnamen leggen de periode en het verloop van de lichtverandering vast. Elke Cepheïde levert één meting op van de afstand tot het sterrenstelsel. Bij meerdere Cepheïden in één stelsel worden alle afstandsmetingen gecombineerd tot een nauwkeuriger gemiddelde.

Op die manier bepaalde de groep van Freedman de afstand van 31 afzonderlijke sterrenstelsels, van de Andromedanevel op 2,5 miljoen lichtjaar, tot NGC 4639 op 68 miljoen lichtjaar van de aarde. Uit de afstanden en de roodverschuivingen van deze sterrenstelsels leidden de onderzoekers een nauwkeurige waarde af voor de constante van Hubble: 72 km/s/Mpc. Deze waarde is iets groter dan die afgeleid uit de resultaten de Planck-missie (68 km/s/Mpc).

Op de derde plaats in de hitlijst staat een artikel uit 1998 van een team onder de leiding van John Maggorian van de University of Toronto (Canada). Daarin gebruiken de onderzoekers de HST om de helderheidsverdeling in de centrale delen van 36 sterrenstelsels te bestuderen. De meeste van deze waarnemingen werden nog verricht met de ‘bijziende’ HST, dus vóór de eerste onderhoudsbeurt toen de COSTAR-‘bril’ werd geïnstalleerd. De onderzoekers combineerden de metingen van de helderheid met metingen van de snelheidsverdeling van sterren in de centrale delen van elk sterrenstelsel. Ze vergeleken die met theoretische modellen en bepaalden daaruit de massa van

De HST zal daarom wellicht de geschiedenis ingaan als het meest succesvolle wetenschappelijke project ooit. de centrale verdikking (bulge) van het sterrenstelsel én de massa van het centrale zwarte gat. Uit de studie van 32 stelsels bleek dat de massa van het zwarte gat veelal in de buurt lag van een half procent van de massa van de bulge.

zenden verafgelegen en dus jonge sterrenstelsels op. Sommige daarvan liggen verder dan 13 miljard jaar van ons af.

We zien deze stelsels toen het heelal minder dan één miljard jaar oud was.

Uit de studie van duizenden van deze objecten kon men bijvoorbeeld afleiden hoe snel sterrenstelsels in het verleden sterren aanmaakten. Daaruit bleek dat de snelheid van stervorming in het heelal ongeveer 10 miljard jaar geleden een piek bereikte. Toen werden in één kubieke megaparsec per jaar meer dan tien keer meer sterren gevormd dan vandaag.

Een toekomst ná Hubble

De HST zal nog gedurende vele jaren bijzonder waardevol blijven en hopelijk houdt de telescoop het nog tot 2020 uit.

Maar ook daarna zullen de waarnemingen nog wetenschappelijke waarde hebben. Dat komt door het archief, dat alle waarnemingen toegankelijk maakt.

Nu reeds verwijst de helft van alle artikelen met HST-resultaten naar waarnemingen uit het archief en dat aandeel groeit nog. De HST zal daarom wellicht de geschiedenis ingaan als het meest succesvolle wetenschappelijke project ooit.

De Hubble Deep Fields

Ook de opeenvolgende Hubble Deep Fields hebben een grote wetenschappelijke waarde. De eerste Hubble Deep Field (HDF) dateert van 1995 en toont een gebied van 2,5 bij 2,5 boogminuten in een steren stofarm gebied in de Grote Beer. Het uiteindelijke beeld werd samengesteld uit 342 opnamen gemaakt door vier kleurenfilters na een belichtingstijd van in totaal 141 uur. Drie jaar later volgde een vergelijkbare opname van een gebiedje aan de zuidelijke hemel, in het sterrenbeeld Toekan: het Hubble Deep Field South (HDF-S). Dat veld zag er globaal hetzelfde uit als het ‘north field’, een bevestiging van het kosmologisch principe dat stelt dat het heelal er overal ongeveer hetzelfde uit ziet.

In 2004 vormden meer dan

De meest recente versie van de Hubble Ultra Deep Field combineert tien jaar HST-waarnemingen van eenzelfde gebied tot een verre kijk in het jonge heelal. Opname: NASA/ESA/H. Teplitz/M. Rafelski/A. Koekemoer/R. Windhorst/Z. Levay.

ZENIT APRIL 2015

19

THEMA

John Maggorian en zijn team bepaalden de relatie tussen de massa van het centrale zwarte gat (verticaal) en de massa van de centrale verdikking van een dertigtal sterrenstelsels, waargenomen met de HST. Figuur: Magorrian et al., The Astronomical Journal.

800 HST-opnamen van een gebiedje in het sterrenbeeld Oven het Hubble Ultra Deep Field (HUDF). In tegenstelling tot de vorige opnamen die met de WFPC waren gemaakt, gebruikte men hier de Advanced Camera for Surveys (ACS) en de Near Infrared Camera (NICMOS). In 2012 werden de centrale 80 procent van het Ultra Deep Field met andere waarnemingen van hetzelfde gebied gecombineerd tot het Hubble Extreme Deep Field (XDF). Tenslotte kwam er in 2014 een nieuwe versie van het HUDF, die waarnemingen met de WPFC3 en de ASC tot één beeld combineerde.

De verschillende Deep Fields bevatten een schat aan informatie. Zij tonen dui-

THEMA

Voorbij Hubble de James Webb Space Telecope

Zes van de 18 spiegel elementen worden voorbereid voor een laatste cryogene test op NASA’s Marshall Space Flight Center.

Bron: NASA/MSFC/David Higginbotham.

De Hubble-ruimtetelescoop betekende een grote stap voorwaarts voor de sterrenkunde. De James Webb-ruimtetelescoop (James Webb Space Telescope – JWST), zijn rechtmatige opvolger, zal naar verwachting ook gezichtsbepalend worden voor ontwikkelingen in de sterrenkunde in de komende jaren. Niet alleen de satelliet zelf is groot, zodat hij als een vlinder in zijn cocon opgevouwen en ingeklapt zit in de neuskegel van de Ariane 5-raket, ook de wetenschappelijke ambities voor de JWST zijn groots. Met James Webb, die in het infrarood zal waarnemen, wordt vrijwel elk stadium van de evolutie van het heelal bestudeerd. Zo zal er bijvoorbeeld gezocht worden naar het eerste licht na de Big Bang en naar planeten rond nabije sterren. Ook het bestuderen van de atmosfeer van bekende en nieuw ontdekte exoplaneten komt met JWST binnen handbereik, waarbij vooral gespeurd wordt naar de basiselementen die nodig zijn voor leven.

Door Fred Lahuis

D

e Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA bouwt de satelliet en draagt zorg voor de uitvoering van de missie.

De Europese en Canadese tegenhangers, ESA en CSA, leveren elk een instrument voor de JWST en ondersteunen NASA gedurende het gehele project. De universiteit van Arizona en een Europees/ Amerikaans consortium van wetenschappelijke instituten leveren ook elk een instrument. De lancering met een Europese Ariane 5-raket vanaf de lanceerbasis in Kourou (Frans-Guiana) staat gepland voor 2018. JWST wordt,

20

ZENIT APRIL 2015

net als de Europese ruimtetelescopen Herschel, Planck en Gaia, geplaatst in een baan om het tweede Lagrange-punt (L2), een min of meer stabiel punt in het zwaartekrachtveld rond de zon en de aarde. Dit punt, gelegen aan de nachtzijde van de aarde op een afstand van 1,5 miljoen kilometer, heeft het grote voordeel dat het betrekkelijk weinig brandstof kost om een satelliet in die baan te houden, terwijl alle heldere bronnen (zon, aarde en maan) altijd in de ‘rug’ van de telescoop dicht bij elkaar staan zodat een groot deel van de hemel continu kan worden waargenomen.

De JWST, genoemd naar James E. Webb, de tweede directeur van de NASA en vooral bekend door zijn bezielende leiding ten tijde van het Apollo-project, heeft een hoofdspiegel met een diameter van 6,5 meter, opgebouwd uit 18 zeshoekige segmenten. De diameter is ongeveer 2,7 keer groter dan de Hubble-spiegel en meer dan 7 keer zo groot als de spiegel van de Amerikaanse infrarood-ruimtetelescoop Spitzer, wat qua oppervlakte een winst van respectievelijk 7 en 60 keer oplevert. Om met grote gevoeligheid in het infrarood te kunnen functioneren, moeten de telescoop en de instrumenten zeer koud zijn, anders verdrinken de zwakke astronomische signalen in de infrarode warmtestraling afkomstig van de telescoop en instrumenten zelf. De spiegel en de instrumenten moeten kouder zijn dan 50 Kelvin (-223 °C). Hoewel L2 een zeer koud punt is, is bescherming van de spiegel en de instrumenten noodzakelijk tegen opwarming door het licht van de zon, aarde en maan. Dat gebeurt door middel van een zonnescherm zo groot als een tennisbaan. Het hele instrument voor het midden-infrarood vereist extra koeling tot een temperatuur van ongeveer 6 K (-267 °C) met een speciaal voor JWST ontwikkelde koeler.

Lanceerdatum: Lanceerlocatie: Raket: Missieduur: Gewicht: Locatie: Golflengte: Spiegeldiameter: Spiegeloppervlakte: Afmeting zonnescherm: Temperatuur zonnescherm:

oktober 2018 (gepland) Guiana Space Centre, Kourou, Frans Guiana Ariane 5 minstens 5 jaar en naar verwachting 10 jaar 6.200 kg baan rond L2 op1.5 miljoen km van de aarde 0,6 µm (oranje) tot 28,5 µm (mid-infrarood) 6,5 m (2,7 x Hubble) 25 m2 (7 x Hubble) 14,2 x 21,2 meter 85 °C zonzijde en -233 °C schaduwzijde

te houden voor het optimaal presteren van alle vier de instrumenten.

Nederlandse bijdragen aan JWST

Nederland heeft een rijke geschiedenis in het infrarood ruimteonderzoek, mede dankzij projecten zoals de Infrared Astronomical Satellite (IRAS), het Infrared Space observatory (ISO), en Herschel.

Dit heeft dan ook geresulteerd in een be-

JWST-Instrumenten: MIRI, Mid-Infrared Instrument: 5 – 28,5 μm Drie 1024 x1244 pixel siliciumarsenide sensoren Lage en medium resolutie spectroscopie, coronografie en fotografie Slit en integral field spectroscopie NIRCAM, Near-Infrared Camera: 0,6 μm (600 nm) – 5 μm Tien 2048x2048 pixel kwikcadmiumtelluride sensoren Fotografie, coronografie en medium resolutie spectroscopie NIRSpec, Near Infrared Spectrometer: 0,6 μm (600 nm) – 5 μm Twee 2048 x 2048 pixel kwikcadmiumtelluride sensoren Lage en medium resolutie spectroscopie Enkel, integral field en multi-object spectroscopie NIRISS, Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph: 0,6 μm (600 nm) – 5 μm Een 2048 x 2048 pixel kwikcadmiumtelluride sensor Lage resolutie spectroscopie, fotografie en aperture-masking interferometrie, een techniek om ‘overstraling’ van de metingen door objecten vlak naast het ‘doel’ te voorkomen FGS, Fine Guidance Sensor: 0,6 μm (600 nm) – 5 μm Twee 2048 x 2048 pixel kwikcadmiumtelluride sensoren Beeldvorming ter ondersteuning van een nauwkeurige uitrichting van de satelliet

Ook de komende jaren blijft Nederland zeer actief betrokken bij de voorbereiding van de JWST-missie en het wetenschappelijke programma van zowel NIRSpec als MIRI. JWST-Instrumenten

JWST wordt uitgerust met vier zeer geavanceerde instrumenten: MIRI, NIRCam, NIRSpec en FGS/NIRISS, en met zeer gevoelige camera’s, coronografen en spectrometers. De camera’s maken mooie gedetailleerde foto’s en de coronografen blokkeren het directe sterlicht, zodat een foto van een lichtzwakke circumstellaire schijf of planeet gemaakt kan worden.

Met een spectrometer wordt het licht van een object, bijvoorbeeld een sterrenstelsel, ster of een protoplanetaire schijf om een ster, uiteengerafeld in een spectrum.

Dit spectrum is de verdeling van de lichtsterkte naar kleur van het licht, waaruit wetenschappers informatie afleiden over het betreffende object zoals de tempera-

tuur en de chemische samenstelling.

MIRI en NIRSpec maken gebruik van een zogeheten ‘integral field’ spectrometer. Hiermee kunnen in één waarneming gelijktijdig meerdere spectra over een klein stukje hemel, bijvoorbeeld de schijf rond een ster of een sterrenstelsel, genomen worden. Dit geeft belangrijke extra informatie over met name bewegingen, chemische processen en de temperatuurverdeling in het object.

NIRSpec heeft daarnaast nog een multi-object spectrometer die gelijktijdig verschillende spectra kan nemen van enkele honderden individuele objecten.

NIRCam is naast zijn wetenschappelijke bijdrage ook belangrijk om de spiegelsegmenten van JWST perfect uitgelijnd

JWST is zo groot dat deze alleen opgevouwen in de neuskegel van de Ariane 5 raket past. Een half uur na de lancering word het zonnepaneel uitgeklapt om JWST van energie te voorzien. Het ontplooien van het zonnescherm en openklappen van de spiegel vind plaats in de daaropvolgende vier dagen. James Webb komt na 30 dagen in de buurt van L2 en zal na 90 dagen in zijn definitieve baan komen.

Foto: Northrop Grumman.

ZENIT APRIL 2015

21

THEMA

James Webb Space Telescope

THEMA Impressie van de James Webb Space Telescope. Onder de uit 18 zeshoekige segmenten bestaande hoofdspiegel is het zonnescherm te zien. Dat beschermt de telescoop tegen warmtestraling van de zon, aarde en maan. Foto: ESA.

hoorlijk grote Nederlandse rol binnen het James Webb-project. Vanaf het begin hebben Nederlandse sterrenkundigen zich sterk gemaakt voor de meest optimale specificaties van de JWST-instrumenten, zoals een high performance integral field spectrometer voor MIRI. Zij hebben ook een centrale rol gespeeld in het bepalen van een deel van het wetenschappelijke programma van JWST. Marijn Franx van de Leidse Sterrewacht is lid van het science-team van het ESA-instrument NIRSpec en Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden) is lid van het Europese MIRI science-team. Binnen het MIRI-consortium heeft Nederland actief bijgedragen aan de realisatie en ontwerp van het instrument. Nederland was daarnaast verantwoordelijk voor het detailontwerp en de bouw van een deel van de MIRI-spectrometer, de ‘Spectrometer Main Optics Module’ (SMO) onder leiding van Ewine van Dishoeck en Bernhard Brandl (Sterrewacht Leiden) voor NOVA (Nederlandse onderzoeksschool voor Astronomie).

Ook de komende jaren blijft Nederland zeer actief betrokken bij de voorbereiding van de missie en het wetenschappelijke programma van zowel NIRSpec als MIRI. Voor MIRI worden er belangrijke bijdragen geleverd aan de test-, ijkings22

ZENIT APRIL 2015

en softwareteams via de Leidse Sterrewacht, het Kapteyn Instituut in Groningen en SRON (Netherlands Institute for Space Research, Utrecht en Groningen), onder leiding van Fred Lahuis (NOVA-SRON). Voor dit werk wordt er nauw samengewerkt met het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, het operationele centrum van JWST. Naast Ewine van Dishoek, Bernhard Brandl en Fred Lahuis zijn Inga Kamp (Kapteyn Instituut RUG), Paul van der Werf (Sterrewacht Leiden) en Rens Waters (SRON/UvA) lid van het wetenschappelijke team dat een groot waarneemprogramma voor het MIRI-instrument definieert.

paar gezamenlijk een groot deel van de optiek. De spectra van twee gepaarde spectrometers worden door een heel lichtsterke 1 Mpixel-camera vastgelegd (in totaal zijn er dus twee van deze sensoren nodig). De SMO is gemaakt uit een blok aluminium van 200 kg door de NOVA Optisch/Infraroodgroep en bewerkt tot een ruimtelijke structuur van slechts 1,5 kg. Deze lichte maar uiterst sterke constructie draagt alle goud gecoate aluminium spiegels en de detectoren. Het is zeker geen geringe prestatie van fijnmechanisch ontwerper Gabby Kroes (NOVA-ASTRON) en system engineer Michael Meijers (NOVA-ASTRON) om met een minimum aan on-

De MIRI-spectrometer

De grootste uitdaging voor de MIRI-spectrometer was het combineren van een groot beeldveld aan de hemel met een redelijk hoge spectrale resolutie over een groot golflengtebereik. Tegelijkertijd mag een instrument in een ruimtetelescoop niet te complex, te zwaar en te groot zijn. Voor de MIRI-SMO is gekozen voor vier parallelle spectrometers die samen in drie opnames het hele golflengtebereik van 5 tot 29 micrometer analyseren. De vier spectrometers zijn twee aan twee gepaard en gebruiken per

Constructie van de SMO-module bij NOVA-ASTRON. Foto: NOVA-ASTRON.

derdelen een compacte en zeer lichte maar toch krachtige spectrometer te bouwen.

Het grootste deel van het werk aan de SMO is uitgevoerd door NOVA-ASTRON in samenwerking met TNO voor het optisch ontwerp. Het werk is gefinancierd door NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) en NOVA, waarbij NOVA de uiteindelijke leiding heeft, ondersteund door uitvoerend directeur Wilfried Boland.

NOVA-ASTRON heeft verschillende modellen gebouwd. Het eerste model had als doel het SMO-ontwerp op zich en als onderdeel van een compleet MIRI-model te testen. Deze testen moesten aantonen dat de ophanging in de satelliet en de optische uitlijning de zware omstandigheden, tijdens de lancering en later in de ruimte, aan kan. Daarna is een verificatiemodel van het complete MIRI-instrument gebouwd en getest. Uiteindelijk is het SMO-vluchtmodel gebouwd en in 2008 aan het MIRI-consortium geleverd voor assemblage van het MIRI-vluchtmodel. Na uitvoerige tests is dit complete model vervolgens geleverd aan ESA en NASA. In mei 2012 werd MIRI als eerste van de vier JWST-instrumenten overgedragen aan het NASA Goddard Space Flight Center voor verdere integratie in JWST. Samen met hun team hebben de MIRI co-hoofdonderzoeker Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden), plaatsvervangend co-hoofdonderzoeker Bernhard Brandl (Sterrewacht Leiden), Instrument Scientist Jan Willem Pel (Kapteyn Instituut RUG) en projectmanager Rieks Jager (NOVA-SRON/ASTRON) een prachtig stuk hardware geproduceerd.

“De MIRI-spectrometer bouwen met deze hoge specificaties binnen het gegeven budget was een serieuze uitdaging – en tegelijkertijd een fantastische ervaring. Het idee dat Nederlandse hardware straks op een afstand van 1,5 miljoen kilometer de rest van het heelal zal bestuderen is heel inspirerend”, aldus Rieks Jager.

Inmiddels zijn alle vier instrumenten van JWST geïntegreerd tot één geheel en volgt dit jaar een derde instrument-testcampagne. Na het samenvoegen van de

instrumenten en de spiegel wordt uiteindelijk de complete telescoop (zonder het zonnescherm) getest onder omstandigheden vergelijkbaar met die in de ruimte.

Wetenschap met JWST

Zoals aangegeven in de inleiding zullen sterrenkundigen met JWST zeer gevarieerde wetenschappelijke onderwerpen bestuderen; ze omvatten nagenoeg alle denkbare vakgebieden binnen de sterrenkunde. Het is dan ook niet vreemd dat JWST door verschillende onderzoeksgroepen een beetje gezien wordt als hun telescoop. In die kringen heet de telescoop ook wel de ‘First Light Machine’ en de ‘Planet Quest Mission.’

Voor JWST zijn vier wetenschappelijke hoofddoelstellingen geformuleerd: het detecteren van de eerste generaties sterren en sterrenstelsels in het heelal het bestuderen hoe melkwegstelsels worden gevormd het ontrafelen van de processen die zich afspelen rond de vorming van sterren en planeten het in beeld brengen van gasrijke exo planeten en hun atmosferen, als één van de eerste stappen in de zoektocht naar de omstandigheden waaronder leven kan ontstaan in het heelal JWST zal wetenschap mogelijk maken vergelijkbaar met zowel Hubble als Spitzer. Door de forse roodverschuiving van ver verwijderde objecten verplaatsen normaal optische spectrale lijnen zich naar het infrarood. Daarom is een heel gevoelige infraroodspectrometer essentieel om onderscheid te kunnen maken tussen bijvoorbeeld de eerste generatie-objecten na de oerknal en latere quasars of oudere sterrenstelsels. Het infrarood is ook uitermate geschikt om onderzoek te doen aan door stof gedomineerde gebieden in zowel het melkwegstelsel als de ons omringende sterrenstelsels, zoals Spitzer dat eerder gedaan heeft. JWST zal echter een wetenschappelijke reuzenstap maken dankzij zijn veel hogere gevoeligheid en spectraal oplossend vermogen.

Nederlandse sterrenkundigen zullen bij het vinden van antwoorden op tal van onderzoeksvragen belangrijke bijdragen gaan leveren. De jarenlange ervaring van de Nederlandse sterrenkunde met infra-

• • •

roodonderzoek via bijvoorbeeld IRAS, ISO, NASA’s Spitzer Space Telescope, de Herschel-telescoop en met diverse infrarood- en submillimeterinstrumenten op verscheidene observatoria op aarde (o.a.

ALMA) draagt daar zeker toe bij.

Het Europese MIRI zal zeker een cruciale rol spelen in het behalen van deze wetenschappelijke doelen en bijdragen aan het succes van James Webb. Naar verwachting levert MIRI met zijn zeer hoge gevoeligheid spectaculaire beelden en spectra van het infrarode heelal. “Wat we in het midden-infrarood hebben gezien met ISO en Spitzer was prachtig. Echter, waarmee JWST MIRI ons zal verassen ... zelfs ik kan dat niet met zekerheid voorspellen. Maar ik weet zeker dat er spectaculaire verassingen zullen zijn”, zegt Ewine van Dishoeck.

Dit artikel is mogelijk gemaakt door bijdragen van Bernhard Brandl, Rieks Jager, Gabby Kroes, Ramon Navarro, Ad Oudenhuysen, Ewine van Dishoeck en Lars Venema.

•

Succesvolle test voor het ontvouwen en aanspannen van het uit vijf lagen bestaande JWST zonnescherm. Foto: Chris Gunn/NASA.

MIRI-testmodel verpakt in thermische folie voor de testkamer in het Rutherford Appleton Laboratory. Credit: STFC-RAL/MIRI-EC.

Meer lezen? Kijk op www.zenitonline.nl/lahuis

ZENIT APRIL 2015

23

THEMA

JWST zal een wetenschappelijke reuzenstap maken dankzij zijn veel hogere gevoeligheid en spectraal oplossend vermogen.

DE PIONIER

Herman Oberth voorzag de ruimtetelescoop Op 24 april is het een kwart eeuw geleden dat de Hubble Space Telescope in een baan om de aarde werd gebracht. De Duitse raketpionier Hermann Oberth suggereerde dit idee al in 1923, lang voordat er kunstmanen waren.

Door George Beekman

H

ermann Julius Oberth werd op 25 juni 1894 geboren in Hermannstadt, een stadje in het toenmalige Oostenrijk-Hongaarse rijk. Op elfjarige leeftijd las hij De La terre à la Lune van Jules Verne en fantaseerde hij over de mogelijkheid dat zo’n wonderbaarlijke reis werkelijkheid zou worden. Op zijn veertiende construeerde hij zijn eerste raket en had hij ook het concept van de meertrapsraket bedacht. Dit laatste gebeurde onafhankelijk van de Rus Konstantin Tsiolkosvki, die dit idee al in 1903 publiceerde. In 1912 ging Oberth in München medicijnen studeren, maar die studie werd door de Eerste Wereldoorlog onderbroken. In die tijd verdiepte

Oberth’s idee van een ruimtestation met daaraan gekoppeld twee grote ruimtetelescopen (de cirkelvormige constructies). De tekening is niet op schaal, want de armen van het ruimtestation zouden volgens Oberth kilometers lang kunnen zijn!

(Illustratie uit het boek Menschen im Weltraum uit 1956) 24

ZENIT APRIL 2015

hij zich verder in de principes van de raketvoortstuwing en in 1917 had hij – op papier – een raket ontworpen die op vloeibare brandstoffen werkte. Een voorstel aan het Ministerie van Oorlog om die te bouwen werd afgewezen. Acht jaar later lanceerde Robert Goddard in de Verenigde Staten voor het eerst een dergelijke raket.

Na de oorlog studeerde Oberth wis-, natuur- en sterrenkunde en chemie. In 1922 voltooide hij op de universiteit van Heidelberg een doctoraalscriptie over raketaandrijving. Ook die werd geweigerd omdat het te onrealistisch en utopisch zou zijn. Oberth was gefrustreerd en publiceerde zijn dissertatie in 1923 in het boek Die Rakete zu den Planetenräumen. Toen kon hij overigens wel aan de universiteit van Klausenburg promoveren. Die stad lag in zijn geboortestreek Zevenburgen, waar hij leraar aan het gymnasium van Schässburg werd.

In zijn boek stelde Oberth dat het mogelijk moest zijn om ‘machines’ te bouwen die boven de atmosfeer uitstijgen en zelfs aan de aantrekkingskracht van de aarde ontsnappen. Hij voorzag de bouw van ruimtestations, van reusachtige ruimtespiegels (om de aarde te verlichten) en van ruimtetelescopen. Die konden in een baan om de aarde worden gebouwd om de storende invloed van de atmosfeer te omzeilen. Bovendien zou zo’n telescoop heel groot kunnen zijn omdat hij in de ruimte gewichtloos is en verder kon men er de aarde mee waarnemen.

Oberth’s ideeën ondervonden in 1923 echter nog geen weerklank. Die begon te komen in 1929, na publicatie van een uitgebreidere versie van zijn boek. In zijn Wege zur Raumschiffahrt werden de grondbeginselen van de ruimtevaart nog gedetailleerder uiteengezet. In datzelfde jaar begon hij samen met Wernher

Hermann Oberth (1894-1989), de ‘grootvader’ van de Hubble Space Telescope. (foto: NASA)

von Braun en anderen in Berlijn aan de ontwikkeling van zijn eerste vloeibare brandstof-raket. Die ontwikkeling zette hij, eerst in Duitsland en na de Tweede Wereldoorlog in de Verenigde Staten voort, waardoor hij als ‘vader van de ruimtevaart’ de geschiedenis in zou gaan.

Het idee van een observatorium in de ruimte werd in 1946 opnieuw naar voren gebracht door Lyman Spitzer van de Princeton-sterrenwacht in de Verenigde Staten. In de jaren zestig kreeg de NASA er belangstelling voor en tien jaar later werd de ontwikkeling van een Large Space Telescope geïntegreerd in die van de spaceshuttle. Later kreeg de ruimtetelescoop de naam van Edwin Hubble, de Amerikaanse astronoom die in de jaren twintig baanbrekend onderzoek had verricht naar de bouw van het heelal.

Hermann Oberth overleed op 28 december 1989 in Neurenberg, een maand na de val van de Muur in Berlijn. Vier maanden later kwam de Hubble Space Telescope in zijn baan om de aarde.

Door Frans Orthel

I

n 2014 bracht Zenit tweemaal een groot artikel over het ontstaan van de maan: in het maartnummer ‘De geboorte van de maan’ van Kees de Jager en in het decembernummer ‘Aarde en maan, een dubbelplaneet’ van Dirk K. Callebaut en Kees de Jager.

De baan van de maan ligt opmerkelijk genoeg vrij precies in het vlak van de ecliptica, het baanvlak van de aarde. Dat geldt ook voor de vier Galileïsche manen van Jupiter. Daarnaast heeft onze maan een relatief grote massa: 1/81 van de massa van de aarde. De grootte en de massa van de vier Galileïsche manen van Jupiter, de Saturnusmaan Titan en Neptunusmaan Triton verschillen niet zoveel van die van onze maan, maar het zijn lichtgewichten in verhouding tot de massa van hun planeet.

De Jager komt tot de voorstelling dat de maan ontstond door een rakelingse botsing tussen een onbekend hemellichaam ongeveer zo zwaar als de planeet Mars en aangeduid als Theia, en de prille aarde. Dit vereist een hemellichaam dat ongeveer in dezelfde baan rond de zon draaide als de jonge aarde. Het is dan wel de vraag of de dan gevormde maan zo mooi in het vlak van de ecliptica zal blijven.

Callebaut en De Jager wijzen op de studie van Chandrasekhar en Fermi uit 1953 over het opbreken in fracties van een oneindig lange cilinder van homogene materie onder invloed van de eigen gravitatie. Zij passen dit idee toe op de ontwikkeling van een materiering op de plaats van de toekomstige baan van de aarde. Het opbreken in fracties berust op golfeffecten in de lengterichting. In dit geval zijn twee à drie fracties te verwachten, wat zou leiden tot het ontstaan van de aarde, Theia en de maan, of de aarde en de maan. Door het genoemde golfeffect zouden de ontstane lichamen weinig in massa verschillen. Het feit dat onze maan relatief groot is voor een maan maakt het enigszins acceptabel om Theia weg te laten. Als Theia wel wordt aangenomen moeten we haar wel weer kwijt, want er is nu geen spoor meer van te vinden. Daartoe kunnen we denken aan een samengaan van Theia en de proto-aarde betrekkelijk snel na hun ont-

Foto, NASA.

staan. De maan en de andere twee waren al flink verschillend. Dan kunnen de proto-aarde en Theia ook best verschillend zijn geweest, elkaar geleidelijk hebben benaderd en met relatief weinig geweld in elkaar zijn opgegaan.

Rest nog de vraag hoe de maan netjes in een baan om de aarde gekomen kan zijn.

Beide volgen ongeveer hun huidige baan om de zon en als de maan vrij dicht langs de aarde komt kan hij worden ingevangen als satelliet en blijft bijna precies in het vlak van de ecliptica.

Voor de overige grote manen wordt gedacht aan een andere ontstaansgeschiedenis. Vermoedelijk ontstonden de Galileïsche manen van Jupiter uit een schijf rondom de planeet.

Reactie Kees de Jager en Dirk Callebaut

Het eerste artikel ‘De geboorte van de maan’ gaf een vereenvoudigde, voor een breed publiek bedoelde weergave van de vrij algemeen geaccepteerde theorie over het ontstaan van de maan. Die is voor een belangrijk deel gebaseerd op de wet van behoud van impulsmoment: als een lichaam dat een baan doorloopt in de ecliptica getroffen wordt door een ander lichaam in een baan die daar een hoek mee maakt, dan zal het resulterende lichaam voortgaan op een kleinere hoek met de ecliptica. De grootte van die hoek hangt onder meer af van de verhouding van de massa’s van de twee oorspronkelijke lichamen. Omdat de

maanbaan een kleine hoek maakt met de ecliptica, mag worden aangenomen dat het botsende lichaam daar ook een kleine hoek mee maakte.

Vaak hoort men het bezwaar dat het invoeren van een nieuw hemellichaam om een onbegrepen verschijnsel te verklaren wel erg makkelijk is: een deus ex machina. Daarom vonden wij het een flinke stap vooruit toen we ontdekten dat het ontstaan van dat onbekende hemellichaam in bijna dezelfde baan als de aarde, begrepen kan worden op grond van een bestaande theorie. Met andere woorden: dat tweede lichaam moest er noodzakelijkerwijs zijn geweest. Vandaar het tweede artikel ‘Aarde en maan, een dubbelplaneet.’ Nadere uitwerking toont dat er misschien zelfs twee extra lichamen zijn geweest. In dat laatste geval kan men diverse hypothesen bedenken om te verklaren hoe die twee met de aarde in contact kwamen en hoe dit ten slotte onze maan opleverde. Een keus uit die verschillende hypothesen is voorlopig nog te onzeker en daarom hebben we daar geen aandacht aan besteed in ons artikel. (We denken aan een samengaan van Theia en proto-aarde en hebben voorlopige berekeningen hiervoor.) De essentie van het tweede artikel is dus: geen deus ex machina maar harde en onoverkomelijke noodzaak. Dat de maanbaan heel dicht bij het vlak van de planeten ligt, zoals dhr.

Orthel aanstipt, is een extra argument hiervoor.

ZENIT APRIL 2015

25

LEZERS AAN HET WOORD

Ideeën over het ontstaan van de maan

rd

Dagkalender

10°

20° 30

1 april om 0 uur 16 april om 23 uur 30 april om 22 uur

°

GEDIS

AA ZW

40

N

°

N

De

O

neb

CEPH

De posities van planeten gelden voor halverwege de maand!

50 °

EUS

za/zo 4/5 • In de loop van de nacht nadert de maan Spica, de helderste ster van het sterrenbeeld Maagd.

LI

ER 60 °

W eg a

za 4 • Om 14.06 uur is het Volle Maan. Dat gaat ditmaal gepaard met een totale maansverduistering, maar die vindt plaats op een tijdstip dat de maan vanuit de Benelux gezien onder de horizon staat.

Ly INE

rid en

DR

AA

BEE

R

70°

K ES

HER CUL

M13 R

HA BE AR RE VA NI N CE

s

M GD AA

° 110

20°

V

ZEN

E BEE

turu

EQ UA TO R

Aldebaran

GROT

N

TES

Arc

10 0°

5°

ONDE

BOÖ

RKROON

H JACHT

NOORDE

SLANG

OOST

oost 90°

DRAGER

SLANGEN

80°

wo 8 en do 9 • Deze twee nachten staat de maan in de buurt van de planeet Saturnus.

Bekijk deze samenstand(en) aan het eind van de nacht of in de ochtendschemering.

In de nanacht van 8 april bevindt de maan zich vijf graden rechts van Saturnus, de volgende nacht ruim zeven graden links ervan. Ook de oranjerode ster Antares, de helderste ster van het sterrenbeeld Schorpioen staat in de buurt.

Pleiaden

KLE

di 31 maart/wo 1 april • De hele avond en nacht staat de maan dicht bij Regulus, de helderste ster van het sterrenbeeld Leeuw.

Om 22 uur (31 maart) staat de maan vijf graden ten zuiden van de ster.

Deze kaart toont hoe de sterrenhemel er uitziet op:

RD

De volgende hemelverschijnselen zijn (onder goede omstandigheden) te zien met het blote oog:

°

S T E R R E N H E M E L VA N D E M A A N D

De sterrenhemel van april

Stier

0 12

11 april 22 uur

AL

HA

AF

14 Volle Maan 4 apr 14.06 uur 0° Laatste Kwartier 12 apr 5.45 uur Nieuwe Maan 18 apr 20.57 uur Eerste Kwartier 26 apr 1.55 uur

7

8

9

10

11

BEKER

RA

ZO

6

SC

5

G

4

EE

3

ica

°

2

Sp

0 13

Onderstaande stroken geven een indicatie van de maanfase. De belangrijkste maanfasen van deze maand zijn:

zo 12 • Om 5.45 uur is het Laatste Kwartier.

1

W

Maanfasen

za 11 • Vanavond staat de zeer heldere pla11 neetapril Venus ruim twee graden linksonder de Pleiaden. Gebruik eventueel een verrekijker om de planeet en de sterrenhoop in één beeldveld te vangen. Ook de avonden vóór en ná 11 april is Venus in de buurt van de Pleiaden te vinden.

ECLIPTICA

°

W

12

15 0

°

13

14

160 ° 15 170°

26

ZENIT APRIL 2015

ZU

zu 18

no

350°

5°

NO

°

340 0°

33

Ma

Gebruiksaanwijzing Houd de kaart zo dat de richting waarin je kijkt onderaan staat. (Voor het noorden houd je de kaart dus ondersteboven!) De onderste helft van de kaart komt dan overeen met de hemel in de kijkrichting. Het zenit is het punt recht boven je.

Me

H

M31

20 °

3

DA

ME

DRO

AN

W

WNW

N

19 apr 21 uur

0° 31

EK

HO

RI E

zo 19 • Om 21 uur – slechts 24 uur na 19 april Nieuwe Maan – kan vijf graden boven de westnoordwestelijke horizon de smalle maansikkel te zien zijn. Nog eens vier graden hoger staat een zwak oranjerood lichtpuntje: de planeet Mars. Vijf graden rechts van de maan staat een helderder lichtpunt: dat is de planeet Mercurius. Deze samenstand is alleen te zien bij vrij zicht op de westnoordwestelijke horizon en een goed transparante lucht. Gebruik eventueel een verrekijker.

M RA

D

EIA

CASS IOP

ol

0° 30

lg

χ&

h

RM

pe

G

ara Aldeb

X

UID

uid 80°

west 270°

WEST

260°

ORIO

N

M42

euze Betelg

Stier

21 apr 22 uur

yo

n KLE I HO NE ND

NG ELI TW E

° 250

N

E KR

24

W

IL

0°

TI

R IO

N

Si riu T

SEXTAN

Magnitudeschaal

N

E EV

–1

T

S ER

0

23

1 2

ZW

NG

LA WATERS

0°

T

H AC

AS MP

KO

0°

POMP

LUCHT

Nevelachtig object (gasnevel, sterrenhoop of sterrenstelsel) Radiant meteorenzwerm

0° 21

°

20 0

16

17

wo/do 22/23 • Vannacht zijn de Lyriden op hun best. Het maximum van deze meteorenzwerm wordt rond 2 uur (23 april) bereikt. Bekijk de zwerm tussen middernacht en de ochtendschemering. In de loop van de nacht kan het aantal ‘vallende­

3 4 5

22

18

19

20

21

22

23

WNW

di 21 • In de avondschemering is een 21 aprilsamenstand te zien van de smalle mooie maansikkel, de heldere oranjerode ster Aldebaran en de opvallend heldere planeet Venus. Deze samenstand is rond 22 uur in volle glorie waarneembaar. De maan en Aldebaran staan vlak bij elkaar. De ‘avondster’ staat zeven graden verderop.

s

EE

NH OO R

Re

EF

Pro c

us gul

10°

30°

EN

Pol lu

M 44

T

LEEUW

20°

40°

50°

x Castor

60°

ER

Aldebaran Pleiaden

IT

P JU

V

M35

LYN 70° 80°

INE KLE UW E LE

280°

n

E VO

Poolster

AF

IR

Ca

R STIE

FE

lla

AN

NU VE

S

290

°

Ple

P

e iad

n

SE ER

US

A

NIT

S T E R R E N H E M E L VA N D E M A A N D

za 18 • Om 20.57 uur is het Nieuwe Maan.

De maan staat dan in de buurt van de zon, in het sterrenbeeld Vissen.

24

25

26

27

28

29

30

190°

ZENIT APRIL 2015

27

S T E R R E N H E M E L VA N D E M A A N D

Planeten, zon en maan

Vervolg dagkalender

De plaatjes hieronder tonen de schijnbare groottes van de planeten halverwege de maand, zoals waarneembaar met een telescoop (1 mm = 2 boogseconden).

1 apr 6 apr 11 apr 16 apr 21 apr 26 apr

Mercurius duikt rond 20 april weer op 21 apr 26 apr in de westnoordwestelijke avond­ Mercurius schemering. Verwar hem niet met de 15 apr Venusheldere planeet Venus, die hoger staat.

26 apr

Mercurius

Psc

Venus is veruit de helderste planeet 15 apr aan de westelijke avondhemel. De Jupiter avondster gaat eind april vier uur na 15 apr apr de 15 zon onder.

Mars

Venus

21 apr

Mars Venus

15 apr 26 apr

0°

Jupiter Mercurius MarsMercurius 15 apr

0°

Aqr

0°

PPsscc

Mars staat in de avondschemering laag boven de westelijke horizon en is moeilijk waarneembaar. Vanaf 14 april apr Venus gaat1515hij apr minder dan anderhalf uur na de Venus Saturnus zon onder. De rode planeet staat in het Mars 15 apr apr sterrenbeeld Ram. Mars 15 Saturnus Jupiter Jupiter

0° 0°

AAqqrr

0”

10”

20”

0”

10”

20”

30”

30”

10” 10”

20.13 20.21 20.30 20.38 20.47 20.55

12h58m 13h17m 13h37m 13h57m 14h16m 14h35m

do/vr 23/24 • Om 0.30 uur staat de ster ­Alhena van het sterrenbeeld Gemini op slechts een halve graad van de zuidelijke maanrand. Omdat beide hemellichamen op dit tijdstip laag boven de westnoordwestelijke horizon staan, kun je deze ­s­amenstand beter eerder in de nacht bekijken. Gebruik eventueel een verrekijker.

Rekening houdend met de duur van de schemering en de maanfase, hebben de nachten van 10 tot en met 21 april de meeste uren duisternis.

Jupiter is de hele avond te zien en 30” 40” gaat pas ver na middernacht 40” onder. De reuzenplaneet is veruit het helderste object in het 40” sterrenbeeld Kreeft.

Bovenstaande tijden gelden voor Utrecht. Voor andere plaatsen zijn verschillen tot ±10 minuten mogelijk!

Saturnus Saturnus

0” 0”

13.43 13.42 13.41 13.39 13.38 13.37

21 apr 8.25 16.12 ––.–– 0,07

26 apr 13.03 20.26 3.09 0,50

21 apr 26 apr Jupiter26 21 apr apr

0”Saturnus 10” 20”

7.15 7.04 6.53 6.41 6.31 6.20

wo 22 en do 23 • Deze twee avonden staan de planeten Mercurius en Mars, vlak bij elkaar, laag boven de westnoordwestelijke horizon. Bekijk deze samenstand omstreeks 21.15 uur. Op 22 april staat Mars ruim een graad linksonder Mercurius, de volgende avond bijna twee graden daar

op hoogste onder maan punt fase bijna recht onder. De twee planeten staan op slechts veertien graden van de zon. Pro 1 apr 17.18 23.56 6.00 0,89 6 apr 22.36 2.49 7.18 0,98 beer ze op 21, 22 en 23 april kort na zons 11 apr 2.31 7.01 11.33 0,63 ondergang laag in het westen op te sporen.

16 apr 5.35 11.34 17.46 0,11 Gebruik eventueel een verrekijker.

Mercurius

21 apr

sterren’ – bij heldere en donkere hemel – oplopen tot vijftien per uur. De maan is nog jong en gaat al vóór middernacht onder.

zon op hoogste onder uren punt daglicht

zo 26 • Om 1.55 uur is het Eerste Kwartier.

De half verlichte maan staat in het sterrenbeeld Kreeft.

Massalia, Nysa, Eleonora en Herculina waarneembaar. Voor informatie over deze objecten: zie Sterrengids 2015.

Saturnus komt nacht na nacht vroeger op – aan het eind van de maand al vóór middernacht.

20” 30” 30” 40” 40” 20” De ‘geringde’ planeet is in het sterrenbeeld Schorpioen te vinden, negen graden ten noordwesten van de oranjerode ster Antares.

zo/ma 26/27 • Vannacht staat de maan ongeveer zeven graden linksonder de planeet Jupiter. Ook de ster Regulus staat in de buurt. ma/di 27/28 • Vannacht bevindt de maan zich ongeveer vijf graden van de ster Regulus. Hun onderlinge afstand neemt in de loop van de nacht af. Iets verderop staat de planeet Jupiter.

In april zijn ook de verre planeet Neptunus, de dwergplaneet Ceres en de planetoïden Pallas, Juno, Iris, Parthenope,

Op onderstaande kaarten zijn de posities en de verplaatsingen van de zon en de met het blote oog waarneembare planeten aangegeven, en voor elke dag ook de positie van de maan om 0 uur UT (= 2 uur ’s nachts). De lichtblauwe vlek rond de zon geeft globaal het gebied aan waar geen sterren en planeten te zien zijn. De horizontale roze lijn in het midden is de hemel­equator – de grens tussen de noordelijke en de zuidelijke hemel; de gele streepjeslijn is de ecliptica – de schijnbare baan die de zon in de loop van het jaar volgt. Onderaan is aangegeven in welk deel van de nacht het betreffende stuk van de kaart te zien is.

α

14h

+30

12h

8h

6h

4h

TWEELINGEN

GROTE BEER

BOÖTES

δ

10h

VOERMAN

2h

PERSEUS

KREEFT HAAR VAN BERENICE

ECL

JUPITER

VENUS

LEEUW

+15

26

24

25

27

2

0 3

29

21

MARS 20

STIER

19

EQUATOR

VISSEN

WATERSLANG SEXTANT

4

22

KLEINE HOND

1

30

23

ORION

28

MAAGD

DRIEHOEK

MERCURIUS RAM

IPTICA

WALVIS EENHOORN

5

–15

7

6

BEKER RAAF

WEEGSCHAAL LUCHTPOMP

–30

WATERSLANG

ro n d m i d d e rn a ch t 28

ZENIT APRIL 2015

HAAS

ACHTERSTEVEN KOMPAS

GROTE HOND

ERIDANUS

OVEN

’s avonds

30

zon

16

Jupiter april

? • In de loop van deze maand komt er mogelijk een einde aan de missie van de Amerikaanse ruimtesonde Messenger, die al vier jaar om de planeet Mercurius cirkelt. De brandstof van de sonde is op, waardoor hij binnen afzienbare tijd zal neerstorten op het oppervlak van de binnenste planeet van ons zonnestelsel.

t

NASA/JHUAPL

Messenger werd op 3 augustus 2004 gelanceerd, maar maakte eerst een aantal scheervluchten langs de aarde, Venus (2x) en Mercurius (3x). Dat gaf hem de juiste koers en snelheid om op 18 maart 2011 in een omloopbaan om Mercurius te komen. Vanaf 4 april 2011 heeft hij het volledige oppervlak van de kleine planeet in kaart gebracht. Verder is onder meer ontdekt dat zich op de bodem van diepe, schaduwrijke kraters aan de noordpool van Mercurius bevroren water heeft verzameld. Ook is het magnetische veld van de planeet onderzocht. w o/do 1/2 • Vanaf 22 uur (1 april) zijn de vier helderste manen van Jupiter rechts van hun planeet te vinden (links in een omkerende kijker). Van binnen naar buiten is de volgorde aanvankelijk: Europa, Io, Callisto, Ganymedes. Rond 4 uur wisselen Europa en Io stuivertje.

vt

z a/zo 11/12 • Tot circa 2 uur vannacht (12 april) staan de vier heldere Jupitermanen allemaal links van hun planeet (rechts in een omkerende kij-

vt

0h

ker). Van Jupiter naar buiten zijn dat eerst Io, Ganymedes, Europa en Callisto. Rond middernacht passeert Ganymedes Europa en wordt de volgorde: Io, Europa, Ganymedes, Callisto.

1 1 2 2 3

I = Io I = Io

3 4 4 5

IV = Callisto

vr 24 • Vandaag is het precies 25 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop werd gelanceerd. Na een stroef begin, veroorzaakt door een fout bij de productie van de hoofdspiegel van de telescoop, ontwikkelde ‘Hubble’ zich tot het meest succesvolle astronomische instrument ooit.

‘Hubble’ kan nog zeker tot 2019 in bedrijf blijven, tenzij vóór die tijd een cruciaal onderdeel uitvalt. Wat er daarna gebeurt, is enigszins ongewis. De wrijving van de hoge, ijle aardatmosfeer zorgt ervoor dat de ruimtetelescoop in een steeds lagere baan om onze planeet cirkelt. Zonder ingrijpen zal dat er uiteindelijk toe leiden dat het gevaarte ongecontroleerd neerstort.

Om dat te vermijden is ‘Hubble’ in 2009 voorzien van een ‘Soft Capture and Rendezvous System’, waaraan een bemande of onbemande raket kan worden gekoppeld.

Dat systeem moet ervoor zorgen dat de ruimtetelescoop neerstort boven een plek waar dat niet veel kwaad kan.

IV = Callisto

5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12

III Ganymedes III Ganymedes

12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18

II = Europa

18 19 19 20

II = Europa

20 21 21 22 22 23 23 24

z a 25 • Om 1.39 uur schuift de donkere maanrand voor de ster 68 Geminorum (magnitude +5,3). De maan is voor 40% verlicht en staat zeven graden boven de noordwestelijke horizon.

t

24 25 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 30 Bovenstaand ‘slingerdiagram’ toont de posities van de helderste Jupitermanen, zoals gezien door een omkerende telescoop. De getallen rechts zijn de dagen van de maand. De horizontale lijnen geven het tijdstip 0 uur UT (= 2 uur ‘s nachts) aan.

z a/zo 25/26 • Vanaf middernacht staan de vier heldere Jupitermanen vlak bij elkaar links van hun planeet (rechts in een omkerende telescoop).

t

v = waarneembaar met een verrekijker t = waarneembaar met een (kleine)

22h

telescoop

20h

18h

16h

ZWAAN

α

14h

LIER

+30

BOÖTES

ANDROMEDA

δ

NOORDERKROON VISSEN

DOLFIJN

PEGASUS

HERCULES

VOSJE

HAAR VAN BERENICE

PIJL

+15 SLANG

VEULEN

18

SLANG

17

MERCURIUS

16

MAAGD

0

EQUATOR

SLANGENDRAGER

AREND

WATERMAN 15

4 14 13

WALVIS

5

SCHILD 12

11

SATURNUS 9

10

TICA

STEENBOK ZUIDERVIS

16

zon

1

6

–15 RAAF

ECLIP

BEELDHOUWER

7 8

WEEGSCHAAL

BOOGSCHUTTER

SCHORPIOEN

’s o ch te n d s

WATERSLANG

–30

rond m iddernacht

ZENIT APRIL 2015

29

S T E R R E N H E M E L VA N D E M A A N D

Verder deze maand...

INTERVIEW

In gesprek met Thomas Wijnen Het eerste levenslicht zag Thomas Wijnen zes weken nadat in januari 1986 het ruimteveer Challenger ontplofte. Het was haar eerste vlucht nadat ‘onze’ Wubbo Ockels met deze shuttle zijn ruimtereis maakte. Toen na een paar jaar de spaceshuttles weer vlogen, was kleine Thomas al snel in de ban van de ruimtevaart.

De drang die toen ontstond, en die bijna alle jongetjes kennen, is daarna nooit meer overgegaan: ook als astronaut de ruimte in gaan. Bij Thomas Wijnen is de wens als 28 jarig sterrenkundig onderzoeker van bolvormige sterrenhopen nog steeds springlevend. “Het heelal en de oneindigheid hebben me altijd gefascineerd. Het is als een onbekende zee, zoals ontdekkingsreizigers in de 15e eeuw de wereldzeeën zagen.

Als kind dacht ik bijvoorbeeld dat je ‘oneindig lang dood bent’ en dat vond ik toen best een enge gedachte. Ik vind sterrenkundig onderzoek heel leuk, erover vertellen en zien dat mensen enthousiast worden is net zo prachtig. Maar zoals een geschiedkundige liever teruggaat in de tijd in plaats van boeken te lezen, wil ik liefst zelf de ruimte in. En bij alles wat ik doe houd ik in mijn achterhoofd of het mijn kans vergroot om ooit de ruimte in te gaan.”

Door Ruben van Moppes

P

ratend met Thomas zie je al snel dat de bevlogenheid eraf spat. Of het nu gaat om astronauten, om uit te leggen wat ‘cataclysmic variables’ zijn, of als hij vertelt over de Chileense ontspannen benadering van het leven.

Volgens je website jaag je nog steeds jouw jongensdroom na. Maar nu ben je een kleine twee jaar sterrenkundig promovendus aan de Radboud Universiteit en doet onderzoek naar ‘The formation of multiple populations in globular clusters.’ Vertel eens waarover dat onderzoek precies gaat?

“Iedereen dacht tot 15 jaar geleden dat de honderdduizenden sterren in een bolvormige sterrenhoop tegelijkertijd 30

ZENIT APRIL 2015

uit dezelfde oerwolk ontstonden en dat de chemische samenstelling van alle sterren ook hetzelfde moest zijn. Ofwel dat de onderlinge verhouding van de elementen waterstof, helium, koolstof, natrium etc. hetzelfde is voor alle sterren in de hoop bij hun geboorte. We

hebben de laatste jaren echter ontdekt dat dit niet zo is. We zien dat sterren, die ongeveer dezelfde leeftijd en massa hebben, opgedeeld kunnen worden in groepen met verschillende chemische samenstel- lingen (in het meest extreme geval vier groepen). Het lijkt erop dat

“Daarom is het zo belangrijk om je problemen en oplossingen op collega’s te kunnen overdragen, anders kunnen zij die kritische vragen helemaal niet stellen.”

de zware sterren in de begindagen van de bolhoop hun zwaardere elementen, die ze in hun inwendige door kernreacties gevormd hebben, uitstootten en uit dit materiaal zijn weer nieuwe sterren ontstaan. In 2013 is geopperd dat er geen nieuwe sterren ontstaan, maar dat het uitgestoten gas wordt opgeveegd door de sterren met lage massa die tegelijk met de zware sterren geboren zijn.

Dat stellen we ons als volgt voor: in een dubbelstersysteem met een zware en lichte ster, verliest de zware ster door interactie met de lichte ster veel met zwaardere elementen verrijkt gas. Dat gas wordt deels overgedragen naar de lichte ster en deels het heelal in geslingerd. Het verrijkte gas stroomt dan door de bolhoop. Dit gebeurt allemaal terwijl sterren met een lage massa nog hun protoplanetaire schijf hebben - zij evolueren immers langzamer dan zware sterren - en door de bolhoop bewegen. De protoplanetaire schijven van die lichte sterren vegen dan het gas op.

Zo worden deze sterren met een lage massa na een tijdje verrijkt met zware elementen. In mijn onderzoek hoop ik deze theorie met simulaties te toetsen.”

Een promotieonderzoek kan nog wel eens een ware beproeving zijn. Je bent behalve onderzoeker ook marathonloper (tijd: 3.24 uur). Is je onderzoek met een marathon te vergelijken? Of meer als voetbal of wielrennen, waar je ook aan doet?

Carrière-advies van André Kuipers (foto: Thomas Wijnen).

Is het al eens gebeurd dat je door die kritische vragen hele andere ideeën hebt gekregen?

“Mijn afstudeeronderzoek wilden we in een artikel publiceren, maar door de kritische opmerking van de referent zagen we in dat onze theorie waarschijnlijk toch niet klopte.”

Je afstudeeronderzoek heette ‘Post thermal timescale mass transfer cataclysmic variables.’ Volgens mij tasten zelfs diverse Zenitlezers in het duister wat dat precies is. Vertel eens.

“Cataclysmische variabelen zijn dubbelsterren die (on)regelmatige uitbarstingen ondergaan. Ik onderzocht hoofdreekssterren die massa overdragen naar het oppervlak van een witte dwerg waarmee ze een nauwe dubbelster vormen. Door de druk aan het oppervlak van de witte dwerg ontstaat er om de zoveel tijd een thermonucleaire explosie waarbij massa wordt weggeblazen.

Volgens het klassieke model verliest de witte dwerg door de explosie alle nieuwe massa, dus netto wordt de ster niet zwaarder en misschien zelfs iets lichter.

Uit waarnemingen bleek echter dat deze witte dwergen in een dubbelstersysteem in een later evolutionair stadium zwaarder zijn dan in een eerder stadium. Ik onderzocht de theorie dat de witte dwerg in het begin geen uitbarstingen vertoont, omdat de massa met hele hoge snelheid van de hoofdreeksster op de begeleider terecht komt. In dat geval is er geen langzame druktoename en vinden aan het oppervlak stabiele kernreacties plaats. Er zijn dan geen uitbarstingen en zodoende neemt de massa wel toe. Als na een tijd de hoofdreeksster langzamer massa overdraagt, kunnen er weer wel cyclische uitbarstingen optreden. Tegen die tijd is de massa van de witte dwerg echter al significant groter dan in het begin.

Ik heb dit onderzoek deels in Chili gedaan. Toen ik met mijn Chileense begeleider ons artikel wilde publiceren, zagen we door de kritische opmerkingen van de referent in dat het waarschijnlijk een ander fenomeen moet zijn. Een nieuwe theorie is dat de witte dwergen met een lage massa samensmelten met de hoofdreeksster, zodat alleen de cataclysmische variabelen met zware witte dwergen overblijven.”

In totaal deed je bijna 9 jaar over je studie. Op je cv staat wel het een en ander over sterrenkundige publieksvoorlichting, maar geen besturen of commissies.

Dan zijn er twee conclusies mogelijk: je hebt vele colleges gemist omdat je nachtenlang hebt zitten waarnemen. Of was je toch vele avonden aan het swingen tussen je Utrechtse medestudenten?

“Nou ja, het waren 8,5 jaar, waarvan ik het eerste jaar nog cognitieve kunstmatige intelligentie heb gestudeerd. En daarna heb ik zowel de bachelor natuur- en sterrenkunde als wiskunde gedaan. Maar inderdaad, het duurde wat langer dan strikt nodig is ja. Kijk, je bent maar één keer student en ik heb er vooral van genoten. Overigens heb ik ook voor studentenvereniging Veritas onder andere, musicals en feesten georganiseerd, omdat ik me ook naast mijn studie wilde ontwikkelen. En inderdaad, veel nachten was ik laat in de kroeg te vinden. Ik was misschien wel aan het observeren, maar dat was niet de nachtelijke sterrenhemel.”

Voor de koepel van een van de twee 6.5-meter Magellan-telescopen. (foto: Thomas Wijnen)

Doe je helemaal niet aan waarnemen?

“Nee, eigenlijk ben ik een echte theoreticus. Pas na het begin van mijn studie keek ik voor het eerst door een sterrenkijker. Op vakantie in Argentinië bood een onbekende op straat de voorbijgangers aan om door zijn telescoop te kijZENIT APRIL 2015

31

INTERVIEW

Van jongs af aan is het Thomas’ grote droom en ambitie om astronaut te worden (foto: Thomas Wijnen).

“Een promovendus gaf laatst als stelling bij zijn proefschrift dat om je PhD te halen doorzettingsvermogen net zo belangrijk is als intelligentie. Wat dat betreft lijkt het wel wat op een marathon.

Maar het teamelement, wat je met voetbal en in wat minder mate met wielrennen hebt, is zeker zo belangrijk. Een goed eindresultaat krijg je namelijk alleen door met zo veel mogelijk collega’s over je onderzoek te praten, zodat ze kritische vragen kunnen stellen. Daarom is het zo belangrijk om je problemen en oplossingen op hen te kunnen overdragen, anders kunnen zij die kritische vragen helemaal niet stellen.”

INTERVIEW

doel voor ogen, hoe klein de kans ook is dat het lukt. Ik wil de komende jaren naast mijn onderzoek bijvoorbeeld ook om die reden gaan zweefvliegen en duiken. Of reservist (vrijwilliger) worden bij de luchtmacht. Het moeten overigens wel dingen zijn die ik echt leuk vindt. Als het niet lukt om astronaut te worden, ben ik nog steeds blij met de keuzes die ik heb gemaakt.”

De bolvormige sterrenhoop Messier 80 (Foto: HST/NASA/ESA)

“Mars is in de nabije toekomst een enkele reis, terwijl je vanaf de maan terug kunt en genieten van het mooie leven hier op aarde. Er is hier op aarde te veel om achter te laten.” ken. Ik zag daar de ringen van Saturnus voor de eerste keer met mijn eigen ogen.

Ik weet nog hoe blij verrast ik was dat je met zo’n klein telescoopje midden op straat de scheiding kon zien tussen de ringen en de planeet.

In Chili wilde ik een keer meedoen aan een echte waarneemsessie, want het laat me ook weer niet onberoerd. Ik ben zelfs speciaal teruggevlogen van een vakantiereis om mee te mogen naar het telescopenpark van het Las Campanas-observatorium. Helaas was de gehoopte dubbelstereclips niet te zien.

Het was wel fantastisch om daar de twee 6.5-meter Magellan-telescopen te bewonderen. Mooi te beseffen dat wij die techniek gemaakt hebben en wat we ermee kunnen.”

Tijdens je studie heb je ook veel soorten publieksvoorlichting gedaan over sterrenkunde.

32

ZENIT APRIL 2015

“Iedereen die ik spreek vindt sterrenkunde fascinerend, maar tegelijkertijd is het voor de meesten ook letterlijk een ver-van-m’n-bed-show. Maar kijk nu naar de ontwikkelingen met al die ontdekte exoplaneten en de mogelijkheid van leven elders in het heelal. Ik merk dat het fascinerende grote onbekende heelal met dit onderwerp dichterbij de mensen komt, en het ook iets van zingeving biedt. Daarnaast is het niet alleen leuk om voor een groot publiek te vertellen, maar ook belangrijk om te verantwoorden waarom we belastinggeld uitgeven aan sterrenkundig onderzoek.”

Na je promotie zou je graag bij de ESA willen werken. Astronaut worden dus, je jongensdroom achterna…

“Zeker. Zowel in mijn opleiding als daarbuiten maak ik heel bewuste keuzes bij wat ik doe, alles met het ultieme

Goed, het gaat allemaal lukken. Zou je liever naar de maan of naar Mars willen.

“Liever naar de maan. Want dat is minder ver, en er zitten minder risico’s aan.

Mars is in de nabije toekomst bovendien een enkele reis, terwijl je vanaf de maan terug kunt en genieten van het mooie leven hier op aarde. Er is hier te veel om hier achter te laten! Ik vind, als ik ’s nachts naar boven kijk, de maan ook meer intrigerend dan sterrenbeelden. Vroeger had ik een boek met die klassieke tekeningen van sterrenbeelden, maar in de sterren van bijvoorbeeld de Stier kon ik vervolgens totaal geen stier zien. Dat vond ik maar niks.

Terwijl als ik naar de maan kijk, dan denk ik eraan dat wij mensen daarop gelopen hebben. De mensheid heeft dat maar mooi voor elkaar gekregen.

En als het avontuur toch niet lukt?

“Ik wil eerst bij de ESA solliciteren voor een postdoc-positie. Als je ergens binnen bent, kun je daarna hopelijk makkelijker iets anders doen binnen de organisatie. En als er een open sollicitatieprocedure komt voor nieuwe astronauten heb ik hopelijk een streepje

Cecilia Payne aan het werk op het Harvard College Observatory. (Foto: Smithsonian Institution, Wikipedia)

voor. Zo niet, dan hoop ik bij de ESA alsnog op een andere manier met de bemande ruimtevaart bezig te zijn: zo dicht mogelijk bij het vuur.

Maar als sterrenkundig onderzoeker kan ik me ook bezighouden met existentiële vragen: wat is onze plek in de wereld om ons heen. Waar komen we vandaan? En waar gaan we naar toe?

Als we het hier op aarde goed verkloten, kunnen we eigenlijk nergens anders heen. De aarde kan zonder ons, maar wij niet zonder de aarde. De film Interstellar, die deze winter draaide, geeft dat mooi weer.”

Iets anders: welke sterrenkundige verdient meer credits?

“Aan de ene kant denk ik aan de vrouwen in de sterrenkunde, die Steven Rieder in zijn interview ook al noemde (zie Zenit januari 2015). Dan wil ik Cecilia Payne eruit lichten. Zij heeft aangetoond dat sterren niet uit hetzelfde materiaal als de aarde bestaan, maar uit waterstof. En dat waterstof daarom het meest voorkomende element in het heelal is.

Ik vind trouwens ook dat wij in Nederland trotser mogen zijn op onze sterrenkundigen. Wij, als klein land met veel bewolkte nachten, doen het al vanaf het begin van de moderne sterrenkunde heel erg goed. Als je bijvoorbeeld kijkt naar de Hubble fellowships, prestigieuze onderzoeksbeurzen. Daarvan heeft Nederland er absoluut gezien na Amerika de meeste weten te bemachtigen en per aantal inwoners zijn we zelfs de beste. Ooit heeft Harlow Shapley [Amerikaans astronoom die begin 20e eeuw onder andere de grootte van ons melkwegstelsel bepaalde – RvM] gezegd dat Nederland goed is in de export van tulpen en sterrenkundigen. Daar mogen we best trots op zijn, want buiten de sterrenkundigen weet bijna niemand dat in Nederland.”

Heb je zelf, naast buitenaardse aspiraties, ook gewoon buitenlandse aspiraties?

“Jazeker! Ik was tijdens mijn studie al in Chili. Je leert in het buitenland een hoop, juist omdat mensen er toch anders zijn. In Chili zie je bijvoorbeeld hoe relaxt de mensen zijn in het dagelijks leven, maar ook in hun werk. Niet dat ze lui zijn, zeker niet, maar ze laten zich minder gek maken dan wij. Gewoon je best doen, meer kun je niet, dus ga vooral niet te veel stressen. Ik probeer dat ook steeds tegen mezelf te zeg-

Impressie van een cataclysmische variabele ster (Foto: ESO)

“De aarde kan zonder ons, maar wij niet zonder de aarde.

De film Interstellar, die deze winter draaide, geeft dat mooi weer.”

gen. Als onderzoeker moet je jezelf immers continu bewijzen, omdat je telkens tijdelijke posities hebt.

Als ik bij de ESA ga solliciteren, dan hoeft dat niet perse in Nederland te zijn. Dat zou helaas wel betekenen dat ik mijn vrienden en familie (maar hopelijk niet mijn vriendin Lisanne) in Nederland achter moet laten. Maar als

ik een kans bij de ESA krijg, en ik moet ervoor naar het buitenland, dan ga ik zeker. Ook tijdens mijn promotie wil ik eigenlijk nog een tijdje naar het buitenland. Liefst niet een westers land, want ik wil nieuwe culturen ontdekken. Andere mensen, met andere gewoonten en ook bijvoorbeeld andere architectuur.

Want ook hier op aarde valt genoeg te ontdekken.”

ZENIT APRIL 2015

33

RUIMTEONDERZOEK

Laniakea, onze ‘onmetelijke hemel’ De Melkweg bevindt zich in een uithoek van een 500 miljoen lichtjaar grote supercluster die naar schatting 100.000 sterrenstelsels telt. Amerikaanse en Franse astronomen kwamen Laniakea, zoals zij de supercluster doopten, vorig jaar op het spoor door de bewegingen van enkele duizenden sterrenstelsels nauwkeurig op te meten.

Martien Jacobs is natuurkundige en bestuurslid van de KNVWS

Superclusters

De grootste structuren in het heelal die we kennen zijn superclusters, ofwel clusters van clusters van sterrenstelsels.

Ze bevatten tienduizenden sterrenstelsels en ook tienduizenden maal meer massa dan onze Melkweg. Tot voor kort hadden we geen idee hoe groot die superclusters werkelijk zijn, omdat er geen bruikbaar criterium was om aan te geven waar de ene ophoudt en de andere begint. Onderzoek onder leiding van Brent Tully van de universiteit van Hawaii en Hélène Courtois van de Universiteit van Lyon heeft een manier opgeleverd om dit wel te doen. Hiervoor keken de onderzoekers naar de eigen-

beweging van sterrenstelsels. Dit is de beweging die sterrenstelsels ten opzich-

Figuur 1. Laniakea supercluster. De diameter van Laniakea is ca 160 Megaparsec (Mpc) ofwel 500 miljoen lichtjaar. De Locale Groep met daarin onze Melkweg bevindt zich op de plaats van de zwarte stip. Gele lijn: grens van Laniakea, witte lijnen: bewegingsrichting van de sterrenstelsels . Groen/geel/rood: hoge massadichtheid, blauw lage dichtheid.

34

ZENIT APRIL 2015

te van ons en van elkaar hebben na aftrek van de kosmische uitdijingsnelheid. Precies op het grensvlak tussen twee superclusters is deze eigenbeweging evenwijdig aan deze grens. Aan beide kanten van de grens wijkt de eigenbeweging naar binnen af. De onderzoekers vergelijken dit met een waterscheiding tussen de stroomgebieden van grote rivieren.

Onze Melkweg bevindt zich bij de rand van een supercluster met een diameter van ruim 500 miljoen lichtjaar en met een totale massa van honderduizendbiljoen (1017) zonsmassa’s. Het team van Tully en Courtois doopte deze supercluster Laniakea. De naam betekent in het Hawaïaans ’onmetelijke hemel’, een erg toepasselijke naam (figuur 1). Belangrijke massaconcentraties in Laniakea zijn de Centaurus-, Norma-, Pavo-Indus- en Virgocluster. De namen verwijzen naar de sterrenbeelden

Onze Melkweg bevindt zich bij de rand van een supercluster met een diameter van ruim 500 miljoen lichtjaar en met een totale massa van honderduizendbiljoen (1017) zonsmassa’s.

Figuur 2. Ruimtelijke weergave van de posities en radiële snelheden van ca 8000 sterrenstels. Het coördinatensysteem is het supergalactisch (SG) stelsel met de Melkweg in de oorsprong. Het horizonale X-Y vlak is het vlak bepaald door de ligging van de leden van de Locale Groep, waarvan onze Melkweg en M31 de belangrijkste leden zijn. De Z-as staat er loodrecht op. Vrijwel vertikaal is een band te zien waar weinig sterrelselsels lijken voor te komen. In dit gebied verhindert stof in de Melkweg het zicht op de verder weg staande sterrenstelsels.

In deze figuren zijn de eenheden langs de assen snelheden in km/s. Bij verwaarlozing van de eigensnelheid kan met de Hubble-constante de snelheid omgerekend worden in een afstand.

Een snelheid van 1000 km/s betekent gemiddeld een afstand van ruim 40 miljoen lichtjaar.

waarin we deze (super)clusters van sterrenstelsels zien. De Lokale Groep waar onze Melkweg en de Andromedanevel (M31) deel van uit maken, is een weinig opvallende massaconcentratie dicht bij de grens van Laniakea, in figuur 1 aangegeven met een stip. De meest nabije buur is de Pisces-Perseus supercluster; andere zijn de Coma en de Shapley superclusters.

Voor het bepalen van de afstanden van al deze sterrenstelsels worden verschillende methoden toegepast . Voor niet al te ver weg staande stelsels kan de afstand bepaald worden uit de waargenomen helderheid van Cepheïden, sterren waarvan de helderheid regelmatig varieert en de periode afhankelijk is van de absolute helderheid van de ster. Een andere methodiek maakt gebruik van de maximale helderheid van rode reuzensterren die je in een sterrenstelsel kunt zien. Bij enkele sterrenstelsels hadden de onderzoekers het geluk dat er een supernova van type Ia in gevonden werd. Van dit type supernovae wordt aangenomen dat ze allemaal een standaard maximale helderheid bereiken. Ook zijn deze supernovae vanwege hun zeer grote helderheid tot op enorme afstanden waarneembaar. Voor deze drie methoden geldt dat de afstand volgt uit de verhouding van de waargenomen schijnbare helderheid en de bekende of veronderstelde absolute helderheid.

Deze methoden zijn vrij nauwkeurig, maar zij konden op slechts weinig sterrenstelsels worden toegepast.

Afmetingen en massa

Centraal in het onderzoek dat geleid heeft tot de ontdekking van Laniakea staat het bepalen van de radiële eigenbeweging van een groot aantal sterrenstelsels. Van elk van deze stelsels was voorafgaande aan dit onderzoek de positie aan de hemel en hun roodverschuiving, en daarmee ook hun radiële snelheid, bekend (figuur 2). De radiële snelheid is de snelheid van ons af, en voor een klein aantal dichtbij staande sterrenstelsels zoals M31, naar ons toe. Voor het bepalen van de radiële eigensnelheid moet gecompenseerd worden voor de uitdijing van het heelal. Die expansie zorgt er immers voor dat alle verre sterrenstelsels van ons af bewegen met een snelheid die evenredig is met de afstand. Het moeilijke deel van het onderzoek was het bepalen van de afstand van de ruim 8000 sterrenstelsels die gebruikt zijn voor dit onderzoek. Als de afstand bekend is, kan de expansiesnelheid eenvoudig van de uit de roodverschuiving afgeleide waarde afgetrokken worden en blijft de eigenbeweging over. Daarvoor moet natuurlijk wel de waarde van de Hubble-constante (H0) bekend zijn, die het verband legt tussen de uitdijsnelheid van het heelal en de afstand waarop het sterrenstelsel staat. De onderzoeksgroep van Tully en Courtois gebruikten een waarde van ongeveer 75 km/sec per Megaparsec, afgeleid uit eigen metingen. Deze waarde lijkt aan de hoge kant. Het kosmologische

Figuur 3. Sterrenstelsels in het centrale deel van Laniakea. De kijkrichting is evenwijdig aan de Y-as, en vrijwel loodrecht op het vlak van de Melkweg. De Locale Groep met de Melkweg en het Andromedastelsel in het centrale deel bevinden zich bij SGX=0 en SGZ = 0. Dichtbij bevinden zich de Virgo- en Ursa Major-cluster, verder weg de Abell-, de Centaurus-, Antlia- en Hydracluster. Bij de Centauruscluster zien we ‘the Great Attractor, ofwel de ‘Grote Aantrekker’

ZENIT APRIL 2015

35

RUIMTEONDERZOEK

standaardmodel gaat uit van een waarde 72,8 km/s per Megaparsec en recente metingen van ESA’s Planck-satelliet komen op een duidelijk lagere waarde uit: 67,3 km/s per Megaparsec. Het laatste woord is hier nog niet gezegd. Rekenen met een andere waarde zal overigens het beeld van Laniakea niet wezenlijk veranderen. Gaan we uit van de Planck-waarde dan impliceert dit dat alle afstanden zo’n 10 procent kleiner zijn.

RUIMTEONDERZOEK

Het overgrote deel van metingen is gedaan met methoden die gebruik maken van relaties tussen de absolute helderheid van een sterrenstelsel en andere waarneembare eigenschappen, zoals de rotatiesnelheid. Voor elliptische sterrenstelsels is dit de ‘Fundamental Plane’-methode, voor spiraalstelsels de Tully/Fischer-relatie. Een overzicht van de verschillende toegepaste methoden voor afstandsbepaling staat in de tabel.

We concentreren ons nu op melkwegstelsels in het centrale deel van Laniakea, het gebied waar de metingen het meest nauwkeurig zijn omdat in dit gebied er per cluster meer gegevens van sterrenstelsels zijn. De afmetingen van het getoonde gebied (figuren 3, 4, 6 en 7) is ongeveer 350 bij 350 miljoen lichtjaar. Figuur 3 geeft de posities van een groot aantal sterrenstelsels, waarbij de rijke Virgocluster het meest opvalt. De Locale Groep met de Melkweg en het Andromedastelsel vinden we er schuin rechts onder. Figuur 4 geeft de afgeleide eigenbeweging in de gezichtslijn van een aantal sterrenstelsels aan. Voor ver weg staande stelsels betreft dit vaak het gemiddelde van een groter aantal stelsels omdat de snelheidsbepalingen voor een enkele sterrenstelsel op grote afstanden te onnauwkeurig is.

In tegenstelling tot de gemeten roodverschuiving die in bijna alle gevallen op een snelheid van ons af wijst, komen er na correctie voor de kosmische expansie ongeveer evenveel stelsels naar ons toe als er zich van ons verwijderen.

In tegenstelling tot de gemeten roodverschuiving die in de meeste gevallen op een snelheid van ons af wijst, komen er na

Figuur 4. Het zelfde gebied als in figuur 3 met de eigenbeweging van sterrenstelsels waarvan de afstand is bepaald. Rood is van ons af; blauw is naar ons toe. De gemiddelde snelheid is circa 1000 km/s, de maximale circa 5000 km/s.

In het linkerdeel zijn de meeste eigenbewegingen van de Melkweg af gericht, rechts er naar toe. De overheersende bewegingsrichting is naar de Centauruscluster 36

ZENIT APRIL 2015

Figuur 5. Grootschalige massaverdeling in het nabije heelal gecorrigeerd voor de afstandsvertekening. Het weergegeven gebied is 700 miljoen lichtjaar groot. Rood is veel massa, wit weinig massa.

De kijkrichting is in deze figuur ruwweg langs de Z-as. We zien de structuren als het ware van bovenaf

correctie voor de kosmische expansie ongeveer evenveel stelsels naar ons toe als er zich van ons verwijderen. Daarbij valt op dat dit geen willekeurig patroon is. In bepaalde richting verwijderen zich de meeste sterrenstelsels, vanuit andere richtingen bewegen ze naar ons toe. Deze bewegingen worden veroorzaakt door een ongelijke massaverdeling in het heelal op de schaal waar we hiernaar kijken. In gebieden met meer dan gemiddelde dichtheid trekt de zwaartekracht de sterrenstelsels aan, waardoor de dichtheid hier nog hoger wordt. Tegelijkertijd worden de relatief lege gebieden steeds leger. De verdeling van sterrenstelsels in figuur 3 geeft geen goed beeld van de massaverdeling op grote schaal. Er lijken heel veel stelsel dichtbij te staan en weinig veraf. Dit is echter een vertekend beeld. Dichtbij zien we alle stelsels, ook de kleinere, terwijl verder weg alleen de helderste stelsels zichtbaar zijn. Daarom lijkt het alsof de meeste massa in de Virgocluster zit. Om voor deze vertekening te corrigeren, pasten de onderzoekers een ‘top-van-de-ijsberg’-correctie toe. Daarbij nemen zij aan dat clusters er overal in het heelal gemiddeld hetzelfde uitzien, met een gelijke verhouding van heldere en zwakkere stelsels. Zo wordt de bijdrage van de niet geziene massa geschat. Natuurlijk levert dit niet de plaats van individuele stelsels op, maar het geeft wel een goede schatting van de grootschalige massaverdeling op het niveau van clusters.

Met wat moeite is in figuur 5 de Locale Groep te vinden en zelfs de veel grotere Virgocluster valt niet echt op. De meest opvallende massaconcentraties zijn nu: de ‘Grote Muur’ (Hercules- en Comacluster) en de ‘Zuidelijke Muur’ (Perseus-Pisces-cluster). Die maken echter geen deel uit van Laniakea, in tegenstelling tot de Virgo-, Centaurus-, Hydra-, en Pavo-Indus (super)clusters.

Met behulp van een statistische analyse leidden de onderzoekers uit de gemeten radiële snelheids- en massaverdeling (figuur 4 en 5) de ruimtelijke snelheid en de massadichtheid af (figuur 6 en 7). Opmerkelijk is dat deze analyse niet alleen informatie geeft over de radiële eigenbewegingen maar ook over de bewegingen in drie dimensies. Tevens is met een computersimulatie het verloop van de bewegingen in de tijd bepaald. Deze zogenaamde stromingslijnen geven weer hoe de beweging van de sterrenstelsels vanuit het verleden naar de huidige situatie is geweest en tevens hoe die in de toekomst zal verlopen.

RUIMTEONDERZOEK

Wetenschap is mensenwerk en dat is in dit geval natuurlijk ook zo. De belangrijkste personen zijn Brent Tully van de Universiteit van Hawaii en Hélène Courtois van de universiteit van Lyon en ook werkzaam op Hawaii. Tully onderzoekt al bijna 40 jaar de grote-schaalstructuur van het heelal waarvan 20 jaar de snelheidsverdeling van sterrenstelsels. Courtois is 20 jaar actief en houdt zich vanaf het begin met die grote-schaalstructuur en publiceert vooral over de afstanden van verre melkwegstelsels. Vanaf 2008 werken Tully en Courtois samen (en met anderen) en dit leidde in september 2014 tot een eerste publicatie over Laniakea. De informatie in dit artikel is ontleend aan deze publicatie en aan presentaties van de auteurs.

Zie voor informatie en links naar presentaties en films in de aanvullende informatie bij dit artikel op de Zenit site.

Het grote geheel

Uit gegevens van de COBE-satelliet, die rond 1990 de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling nauwkeurig in kaart bracht, bleek dat de temperatuur van deze straling vrijwel gelijk is in alle richtingen. Door in te zoomen op een gevoeliger bereik kwam echter een asymmetrie naar voren. In de richting van het sterrenbeeld Leeuw bleek de temperatuur van de achtergrondstraling iets hoger terwijl in de tegenovergestelde richting aan de hemel een iets lagere temperatuur werd gemeten. Hetzelfde resultaat leverden de latere missies WMAP van NASA en Planck van ESA op.

Sterrenkundigen interpreteren dit als de beweging van de zon ten opzichte van de kosmische achtergrondstraling met een snelheid van zo’n 370 km/sec. Als dan nog rekening gehouden wordt met de snelheid van de zon ten opzichte van het centrum van onze Melkweg dan blijkt dat onze Melkweg

Figuur 6. Eigenbeweging van sterrenstelsels van het centrale deel van Laniakea. Elk puntje is een sterrenstelsel. Het streepje geeft de richting en grootte van de eigenbeweging. In de omgeving van de Melkweg zien we een snelheid in de richting van de Virgocluster.

Het hele plaatje laat zien dat de beweging gaat in de richting van de Grote Aantrekker.

Figuur 7. Massaverdeling en stroming van sterrenstelsels in Laniakea. In kleur is de gemiddelde massadichtheid weergegeven.

Rood is hoge dichtheid, blauw lage dichtheid. Witte stippen zijn sterrenstelsels en lijnen met pijlen geven de richting waarin de sterrenstelsels zich bewegen: weg van de blauwe gebieden en in de richting van de rode massaconcentraties.

een snelheid van 630 km/sec heeft ten opzichte van de kosmische achtergrondstraling. De oorzaak van deze beweging zoeken zij in de ‘Grote Aantrekker’, een in 1986 ontdekte reusachtige massaconcentratie ongeveer in de richting van de Hydra-Centaurus supercluster. Ook rekening houdend met de nu bepaalde snelheden en massaconcentraties in Laniakea is onze snelheid ten opzichte van de kosmische achtergrondstraling nog niet helemaal verklaard. Binnen Laniakea blijkt een sterke beweging op te treden naar de Grote Aantrekker,

Figuur 8 De Laniakea en Perseus-Pisces superclusters. Van links naar rechts omvat het gebied ca 1 miljard lichtjaar. Met zwarte lijnen is de stroming van materie in Laniakea aangegen, met rood die in Perseus-Pisces. Op de grens tussen de twee superclusters is de beweging evenwijdig aan het grensvlak en vervolgens ervan af. De achtergrondkleuren geven aan waar de grootse massaconcentraties zijn. De positie van de Grote Aantrekker is net onder de Normacluster. De Melkweg (groene stip) bevindt zich dicht bij de grens tussen de Laniakea en Persus-Pisces superclusters.

Beide clusters zijn met een diameter van ca. 500 miljoen lichtjaar ongeveer even groot.

ZENIT APRIL 2015

37

RUIMTEONDERZOEK

die zich in het centrum van de supercluster bevindt. Op wat grotere schaal kunnen we Laniakea als geheel bekijken. Waarschijnlijk is de supercluster op haar beurt weer onderdeel van een nog grotere structuur. De grootste massaconcentratie in de omgeving van Laniakea is in de Shapley supercluster te vinden. Zowel de Laniakea als de Perseus-Pisces supercluster lijken naar dit zwaartekrachtscentrum in de Shapley supercluster bewegen.

Gezien het voortgaande onderzoek is te verwachten dat hierover snel meer duidelijkheid zal komen. Figuur 8 toont de stroomlijnen van Laniakea (zwart) en de Perseus-Pisces supercluster (rood).

De figuur toont de interne samenhang van beide clusters en hun begrenzingen. Figuur 8 geeft duidelijk aan dat Laniakea een samenhangend geheel is en duidelijk gescheiden van de meest nabije supercluster, de Perseus-Pisces supercluster. Er zijn dus goede redenen deze structuur een eigen naam, Laniakea, te geven.

al gepland, evenals versie 4 (miljoenen sterrenstelsels, vanaf 2020). Deze vervolgprojecten zullen de resultaten met name op grotere afstanden nauwkeuriger maken.

De Laniakea supercluster omvat naar schatting 100.000 sterrenstelsels en strekt zich uit over 500 miljoen lichtjaar. De afstand tot naburige superclusters is ongeveer net zo groot. Dit is gelijk aan de schaal van dichtheidsvariaties in de verdeling van de materie zoals voorspeld door de oerknaltheorie.

Deze in 2005 inderdaad aangetoonde variaties zijn nog eens bevestigd in een recent gepubliceerde studie, BAO in SDSS-III BOSS Galaxies. Half december 2014 werden de jongste resultaten van een vervolgonderzoek BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey ) gerapporteerd, die deze resultaten nog nauwkeuriger bevestigen.

Verder onderzoek zal wellicht aantonen dat het geen toeval is dat de afmetingen van Laniakea en Perseus-Pisces en de onderlinge afstanden van de naburige superclusters ongeveer 500 miljoen lichtjaar zijn.

De vondst van Laniakea is gebaseerd op metingen van de radiële snelheden van sterrenstelsels in het Cosmic Flows 2-project. De opvolger, Cosmic Flows3, met meer dan 100.000 sterrenstelsels, is

Twee benaderingen

Het vaststellen van de massaverdeling

in het heelal in clusters en superclusters is een typische bottom-up benadering. Vanuit onze positie in het heelal kijken we naar steeds grotere structuren en proberen daar ordening in te brengen. De superclusters zijn het resultaat van de zwaartekracht die enerzijds lege ruimte steeds leger maakt, maar anderzijds de concentratie van materie versterkt tegen de uitdijing van het heelal in. Daarnaast is ook een top-down benadering mogelijk, die naar het heelal als geheel kijkt en uiteindelijk ook bij superclusters uitkomt. Vanuit een vrijwel volledig homogene (donkere) materieverdeling, een paar honderdduizend jaar na de oerknal, ontstonden er enorme massaconcentraties in ‘filamenten’ en grote lege ruimten. Een mooie illustratie van het resultaat van zo’n top-down benadering is de zogenaamde Millenniumsimulatie, uitgevoerd op supercomputers van het Max Planck instituut voor astrofysica in Garching (Duitsland). Volker Springer en collega’s laten daarin de ontwikkeling van de (donkere) materieverdeling zien van kort na de oerknal tot nu. Het lijkt erop dat de beide beschrijvingswijzen nu goed vergelijkbare eindresultaten opleveren.

Aantal

Methode

430

Top van de Rode Reuzen tak

15

Cepheïden

20

60

Maximale afstand (Mpc)

382

Fluctuaties in de oppervlakte helderheid van een stelsel

5998

Tully/Fischer Relatie (spiraalstelsels)

1508

‘Fundamental Plane’ methode

306

Type Ia supernova

31

Overige

150 >200 300 >1000 -

8315

Totaal aantal afstandsbepalingen

Tot 400 Mpc

Tabel 1. Overzicht van toegepaste methoden om de afstand van sterrenstelsels te bepalen en tot welke afstand deze nog gebruikt kunnen worden. Met name de Tully/Fischer-relatie en ‘Fundamental Plane’ methode zijn te onnauwkeurig om de afstand tot een enkel sterrenstelsel voldoende nauwkeurig te bepalen. Zij zijn wel goed bruikbaar in een cluster van sterrenstelsels voor het bepalen van de gemiddelde afstand ervan. Meer gegevens over deze meetmethoden zijn te vinden in de aanvullende informatie op de site. 1 Mpc (Megaparsec) komt overeen met 3,26 miljoen lichtjaar

Meer lezen? Kijk op www.zenitonline.nl/laniakea 38

ZENIT APRIL 2015

De 18e eeuw bracht ons een aantal sublieme hoogstandjes op het gebied van sterrenatlassen: Flamsteed, Bode, Fortin en Goldbach. Atlassen die ten doel hadden een zo nauwkeurig mogelijke weergave van de sterrenhemel te geven. In dit geweld was er echter één atlas die de rest qua schoonheid en veelzijdigheid naar de kroon stak - Johann Gabriel Doppelmayer (1677-1750)’s Atlas Coelestis uit 1742. Ik zou deze atlas een compilatieatlas willen noemen, want het is niet alleen een bont allegaartje van astronomische kaarten, 30 in getal om precies te zijn, maar de atlas bevat kaarten die reeds eerder in andere uitgaves gepubliceerd waren. Stuk voor stuk uitgegeven door de uitgeverij van Johann Baptist Homann in Neurenberg.

Door Henk Bril

M

isschien dat je de Coelestis daardoor oneerbiedig een samengeraapt zootje zou kunnen noemen, maar daarmee doe je pracht en importantie van deze atlas ernstig tekort. Anno 2014 is de aanschaf van een complete Atlas Coelestis een bijzonder prijzige aangelegenheid: voor een totale atlas in goede staat moet vele tienduizenden euro’s worden betaald (en vind er maar eens eentje). De afzonderlijke kaarten kosten al vrij snel honderden euro’s, terwijl aan de kaarten met daarop de sterrenbeelden al snel prijskaartjes hangen van 1000 euro of meer, per stuk welteverstaan. Het absolute topstuk in de atlas is de maankaart, nummer 11 in de atlas. Daarop staat de maan conform Hevelius en Riccioli afgebeeld en dan moet je aan zo’n 1500 euro denken. Een veiling van een van deze kaarten bij Christie’s in New York in april 2014 leverde vergelijkbare resultaten op.

De Coelestis is een veelzijdige atlas met schetsen die ons wegwijs moeten maken in de hemelmechanica en de sterrenhemel.

Naast de formidabele maankaart zijn de kaarten 20 tot en met 25 juweeltjes, waarop de schijnbare baan aan de sterrenhemel

VERSCHENEN

Doppelmayrs compilatieatlas uit 1742 herboren

Atlas Coelestis, met de maankaart uit de Atlas Coelestis, plaat 11.

van kometen uit de periode 1577 tot 1707 zijn weergegeveninclusief Tycho’s Supernova uit 1572 - en een aantal inmiddels verdwenen sterrenbeelden. Of kaart nummer 13 met de baan van de zonsverduistering van 12 mei 1706 over Europa, waargenomen sterbedekkingen en zonnevlekken uit rond 1700.

Verder een wereldkaart van de Aarde, met Californië als een eiland, waarop posities van observatoria en waarnemers staan vermeld (plaat 15) - waar vind je dat nog? Kortom teveel om op te noemen.

Maar hoe kom je nu voor een redelijke prijs aan zo’n atlas, een atlas die je lekker op tafel kunt leggen en waarin je je probleemloos middagen kunt verliezen?

In Keulen zit een kleine uitgever, misschien wel de Homann van de 21e eeuw. Uitgever dr. Karl-Peter Julius en projectcoördinator Ralf Meyer hebben de moeite genomen een complete atlas uit elkaar te halen (!), elke kaart op te spannen en vervolgens met ouderdomsvlekken en al te fotograferen. Daarvoor gebruikten zij een digitale middenformaat Hasselblad-camera met een resolutie van 50Mb. ‘Scannen werkt niet’, zeggen ze, ‘dan krijg je bobbels.’ De uitgever heeft de atlas in oorspronkelijk formaat afgedrukt op dik, stevig papier en vervolgens ingenieus ingebonden in halfleder op een zodanige manier dat elke plaat volledig uitgevouwen kan worden. Met zorg en liefde hebben ze de Atlas Coelestis herboren laten worden, net zoals ze dat in 2013 met Goldbach’s Neuester Himmels-Atlas deden.

Is er dan helemaal niets op de Atlas aan te merken? Nou ja, hij is wel erg groot: 34 x 54 cm, net als de originele atlas. Een laatste minpuntje is de oplage: er zijn slechts 399 met de hand genummerde exemplaren. Wees er snel bij, want dit wordt een facsimile die binnen een paar jaar bijna net zo zeldzaam is als het origineel, met wellicht ook een astronomische waardevermeerdering tot gevolg.

Sterrenbeeld Cassiopiea met komeetbaan en Tycho’s supernova, detail kaart 20.

Johann Gabriel Doppelmayr, Atlas Coelestis 1742.

Albireo Verlag Köln, 2014. www.albireo-verlag.de € 198,-- + verzendkosten.

Nederlandse verzending via henkbril@gmail.com.

ZENIT APRIL 2015

39

RUIMTEONDERZOEK

Discovery Channel Telescope

In mei 2012 was het moment van first light voor de Discovery Channel Telescope first light met de waarneming van M51. De DCT is een Ritchey-Chrétien reflector met een 4,3 m hoofdspiegel die door 36 laterale steunpunten en 120 actuatoren onderin de hoofdspiegel op zijn plaats wordt gehouden. (Foto: DCT Lowell observatory)

De Amerikaanse zakenman Percival Lowell (1855-1916) was sinds zijn jeugd gefascineerd door de theorie over het ontstaan van het zonnestelsel uit een circumstellaire schijf, zoals voorgesteld door de Duitse filosoof Immanuel Kant (1724-1804). Na een lange diplomatieke loopbaan keerde Percival Lowell in 1893 terug naar de Verenigde Staten, waar hij al zijn tijd besteedde aan het oprichten van een sterrenwacht op het Colorado-plateau in het noorden van de staat Arizona. In maart 1894 kozen de astronomen William Pickering (1858-1938) en Andrew Douglass (1867-1962) in opdracht van Lowell, een geschikte locatie in de heuvels ten westen van Flagstaff.

Door Philip Corneille

L

owell’s team realiseerde een gebouw met koepel met daarin een 30 cm en een 45 cm refractor van Alvan Graham Clark (1832-1897) op een gezamenlijke mon-

40

ZENIT APRIL 2015

tering. Gefascineerd door de waarnemingsverslagen van de Italiaanse astronoom GIovanni Virginio Schiaparelli (1835-1910) waarin sprake was van ‘kanalen’ op de planeet Mars, was Lowell

vastbesloten om de waarneming van de rode planeet voort te zetten. In juli 1896 kreeg Lowell een 60 cm Clark-refractor, waarmee hij Mars vooral tijdens de tweejaarlijkse oppositie tot in de kleinste details observeerde. Hij vervaardigde enkele Marsglobes en bleef tot aan zijn dood geloven in het bestaan van kanalen op de rode planeet.

Na Lowell’s overlijden zette een sterk gemotiveerd team astronomen onder leiding van de broers Vesto Slipher (1875-1969) en Earl Slipher (1883-1964) het werk op het Lowell-observatorium, bijgenaamd ‘Mars Hill’, voort. Tijdens de jaren 1920 beschikte de Lowell-sterrenwacht, naast de 60 cm Clark-refractor, over een 1,0 m Newtonian reflector

top. In november 2005 werd de betonnen pier geplaatst, het steunpunt voor de 130 ton zware telescoop die los staat van het gehele gebouw om trillingen te voorkomen. In mei 2010 was het gehele gebouw gereed. Het compacte gebouw heeft vier verdiepingen, voorzien van werkplaatsen voor de astronomen en technici, en kan rukwinden tot 220 km/h weerstaan. In de zomer van 2010 volgde de installatie van de computergestuurde alt-azimutale montering, met een stalen voet op de betonnen fundering en geconstrueerd door General Dynamics.

In de tussentijd werd de 4,3 m hoofdspiegel afgewerkt en naar het observatorium overgebracht. In juli 2010 leverde DynaVac een vacuümklok die de spiegels kan voorzien van een nieuwe flinterdunne reflecterende aluminium coating. Tijdens de eerste testen van de hoofdspiegel in de spiegelcel bleek er een fout van 8 mm op te treden. De oplossing lag bij het verplaatsen van het actieve optieksysteem, dat door middel van 120 actuatoren vervormingen in de hoofdspiegel tegengaat. Deze 120 pneumatische ondersteuningspunten worden door een computer aangestuurd zodat de hoofdspiegel zijn vorm behoudt bij het kantelen van de telescoop en er geen afbeeldingsfouten optreden.

In januari 2011 kreeg de hoofdspiegel een 1 micron dunne reflecterende lag en werd het instrument in de montering geplaatst zodat het testen kon beginnen.

De 4,3 m DCT is een f/6,1 Ritchey-Chrétien reflector met een 1,36 m secundaire spiegel, vervaardigd uit kwartsglas met een lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Voorafgaand aan het polijsten zou de blanco glasplaat voor de secundaire spiegel een lichtgewicht honingraatstructuur moeten krijgen, maar bij het verwijderen van glas aan de achterzijde ontstond een breuk.

Hierdoor schafte het Lowell-team in september 2009 een nieuwe glasplaat aan bij Momentive Performance Materials, die door Optical Surface Technologies werd bewerkt tot een 230 kg lichtgewicht secundaire spiegel.

In februari 2012 werd de optiek van de DCT goedgekeurd en kreeg de telescoop een instrumentenplatform onderin bij het Cassegrain-focus. Dankzij dit platform, een draaibare kubus, kunnen astronomen gemakkelijk nieuwe instrumenten aan de telescoop koppelen tijdens hun nachtelijke waarnemingen. Naast dit ‘Zwitsers zakmes’ kan de DCT ook worden uitgerust met een

groothoek CCD-camera in het f/2,3 primaire brandpunt bovenaan de telescoop. In mei 2012 volgde first light voor de DCT met het waarnemen van het spiraalvormig sterrenstelsel Messier 51. Na het afsluiten van de testfase is met de DCT een breed scala aan sterrenkundig onderzoek mogelijk: van kometen tot stervorming in dwergsterrenstelsels.

Anno 2015 wordt de DCT uitgebaat door de Lowell-sterrenwacht in samenwerking met de universiteiten van Boston, Maryland, Toledo en Northern Arizona. Bovendien tracht men het grote publiek en de indiaanse bevolking in de regio van het wetenschappelijk werk bewust te maken. De Lowell-sterrenwacht is vanuit zijn oorsprong op Mars Hill uitgegroeid tot een vooruitstrevende wetenschappelijke instelling verspreid over drie locaties in Arizona. Met Discovery Channel heeft de sterrenwacht een belangrijke partner om op internationaal vlak aan wetenschapspopularisering te doen en tot de verbeelding te spreken van het grote publiek.

De DCT kan worden uitgerust met een groothoekcamera in het primaire brandpunt boven aan de telescoop of een reeks aan instrumenten onderin de Cassegrain-focus. Bovendien zijn links en rechts platformen voorzien aan beide Nasmyth-focussen. Met 4,3 m diameter hoofdspiegel is de DCT de vijfde grootste reflector in de continentale Verenigde Staten.

(Foto: DCT Lowell Observatory) ZENIT APRIL 2015

41

RUIMTEONDERZOEK

en een 33 cm triplet astrograaf refractor. Met deze laatste astrograaf, vernoemd naar Lawrence Abott Lowell, Lowell’s jongere broer, ontdekte Clyde Tombaugh (1906-1997) in maart 1930 de dwergplaneet Pluto.

Medio de jaren 1960 werd op Mars Hill het Planetary Research Center opgericht, waarbij de focus lag op het bestuderen van Mars en de buitenplaneten.

Vanaf 1965 beschikte het team over twee nieuwe telescopen: de 1,0 m f/16 Ritchey-Chrétien reflector ‘John Scoville Hall’ en de 1,8 m f/17,5 Cassegrain reflector ‘Hiram Mills Perkins’ op de Mesa Anderson-site 12 kilometer ten zuidwesten van Flagstaff. In 1977 werkte de groep mee aan de ontdekking van het ringenstelsel van de planeet Uranus en in 1986 bepaalde men er voor het eerst de rotatieperiode van de kern van de komeet van Halley. Aan het begin van het nieuwe millennium voldeden de oude telescopen niet langer om het Lowell-observatorium te laten meelopen in de voorhoede van het internationale sterrenkundig onderzoek.

In februari 2003 ging de sterrenwacht samenwerken met John Hendricks, oprichter van Discovery Communications (o.a. van de tv-zender Discovery Channel), om een telescoop met een spiegeldiameter van 4 meter te bouwen.

Kosten: 50 miljoen Euro. Deze reflector zou de vijfde grootste telescoop in de Verenigde Staten (buiten Hawaï) worden en kreeg de naam ‘Discovery Channel Telescope’ (DCT). In de zomer van 2003 bestelde het samenwerkingsverband een 4,3 m hoofdspiegel uit keramisch glas bij de Corning Glass works in Canton, New York. Daarvoor werden 7 hexagonale stukken titanium-silicaatglas in een draaiende oven samengevoegd tot één grote 10 cm dikke spiegel met een gewicht van 3000 kilogram. Na de afwerking in september 2005 moest het keramisch glas eerst drie maanden afkoelen alvorens de hoofdspiegel kon worden verscheept naar het optieklaboratorium van de Universiteit van Arizona - College of Optical Sciences. Daar werd de hoofdspiegel gedurende drie jaren zorgvuldig in de juiste vorm gepolijst.

In de lente van 2005 viel de keuze voor de locatie van de DCT op de 2360 m hoog gelegen Happy Jack Mountain in het Coconino-bosreservaat nabij Sedona, 55 kilometer ten zuidwesten van de Lowell-sterrenwacht. Op 12 juli 2005 was de officiële inhuldiging van de plek, waarna de aanleg begon van de nutsvoorzieningen naar de afgelegen berg-

D E S TA N D I N W E T E N S C H A P S L A N D

Is er leven na Hubble?

In deze rubriek schijnen astronomen Ignas Snellen (Universiteit Leiden) en Frank Verbunt (Radboud Universiteit Nijmegen) hun licht over actuele onderwerpen in de sterrenkunde en het ruimteonderzoek.

Het is deze maand precies 25 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop werd gelanceerd. Was hij zijn geld waard? Zullen zijn opvolger(s) net zulke grote sprongen vooruit kunnen maken als hun illustere voorganger? Of komt er met Hubble een einde aan een tijdperk?

Door Eddy Echternach

Ignas Snellen. Hoogleraar astronomie aan de Universiteit Leiden, gespecialiseerd in exoplaneten.

‘A

ls tiener was ik al vol verwachting over de Hubble-r u i mtetelescoop, waarmee voor het eerst haarscherpe foto’s konden worden gemaakt die niet werden vertroebeld door die vermaledijde seeing. Maar mijn geduld werd flink op de proef gesteld.

Eerst was er het vreselijke ongeluk met de spaceshuttle Challenger, waardoor de lancering jaren werd uitgesteld. En toen de ruimtetelescoop eindelijk rond de aarde draaide, bleek zijn hoofdspiegel niet de juiste vorm te hebben, waardoor de beelden nog steeds niet scherp waren. Gelukkig is het uiteindelijk allemaal goed gekomen, en is de Hubble-ruimtetelescoop van onschatbare waarde voor de sterrenkunde gebleken.’

‘De ruimtetelescoop was enorm belangrijk voor het exoplanetenonderzoek – en is dat nog steeds.’

42

ZENIT APRIL 2015

‘Rond de tijd dat Hubble werd gelanceerd, waren de eerste exoplaneten nog niet ontdekt. Het is door het meermaals upgraden van het instrumentarium, en door de vernuftigheid van waarnemers, dat de ruimtetelescoop een enorm belangrijke rol op het gebied van de exoplaneten heeft gespeeld. En nog steeds speelt trouwens.

Je zou misschien verwachten dat de ongeëvenaarde beeldscherpte van Hubble hierbij doorslaggevend was. Je hebt namelijk heel scherpe opnamen nodig om zwakke planeetjes vlak naast hun veel helderdere moedersterren te kunnen ontwaren. Maar dat is niet het geval. De Hubble-telescoop is op dat vlak namelijk aan alle kanten voorbijgestreefd door telescopen op aarde die gebruik maken van ingenieuze adaptieve optische systemen, die het vertroebelende effect van de aardatmosfeer voor een groot deel kunnen compenseren.’

‘Niet de beeldscherpte, maar de stabiliteit maakt het verschil.’

‘Het is vooral aan de stabiliteit van het waarnemen in de ruimte te danken dat Hubble een unieke rol speelt op het gebied van de exoplaneten. Daardoor kan de ruimtetelescoop helderheden meten met een nauwkeurig van beter dan 0,01 procent. Die eigenschap bleek doorslaggevend voor het doormeten van planeetatmosferen tijdens planeetovergangen.

Zo was het Hubble die voor het eerst een atmosfeer bij een exoplaneet ontdekte, en later de aanwezigheid van methaan en waterdamp in de dampkring van een exoplaneet aantoonde – het begin van een heel nieuw onderzoeksveld.

Nu wordt er druk gewerkt aan de James Webb Space Telescope, waarvan de lancering eind 2018 is voorzien. Ook bij deze grote broer van Hubble zal de winst niet zo zeer in de beeldscherpte gaan zitten, maar meer in de stabiliteit – de JWST zal geen rondjes om de aarde draaien, maar wordt naar het tweede Lagrange-punt (L2) gebracht. Een ander pluspunt is dat de James Webb-ruimtetelescoop, die infraroodwaarnemingen gaat doen, onder ‘diep-gekoelde’ omstandigheden gaat werken.

Door dat laatste zal de JWST veel minder last hebben van warmte-achtergrondstraling dan telescopen op aarde, en gemakkelijker koelere planeten kunnen detecteren. Dat brengt het eerste atmosfeeronderzoek van Neptunus-achtige of zelfs grote, rotsachtige planeten binnen handbereik. Hopelijk zullen we straks niet zo lang op de eerste resultaten hoeven te wachten als bij Hubble!’

Deze foto toont de Hubble-ruimtetelescoop in zijn hoge baan, 600 kilometer boven het aardoppervlak. (ESA)

‘I

n 1971 werd de eerste hemelkaart in röntgenlicht gemaakt.

Tot ieders grote verrassing werd daarbij een honderdtal heldere röntgenbronnen in onze Melkweg ontdekt. Al snel kwam men tot de conclusie dat dit voornamelijk neutronensterren zijn die materie ontvangen van een begeleidende ster.

Van de heldere röntgenbronnen bleek tien procent in bolvormige sterrenhopen te zitten, terwijl deze sterrenhopen minder dan 0,1 procent van de sterren in onze Melkweg huisvesten. Dit wijst erop dat er een vormingsmechanisme in het spel is dat kenmerkend is voor bolhopen: botsingen en bijna-botsingen tussen sterren! Na een bijna-botsing tussen een neutronenster en een andere ster, kunnen de twee een dubbelster vormen. Ook kan een neutronenster een van de sterren van een dubbelster wegslingeren en diens plaats in de dubbelster overnemen.’

meer röntgenstraling uit dan we van zo’n bron verwachten.’

‘Infrarood is wat mij betreft de saaiste van alle golflengten.’

‘Na de Hubble-ruimtetelescoop is het voorlopig gedaan met dit soort onderzoek. De JWST is ongeschikt, zowel vanwege de keuze voor het infrarood (wat mij betreft de saaiste van alle golflengten) als vanwege de sterk verminderde scherpte van de opnamen. Ook zal de geplande röntgensatelliet Athena minder scherpe opnamen maken dan Chandra. Gelukkig kunnen we nog een tijd vooruit met de gegevens die al met Chandra en Hubble zijn verkregen.’

D E S TA N D I N W E T E N S C H A P S L A N D

Frank Verbunt. Hoogleraar hoge-energie astrofysica aan de Radboud Universiteit Nijmegen

nieuwe camera werd geplaatst: de WFPC2. Eindelijk konden we de centrale delen van bolhopen in detail bekijken.

Intussen was gebleken dat bolvormige sterhopen behalve heldere ook een veel groter aantal zwakke röntgenbronnen van uiteenlopende aard bevatten. Om die nader te bestuderen, combineren we röntgenopnamen van de Chandra-satelliet met optische opnamen van Hubble. Chandra geeft ons de posities van de röntgenbronnen, Hubble laat zien of er op die posities bijzondere sterren te vinden zijn.

Inmiddels is met Hubble van ruim honderd röntgenbronnen in bolvormige sterhopen de optische tegenhanger gevonden. Uit de analyse van hun aantallen in verschillende bolhopen blijkt dat ook veel cataclysmische variabelen bij bijna-botsingen zijn gevormd – in dit geval tussen een witte dwerg en een (dubbel)ster. Er is ook nog een onopgeloste puzzel: sommige röntgenbronnen hebben de kleur van een magnetisch actieve dubbelster, maar zenden veel

Meer informatie over de stellaire bevolking van bolvormige sterrenhopen is te vinden in drie artikelen die Frank Verbunt in 2002 voor Zenit schreef. Scans van deze artikelen zijn te vinden op http://tinyurl.com/zenit2015-04.

‘Eindelijk konden we de centrale delen van bolhopen in detail bekijken.’’

‘Om meer over deze bronnen te weten te komen, zou je ze graag in zichtbaar licht willen bestuderen, maar de sterren in het centrum van een bolhoop staan te dicht op elkaar om afzonderlijk waarneembaar te zijn met telescopen op aarde. Voor verder onderzoek was het wachten op de Hubble-ruimtetelescoop. Of beter gezegd: op de eerste reparatiemissie, in 1994, waarbij een

Hubble-opname, gemaakt met de WFPC2-camera, van het centrale deel van de bolvormige sterrenhoop NGC 6752. De rode cirkels geven de posities aan van enkele met Chandra ontdekte röntgenbronnen. We zien dat er in sommige cirkels geen enkele ster te zien is, in andere juist meer dan één. Om te achterhalen welke sterren de tegenhangers van de röntgenbronnen zijn, kijken we naar hun kleur: tegenhangers van cataclysmische variabelen zijn blauwer dan gewone sterren bij dezelfde helderheid, die van magnetisch actieve dubbelsterren zijn roder.

ZENIT APRIL 2015

43

A M AT E U R S A C T I E F

Grote en kleine objecten in het zonnestelsel Afgelopen maanden konden waarnemers hun hart ophalen zijn van onderlinge bedekkingen van deze manen. Verder Astrofotograaf Richard Reuzenplaneet Bosman uit Enschede al vaker aan planeten en kometen.

Jupiter washeeft op 6 de fe- Zenitlezer was komeet Lovejoy gedurende eind vorig jaar en de eerste getrakteerd op mooie plaatjes uit de kosmos.

Hieronder zijn jongste bruari in oppositie, wat altijd een uitgelezen kans biedt om de maanden oogst. van 2015 een fraaie verschijning aan de hemel. In wolkenbanden van de planeet en de dans van de vier grote februari zorgde de samenstand van Venus, Mars en de maan Jupitermanen vast te leggen. Omdat de aarde dit jaar door het voor fotogenieke taferelen. baanvlak van de Jupitermanen ging, konden we zelfs getuige

Io, Ganymedes en Jupiter (van links naar rechts), op 12 februari 2015 ca. 22.34 uur gefotografeerd door Leo Aerts. Gegevens: Celestron 14˝ met 2,5 × powermate, dispersiecorrector, RGB Baaderfilters en Webcam DMK 21AU618. Beeldbewerking met Autostacker2 en Photo Shop.

Ook een bijzondere waarneming delen?

Stuur uw opname en toelichting naar:

amateursactief@zenitonline.nl.

Bedekking van Io door Ganymedes op 12 februari 2015. Opnamereekst tussen 22.03 en 22.39 uur van Leo Aerts. De schijnbare diameters van de Jupitermaantjes bedragen 1˝15 (Io) en 1˝66 (Ganymedes). Er zijn zelfs vage albedoformaties op de maantjes te zien. Gegevens: Celestron 14˝ met 2,5 × Barlow, dispersiecorrector en Webcam DMK 21AU618. Beeldbewerking met Autostacker2 en Photo Shop.

44

ZENIT APRIL 2015

Op 20 februari om 19.34 uur, tijdens zijn wintersportvakantie in Zuid-Duitsland, maakte Huub Willems deze opname van de samenstand tussen (van boven naar beneden) Mars, Venus en de maan (met het asgrauwe schijnsel). Gegevens: Canon EOS 40Da met 17-85 mm zoomlens op 85 mm, f/11, ISO 400 en 4 sec.

Komeet C/2014 Q2 (Lovejoy), op 6 februari 2015 gefotografeerd door Hans Goertz. Gegevens: 25 cm f/5 Dobson-telescoop, EOS 50D-camera in het primaire brandpunt, ISO 3200 en 15 sec.

ZENIT APRIL 2015

45

A M AT E U R S A C T I E F

Een ‘vroege’ opname van komeet C/2014 Q2 (Lovejoy), gemaakt op 28 december 2014 om 0.55 uur door F. Nauta. De komeet, zichtbaar tussen wolkenflarden, staat slechts 10 graden boven de horizon.. Gegevens: Celestron 8˝ met Canon 600D, ISO 1600 en 20 sec.

TELESCOOP IN BEELD

Afbeeldingsfouten in telescopen In een van de vorige afleveringen hebben we kennis gemaakt met de lenzentelescoop en zijn chromatische of kleureigenschappen. Deze eigenschappen ontstaan doordat het optisch systeem uit brekende elementen bestaat. In die aflevering bleek dat de beeldonscherpte het gevolg is van de breking van het licht in de lenzen, waardoor de brandpunten van de verschillende kleuren een verschillende ligging hebben.

Harrie Rutten is opticus en auteur van onder meer het standaardwerk Telescope Optics, waar wereldwijd meer dan 55.000 exemplaren van verkocht werden.

een manier om met behulp van eenvoudige berekeningen een kwantitatieve indruk te krijgen van de afzonderlijke onscherptes, of afbeeldingsfouten, van het optische systeem. Het ging daarbij om de sferische aberratie, coma, astigmatisme, beeldveldkromming en vertekening. Dit betekende een grote stap voorwaarts en de naar hem vernoemde theoretische methode werd tot ver in de twintigste eeuw toegepast bij het doorrekenen – en optimaliseren – van optische systemen. Met de komst van snelle computers deden nieuwe ontwerptechnieken hun intrede.

Sferische aberratie wordt in deze aflevering besproken, de andere afbeeldingsfouten volgen in de komende afleveringen.

N

u zou je denken dat een telescoop zonder lenzen, een spiegeltelescoop, geen scherptefouten kent. Helaas is dat niet zo. Elk optisch systeem, met of zonder lenzen heeft ook monochromatische afbeeldingsfouten. In dit geval wil ‘monochromatisch’ niet zeggen dat ze slechts bij één golflengte voorkomen, maar dat ze zich bij elke golflengte manifesteren. Als een optisch systeem brekende elementen bezit, bijvoorbeeld in het geval van een Schmidt-Cassegrain telescoop, dan zullen deze monochromatische afbeeldingsfouten van elkaar verschillen en de mate waarin ze dat doen is afhankelijk van de golflengte.

Zonder rekenwerk kun je de fouten van een optisch systeem vooraf nagenoeg niet voorspellen. De krommingen van de (lens)vlakken, de diktes van de brekende elementen, de onderlinge afstanden, welke glassoorten en welke beeldhoeken: al deze factoren zijn van invloed op het eindresultaat. Zelfs de ligging van een diafragma speelt een rol van betekenis. Toekomstige artikelen gaan over de telescoopsystemen die door amateurs gebruikt worden. Om te begrijpen hoe deze systemen presteren, maken we eerst kennis met enkele afbeeldingsfouten in optische systemen.

Tot in het midden van de 19e eeuw was het ontwerpen van optische systemen een zeer moeizame bezigheid, en dat is het eigenlijk nog steeds.

Rond 1855 bedacht de Duitse astronoom en wiskundige Ludwig von Siebel

46

ZENIT APRIL 2015

Fig. 1. Ontstaan spotdiagram.

Presentatie

Voordat we ingaan op de sferische aberratie kijken we eerst naar de manier waarop het resultaat van de doorrekening van een optisch systeem op afbeeldingsfouten wordt gepresenteerd. Het is belangrijk om te weten dat ‘in het echt’ een optisch systeem altijd een combinatie van alle bekende afbeeldingsfouten vertoont. De kern van de presentatie is het zogeheten spotdiagram. Om zo’n diagram te maken berekenen we de exacte stralengang van elke straal in een bundel van minimaal 100 stralen per beeldhoek. De beeldhoeken liggen tussen de optische as (het centrum) en de rand van het gezichtsveld. Bij elke straal berekenen we precies wat er gebeurt als de straal door een lensoppervlak wordt gebroken of tegen een spiegel weerkaatst. Het zijn ingewikkelde

berekeningen als je bedenkt dat een optisch systeem soms tientallen lensvlakken en spiegelvlakken kan omvatten. Uiteindelijk bereikt elke doorgerekende straal het beeldvlak. De doorsnijding van elke straal met dit beeldvlak levert een puntje op en de puntjes samen vormen een verstrooiingspatroon (het spotdiagram). Overigens wordt het beeldvlak zo gekozen dat het verstrooiingspatroon zo klein mogelijk is; de afbeedling is dan ‘zo scherp mogelijk’. Het beeldvlak moet plat zijn bij een voor fotografie geoptimaliseerd systeem. Voor visuele systemen hoeft dat niet persé. In figuur 1 zien we een voorbeeld van een bundel van 100 stralen waarvan de doorgang door een enkelvoudige lens is berekend.

Rechtsonder staat het spotdiagram waarin we zien hoe de afzonderlijke stralen in deze berekening door het brandvlak gaan, daar waar het spotdiagram zo klein mogelijk is. Duidelijk is te zien dat het beeld niet bestaat uit een enkel punt, maar uit een merkwaardige verstrooiingsfiguur: het gezamenlijk resultaat van alle afbeeldingsfouten. De kunst van het ontwerpen is nu om de verstrooiingsfiguur binnen de vooraf bepaalde specificaties te krijgen. Dat kan door het optische systeem wat aan te passen en daarna weer het geheel door te rekenen. In de ontwerppraktijk komt het voor dat soms duizenden stralen moeten worden doorgerekend, waaraan verschillende golflengten worden toegekend.

Afbeeldingsfouten in telescopen

Een telescoop moet vooral buigingsbegrensd zijn om een mooie, scherpe afbeelding van een ster te produceren. Dit geldt voor de optische as, bij een goed gecentreerde telescoop het midden van het beeldveld. Daarbuiten kunnen, afhankelijk van het type telescoop, al snel onscherptes ontstaan. Beeldfouten op de optische as worden ‘on-axis aberraties’ genoemd, de andere ‘off-axis aberraties.’

Afbeeldingsfouten ontstaan ook als de telescoop precies volgens specificaties is gebouwd. In dat geval hebben de optische componenten hun theoretisch kromtestralen, de juiste dikte, staan ze op de juist plaats, hebben de juiste vorm en zijn van het juiste materiaal. Dan nog ontstaan, hoe klein ook, afbeeldingsfouten die kenmerkend zijn voor dat betreffende optische systeem. Afwijkingen

TELESCOOP IN BEELD

van nomale waarden door toedoen van fabricagefouten, uitlijningsfouten, vervorming van de buis, doorbuiging van de elementen, verkeerde ondersteuning, klem zitten, temperatuureffecten etc. verergeren de situatie alleen maar.

Fig. 4. Sferische aberratie.

Fig. 2. Sferische aberratie.

Fig. 3. Spotdiagrams ferische aberratie.

Sferische aberratie

De belangrijkste afbeeldingsfout die in een telescoop zeker goed moet worden gecorrigeerd, is de zogeheten sferische aberratie. Goed gecorrigeerd wil zeggen: het verstrooiingspatroon valt binnen het buigingsschijfje. Als dat niet zo is, kun je de telescoop nooit goed scherp krijgen.

Het scherp afbeelden van slechts één sterretje is dan onmogelijk. Uitgaande van een gecentreerd optisch systeem, waarbij de optische assen van alle elementen samen vallen (dus geen Kuttertelescoop-achtig systeem want dat is een verhaal apart) treedt deze fout al op bij evenwijdig aan de optische as invallend licht. Als een systeem vrij is van

sferische aberratie ligt voor elke zone (de afstand vanaf de optische as naar de rand van de optiek toe) het brandpunt op dezelfde plek. Dat is dan ook het brandpunt van het optische systeem.

Treedt er sferische aberratie op, dan heeft elke zone zijn eigen ligging van dat ‘brandpunt.’

Sferische aberratie kunnen we ook presenteren in een lijngrafiek. Daarin staat vertikaal de zone en horizontaal de ligging van het brandpunt van die zone ten opzichte van een referentie. Zo’n grafiek is wat lastiger te interpreteren, maar laat duidelijker zien wat het verschil in correctiegraad is voor verschillende golflengtes. Ook de onderlinge ligging van de brandpunten voor de verschillende golflengten is direct zichtbaar, en daarmee de lengte van het secundaire spectrum (zie de afleveringen over de refractor) Als de sferische aberratie beeldonscherpte naar één kant toe oplevert dit heet ook wel de principiële vorm van de sferische aberratie - kunnen we met focusseren de onscherpte wat kleiner maken. Vaak zijn systemen beter gecorrigeerd en baat het focusseren veelal niet of niet veel. De curve in de lijngrafiek vertoont dan een buigpunt op de overgang van de holle en bolle kromming van de lijn. In figuur 4 is links de principiële vorm van de sferische aberratie weergegeven. Verticaal staat de maat voor de zone (afstand tot de optische as), horizontaal de ligging van het brandpunt voor elke zone.

Rechts in figuur 4 is het verloop voor een hoog gecorrigeerd objectief weergegeven. Verder is bij lenzensystemen de brekende werking zo groot dat veelal de rode kant van het spectrum ondergecorrigeerd is en de blauwe overgecorrigeerd. Daarom moet je bij het gebruik

van smalbandige kleurfilters op een andere plaats scherpstellen voor het beste resultaat. De figuren 5 en 6 laten het verschil zien tussen een gewone achromaat en zeer goed gecorrigeerde apochromaat (met zeer dure glassoorten) met D=200 mm en F=1500 mm, zoals die in een van de vorige afleveringen al werden besproken.

Fig. 5. Sferische aberratie en kleur correctie bij achromaat.

Fig. 6. Sferische aberratie en kleur correctie bij apochromaat.

De auteur stelt het erg op prijs als verzoeken naar specifieke uitleg ingezonden worden. Stuur een mail aan info@zenitonline.nl

ZENIT APRIL 2015

47

AGENDA

Koninklijke Ned. Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde Alkmaar, AWSV Metius 24 april, G. de Bruijn: Radioastronomie.

Wijkcentrum ‘De Oever’, Amstelstraat 1, Alkmaar/Oudorp, 20.00 uur.

Niet-leden e 5,-.

Delft 21 april, prof. dr. Jo van den Brand: Kosmologie.

Wijkgebouw De Vleugel, Aart van de Leeuwlaan 4, Delft, 19.30 uur.

Amersfoort, Sterrenwacht Midden Nederland Basiscursus sterrenkunde. Zes avonden over de onderwerpen Geschiedenis, Sterrenhemel, Aarde Maan en Zon, Zonnestelsel, Melkwegstelsel en Heelal.

Voor meer informatie zie www.sterrenwacht-mn.nl Data 11, 18 en 25 maart, 1, 8 en 15 april 2015 van 20:00 tot 22:00 uur. Contactpersoon: Arjan de Boer, arjan.de.boer@ publiekssterrenwacht-mn.nl

Amsterdam 21 april, drs. Tomas Stolker: Exoplaneten.

Wethouder Verheij Sporthal, Polderweg 300, Amsterdam, 20.00 uur.

Leiden 21 april, Ad Stoffelen: Hoe verbeter je een weersverwachting en wat heeft een vlucht door een orkaan daarmee te maken?

De Oude Sterrewacht, Sterrenwachtlaan 11, Leiden, 20.00 uur.

Noord-Drenthe 3 april, Hans van der Meer: De Zonsverduistering van 2015.

De Kroezehof, Weth. Bergerweg 26, Assen, 20.00 uur.

Niet-leden zijn welkom bij de lezingen, toegang is gratis.

Den Haag 24 april, dr. H.A.R. de Bruin: De atmosferische grenslaag.

Het Kalhuis, Badhuisstraat 177, Scheveningen: 20.00 uur.

Eemsmond 1 april, dr. H. (Henk) Olthof: Komeetonderzoek van Giotto tot Rosetta.

Restaurant ‘Nefertari’, Wijkstraat 68, Appingedam, 19.30 uur.

Friesland, Gemma Frisius 25 april, afdelingsbijeenkomst.

Voorprogramma, Jurjen Boersma: Zonsverduistering 2015.

Hoofdlezing, Roy Keeris: Het Noorderlicht.

Eden Oranje Hotel, Stationsweg 4, Leeuwarden, 14.00 uur.

Arnhem 15 april, prof. dr. J.F.J. van den Brand: Gravitatiegolven, experimenten en detectie.

Parkstaete Zalencentrum, Parkstraat 3-B, Velp, 20.00 uur.

De entree bedraagt 3,- voor niet-leden.

Breda Lezing 1 april, Carel Stapel: Kometen.

Milieu Educatief Centrum (MEC), Wolfslaardreef 95, Breda, 20.00 uur.

Kijkavonden op vrijdag vanaf 19.30 uur, deze maand: 10, 17 en 24 april.

Groningen 17 april, Rien van de Weygaert: Donkere materie.

Het Vinkhuys, Diamantlaan 94, Groningen, 19.45 uur.

Gooi 9 april, Inga Kamp: Ontstaan van het zonnestelsel.

Bezoekerscentrum van Natuurmonumenten, Noordereinde 54E, ’s-Graveland, 20.00 uur. Niet-leden e 3,-.

Tilburg, Wega 7 april, Guus van den Bogaard: Drie smaken zout.

Natuurmuseum Brabant, Spoorlaan 434, Tilburg, 20.00 uur. Niet-leden zijn welkom bij de lezing.

17 april, Bijeenkomst Jongerenwerkgroep.

Sterrenwacht de Tiendesprong, Gen. de Wetstraat 31, Tilburg, 19.30 uur.

Triangulum 09 april, Prof. dr. J. Kaastra: 15 jaar Chandra en XMM-Newton.

Aula Het Kristal, Distelvlinderlaan 200, Apeldoorn, 19.30 uur.

De Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde(KNVWS) is opgericht in 1901. Zij ondersteuntde activiteiten van de aangesloten verenigingen en stichtingen en organiseert landelijke bijeenkomsten en symposia voor haar leden.

Zie ook: www.sterrenkunde.nl/knvws Secretariaat: drs. J.A. de Boer, Pr. Irenelaan 1, 9765 AL Paterswolde, j.a.de.boer@rug.nl 48

ZENIT APRIL 2015

Venlo, Weer- en Sterrenkundige Vereniging ‘Jean Delsing’ 24 april, Prof. Dr. Wim van Westrenen: Het onstaan van de maan.

‘Het Nieuwe Baken’, Grote Kerkstraat 17, Venlo, 19.30 uur.

Zuid-Drenthe 10 april, dhr. Houtgast: Tsunamies.

De Weideblik, de Ploeger 10, Hoogeveen, 19.45 uur.

Zaanstreek 26 maart, Alex Scholten: De Rosetta-missie.

Publiekssterrenwacht Vesta, Zuideinde 195, Oostzaan, 19.45 uur.

Zuid-Holland-Zuid, Christiaan Huygens 24 april, Herma Cuppen: Water in de kosmos.

Streeknatuurcentrum Alblasserwaard, Matenaweg 1, Papendrecht, 20.30 uur.

Zwolle, Thales 16 april, Wilfred Frieswijk: Interstellaire materie en stervorming.

Doepark Nooterhof, Goertjesweg 5, Zwolle, 19.30 uur.

Planetaria, publiekssterrenwachten en musea Volkssterrenwacht Bussloo Bussloselaan 4, Bussloo. Wekelijks lezingen om 20.00 uur: 3 april, Alex Scholten: 25 jaar Hubbletelescoop.

10 april, Frank Vermeulen: Big Bang voor beginners.

17 april, Christiaan Schriks: Zooniverse.

24 april, Jaap van ’t Leven: De Voorjaarshemel.

Volkssterrenwacht Copernicus Bezoekerscentrum de Kennemerduinen, Zeeweg 12, Overveen. Aanvang lezing 20.00 uur. Toegang is gratis.

16 april, dr. Paul Wesselius: De Kuipergordel.

Publiekssterrenwacht Corona Borealis, Zevenaar Breulylaan 3, Zevenaar. Op de vrijdagavonden presentaties met aansluitend de mogelijkheid om zelf waarnemingen te doen met telescopen. Open vanaf 20.00 uur. Meer informatie: www.coronaborealis.nl.

Presentatie op 10 april, Willem Bekkers: Vulkanen.

Oostzaan, Stichting Vesta Publiekssterrenwacht Vesta, Zuideinde 195, Oostzaan, 19.45 uur.

3 april, Nog steeds nieuwsgierig.

10 april, Inleiding tot een overzicht. 17 april, De Oerknal.

24 april, De diepte in, brengt geschiedenis I. Sonnenborgh in Utrecht: nieuwe cursussen en tentoonstellingen Sonnenborgh - museum & sterrenwacht is open zonder afspraak van di t/m vr 11-17 uur, zo 13-17 uur. Voor meer informatie: 030-8201420 (di t/m vrij, 1317 uur). Groepen op afspraak. Meer informatie: www.sonnenborgh.nl.

Elke zondagmiddag is er een lezing over de zon om 14 en 15.30 uur. Bij helder weer wordt er naar de zon gekeken in wit licht en H-alfa.

Kijkavonden: Iedere vrijdagavond vanaf 20.00 tot 21.30 uur kan er naar de sterren worden gekeken. Bezoekers krijgen een korte lezing en een rondleiding door de tentoonstellingen en langs de kijkers. Iedere zaterdagavond Sterrenkijken voor kids, van 19.30 tot ongeveer tot 21.00 uur. Een leuk programma met proefjes en sterrenkijken voor kinderen van 6-12 jaar. Kaartverkoop alleen via de website: www.sonnenborgh.nl.

Tentoonstelling Spoorzoeken op Mars: Een interactieve tentoonstelling over de speurtocht naar leven op Mars. Ontdek zelf of Mars levensvatbaar is door het weer van de rode planeet te bestuderen.

Vergelijk de prachtige foto’s van de planeet met onze eigen aarde en misschien zie je wel waar ooit water heeft gestroomd. De tentoonstelling is tot stand gekomen in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit Utrecht.

Turen naar de sterren: nu nog leuker! Nu kijk je nog beter door de kijkers van Sonnenborgh. De koepels met de Merztelescoop en de Lunttelescoop zijn onlangs verrijkt met tentoonstellingsteksten en prachtige beelden uit het heelal.

Lees alles over de historie van de telescopen van Sonnenborgh, eentje al meer dan 150 jaar oud. Ontdek welk bijzonder onderzoek er vanuit Sonnenborgh met de-ze telescopen is verricht en welke prachtige hemellichamen en verschijnselen je met de kijkers kunt waarnemen. Zo wordt turen naar de sterren nog leuker!

Weer- en sterrekundige verenigingen, volkssterrenwachten en andere instellingen kunnen op deze pagina’s activiteiten aankondigen. Houd er rekening mee dat mededelingen ruim een maand voor publicatie moeten worden ingezonden! De redactie stelt bondigheid zeer op prijs.

Stuur uw mededeling naar: info@stipmedia.nl Voor vragen over activiteiten van een of meer sterrenwachten kunt u zich wenden tot de betreffende sterrenwacht(en) of tot deVereniging van Landelijk Samenwerkende Publiekssterrenwachten (LSPS). Info:Vereniging LSPS@xs4all.nl, www.lsps.nl.

ZENIT APRIL 2015

49

AGENDA

Koninklijke Ned. Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde

E R R AT U M

In het afgelopen maartnummer zijn op pagina 13 helaas verkeerde bijschriften bij de daar geplaatste afbeeldingen gekomen. De volgende bijschriften hadden geplaatst moeten worden:

Niet minder dan zeven pagina’s van de Codex Dresdensis, het beroemde Maya-boek uit de 11de -12de eeuw n.Chr., handelt over eclipsen. Naast de vermelding van de lunaties en het eclipsjaar worden twee zonsverduisteringen figuurlijk voorgesteld. (Bron: Sächsische Landesbibliothek – Staats- und Universitätsbibliothek Dresden)

Op pagina 234 van het handschrift Liber Floridus – een Vlaams middeleeuwse encyclopedie uit eind 11de, begin 12de eeuw - wordt op een aanschouwelijke manier de theorie van een zoneclips (links) en een maansverduistering (rechts) afgebeeld. (Bron: Universiteitsbibliotheek Gent)

Tenslotte laten we u voor de volledigheid de afbeeldingen zien, die bij de in het maartnummer geplaatste bijschriften horen:

IN HET VOLGENDE NUMMER

In 1473 verscheen in Neurenberg het Calendarium van de belangrijkste astronoom uit de 15e eeuw, Regiomontanus. In deze hemelkalender werden voor de jaren 1483 tot 1530 alle maans- en zonsverduisteringen weergegeven. (Bron: Bibliothèque Sainte-Geneviève Parijs)

Het meinummer van Zenit heeft als thema amateurs in de sterrenkunde. De rol van amateurs en publiekssterrenwachten in publieksvoorlichting en bij diverse ontdekkingen, de spectaculaire ontwikkeling van de amateurastrofotografie en verschillende andere aspecten van de amateurastronomie komen aan bod. Daarmee wordt nog maar eens duidelijk hoe belangrijk het werk van amateurs voor deze wetenschap is.

50

ZENIT APRIL 2015

Pas in het werk De Radio Astronomica et Geometrica van Gemma Frisius uit 1545 verscheen voor het eerst een waarheidsgetrouwe afbeelding van een zonsverduistering, waargenomen via de techniek van een camera obscura. (Bron: Universiteitsbibliotheek Gent)

A M AT E U R S A C T I E F

Zenit is is al al veertig veertig jaar jaar hét hét blad blad over over sterrenkunde, sterrenkunde, Zenit ruimteonderzoek en en weerkunde. weerkunde. ruimteonderzoek Het verschijnt verschijnt 11x 11x per per jaar jaar en en telt telt maar maar liefst liefst Het 52 pagina’s. pagina’s. De De zomereditie zomereditie (juli-augustus) (juli-augustus) 52 heeft zelfs zelfs 68 68 pagina’s! pagina’s! heeft

Zenit is helemaal vernieuwd en biedt u het laatste nieuws, ontwikkelingen in de wetenschap beschreven door bekende onderzoekers, actuele sterrenhemelinformatie en boeiende thema-artikelen.

Ook voor de actieve amateurs is er veel te lezen.

Word nu abonnee voor € 59,50 en lees Zenit een jaar lang.

Nieuwe abonnees ontvangen bovendien het prachtige boek Evolutie in weeren sterrenkunde. 100 jaar Nederlands onderzoek en één extra Zenit.

Aanmelden kan via www.zenitonline.nl of door een mail te sturen aan info@stipmedia.nl met uw gegevens en onder vermelding van “abonnement Zenit”.

ZENIT APRIL 2015

51

Bestel nu de nieuwe Sterrengids!

Formaat A4 176 pagina’s rijk geïllustreerd geheel in kleur

De Sterrengids is het officiële jaarboek van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde (KNVWS). De gids verschijnt sinds 1938.

Prijs € 24,95 exclusief verzendkosten

• een overzicht van dag tot dag van alle voorspelbare hemelverschijnselen van 2015 die waarneem-

Abonnees op Zenit krijgen 2 euro korting op de Sterrengids

• afzonderlijke hoofdstukken over de planeten, zon en maan, planetoïden, meteoren, veranderlijke

ISBN 978-94-92114-00-6 De Sterrengids is een uitgave van Stip Media te Alkmaar.

52

ZENIT APRIL 2015

De Sterrengids 2015 biedt onder meer: baar zijn met het blote oog, een verrekijker of een telescoop; sterren en sterbedekkingen;

• tips voor astrofotografie en het waarnemen van deepsky-objecten.

De Sterrengids 2015 is jaarboek en naslagwerk in één. Het boek is geschikt voor beginners en gevorderden. De gids is geïllustreerd met vele sterrenkaarten, foto’s en tekeningen.