Programma 400 jaar telescopie, de huizen van Jansen en Lipperhey, het zichtbare heelal, astrofotografie met een webcam, infraroodstraling.

Transcriptie

1 Programma 400 jaar telescopie, de huizen van Jansen en Lipperhey, het zichtbare heelal, astrofotografie met een webcam, infraroodstraling No:

2 (advertenties) 2

3 Observator Jaargang: 27 Nummer: 1 Oplage: 800 Maart 2008 Lay-out en eindredactie: Rijk-Jan Koppejan. Correctie: Han Beekman De OBSERVATOR is een uitgave van Stichting Volkssterrenwacht Philippus Lansbergen. Mocht u zich willen abonneren op dit blad, dan kan dit door donateur te worden van de volkssterrenwacht. De minimale donatie bedraagt 15,00 euro per jaar. U steunt dan meteen de sterrenwacht. Bij voorbaat hartelijk dank! Colofon: Volkssterrenwacht Philippus Lansbergen, Herengracht 52, 4331 PX Middelburg. Telefoon: Rabobank nr t.n.v. S.V.P.L., Middelburg Geopend voor bezoekers: Iedere vrijdagavond vanaf circa 19:30 uur. Dit jaar staat in het teken van de uitvinding van de telescoop, nu 400 jaar geleden. Internet: Homepage: en philippus@lansbergen.net Redactie Observator: redactie@mail.lansbergen.net Forum: (voor vragen, antwoorden en discussies) Bij de voorplaat: Schitterende opname van de Rosetnevel, gemaakt door Piet Neels. Piet laat hier zien wat de moderne astrofotograaf tegenwoordig kan bereiken. De ontwikkeling van de telescoop heeft niet stil gestaan. Inhoud: Adressen 3 Van de voorzitter 4 Programma 400 jaar telescopie, Middelburg 7 De huizen van Jansen en Lipperhey 8 Ons zichtbare heelal ( hoe verder men keek, hoe groter het leek, J. Deelder) 11 Astrofotografie met een webcam 19 Infraroodstraling 23 Waarnemingen van onze medewerkers 28 3

4 Van de voorzitter Door Rijk-Jan Koppejan Het jaar van de telescoop is aangebroken. Al enkele jaren zijn we bezig met tal van voorbereidingen om het herdenkingsjaar van de uitvinding van de telescoop tot een succes te maken. Het is dan ook verheugend dat zowel de gemeente Middelburg als de provincie Zeeland het financieel mogelijk maken om een goed programma samen te stellen. Dit jaar staan alle sterrenkundige ogen van de wereld op Middelburg gericht. Want Middelburg is nu eenmaal de bakermat van de telescoop. Speciaal voor het herdenkingsjaar hebben we een website ontwikkeld over 400 jaar telescopie. Deze website geeft het hele jaar door up to date informatie over alle activiteiten. Ook kunt u hier veel achtergrondinformatie vinden. De website is zowel in het Nederlands als in het Engels. Dit jaar is het dus exact 400 jaar geleden dat de telescoop werd uitgevonden. In september 2008 demonstreerde de Middelburgse brillenmaker Hans Lipperhey een seecker instrument omme verre te sien aan Prins Maurits te Den Haag. Vanuit Den Haag kon men de klok van de kerk van Delft op anderhalf-uur gaans en de gebrandschilderde ramen van de kerk van Leiden op drie-en-een halfuur gaans zien. De aanwezigen waren zeer onder de indruk van deze verrekijker en zagen direct de militaire waarde er van in. Het nieuws van de uitvinding ging snel Europa in. Dit kwam omdat Den Haag ten tijde van de demonstratie vol zat met diplomaten uit heel Europa om over het aanstaande bestand met Spanje te praten. De Tachtigjarige Oorlog tussen de Nederlanden en Spanje was immers nog in volle gang. Je zou kunnen zeggen dat met het nieuws van het bestand (dat inging in 1609 en stand hield tot 1621) ook het nieuws van de verrekijker de wereld in ging. Plotseling verschenen er meerdere claimanten, waaronder de stadsgenoot van Lipperhey, Zacharias Jansen, ten tonele. Jansen was de buurman van Lipperhey en het Minuut Octrooi-aanvraag Lipperhey Foto: Huib Zuidervaart is best mogelijk dat beide heren min of meer tegelijkertijd een bruikbare kijker maakten. 4

5 Het nieuws van de verrekijker bereikte ook de Italiaanse wetenschapper Galileo Galileï. Hoewel hij de verrekijker nooit gezien had, was hij in staat om er zelf een te maken. Hij was het, die de verrekijker vermoedelijk als eerste voor astronomische doeleinden ging gebruiken. Zijn ontdekkingen zijn wereldberoemd geworden. In 2009 is het 400 jaar geleden dat Galileo begon met telescopische waarnemingen. Dat jaar is door de Verenigde Naties uitgeroepen tot internationaal jaar van de astronomie. In deze uitgave treft u diverse artikelen aan die op enigerlei wijze verband houden met de uitvinding van de telescoop. Niet alleen over de geschiedenis en de veranderende inzichten, maar ook bijvoorbeeld over hoe nu, 400 jaar later, met deze bijzondere uitvinding wordt omgegaan. Welke mogelijkheden kent de moderne astronoom? Hoewel de kwaliteit van de optiek ten opzichte van 400 jaar geleden natuurlijk sterk verbeterd is, is de grootste sprong voorwaarts toch meer gelegen in de manier van waarnemen. Dankzij digitale technieken is het voor de astronoom van nu mogelijk om zeer gedetailleerde opnames te maken. Bewapend met potlood en papier moest de astronoom van de 17 e eeuw zijn waarnemingen registreren. Tegenwoordig pakken we gewoon een webcam of CCDcamera, plaatsen deze achter de telescoop en hup, weer een prachtige plaat gemaakt. Niet alleen wordt er vandaag de dag waargenomen in het zichtbare licht, ook in andere golflengtes van het elektromagnetische spectrum wordt onderzoek gedaan. Eén ding blijft hetzelfde, voor nu en voor de toekomst, de sterrenhemel zal ons blijven verbazen. Gravure Toeval of niet, vorig jaar bestond onze Gravure van Lansbergen door W.Delff, gedrukt in Middelburg door Z. Roman in 1663 sterrenwacht 40 jaar en juist in dat jaar kregen wij de beschikking over een authentieke gravure van Philippus Lansbergen, de geleerde waarnaar de sterrenwacht is vernoemd. We kenden de afbeelding wel, maar we hadden slechts een (slechte) kopie in ons bezit. Ik had Frans Laurentius van kunsthandel Th. Laurentius in Middelburg al eens gevraagd uit te kijken naar een gravure van Lansbergen. Totaal onverwachts bood hij eind november bovenstaande gravure te koop aan. Natuurlijk schaften wij direct deze 5

6 bijzondere prent aan, want een originele gravure van de naamgever van de sterrenwacht mag natuurlijk niet ontbreken. advertentie Shell Van Shell ontvingen wij een mooi bedrag uit het zogenaamde vrijwilligersfonds. Dhr. Risseeuw uit Veere is al jaren donateur en via hem kregen we deze eenmalige gift van zijn werkgever Shell. Als tegenpresentie plaatsen wij hierbij deze Shell-advertentie. Nieuwe expeditie De eerste week van maart gaan een aantal medewerkers weer op expeditie. In navolging van sterrenkundige trips naar Madrid, Turkije en Israël, wordt nu een reis ondernomen naar de Lofoten in het uiterste noorden van Noorwegen. Hier is het Polarlight Center gevestigd. We zijn te gast bij Rob en Threes Stammes. Zij hebben een waarneemstation ingericht om de zonneactiviteit te meten. Het station ligt precies in het gebied waar vaak poollicht voorkomt. Wij hopen met mooie resultaten thuis te komen. In het volgende nummer zullen we uiteraard verslag doen. Jaarverslag 2007 Als u wilt lezen hoe het de sterrenwacht verging in 2007, dan kunt u het uitgebreide jaarverslag op downloaden. U kunt dan nog eens zien dat het een actief jaartje was. Natuurlijk maakten we weer een passend logo. Als achtergrond is een foto van het poollicht boven de Lofoten gebruikt van Jan Koeman. Wij vragen u vriendelijk, uw donateurbijdrage voor 2008 weer over te maken op onze bankrekening, zodat wij door kunnen gaan met ons werk. 6

7 Programma 400 jaar telescopie, Middelburg Onderstaand programma is niet volledig. Kijk voor de laatste updates op: 12 april: Officiële opening telescopenjaar op de sterrenwacht. De werkgroep astrofotografie van de KNVWS (Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde) is bij ons te gast. Diverse sprekers. 25 april: 20:00 uur op de sterrenwacht, lezing over Kepler door Edy Bevk van het Europlanetarium uit Genk (B). Toegang gratis. 4 mei: Presentatie historische astronomische wandelroute door Middelburg. Definitief programma volgt later. 30 mei: Een radio-telescoop zo groot als Europa, lezing door Huib Jan van Langevelde van de radio-sterrenwacht Dwingeloo. Op de sterrenwacht, gratis toegang. Aanvang 20:00 uur. 27 juni: Lezing op de sterrenwacht: onderwerp en spreker op dit moment nog onbekend. Aanvang 20:00 uur. Juli/augustus: Elke vrijdagavond: Zonnige Zomeravonden in het teken van 400 jaar telescoop. Multimediapresentaties over de uitvinding van de telescoop én waarnemen van de zon met speciale zonne-telescopen. Van 19:00 tot 21:00 uur. Toegang gratis. 19 september: Opening expositie oude telescopen in het Zeeuws Museum (expositie duur tot 9 februari 2009). Tevens plaatsing grote lenzentelescoop op het Abdijplein september: wetenschappelijk congres, Roosevelt Academy, Middelburg. 4 oktober: populair-wetenschappelijk symposium Volkssterrenwacht Philippus Lansbergen i.s.m. KNVWS en VVS, stadsschouwburg Middelburg. Kaartverkoop via Stichting de Koepel in Utrecht. Zeer interessant programma! Voor iedereen toegankelijk. Definitief programma in het volgende nummer van de Observator. 5 oktober: populair-wetenschappelijke bijeenkomst Volkssterrenwacht Philippus Lansbergen i.s.m. VVS (Vereniging voor Sterrenkunde) uit België. 1 en 2 november: workshops telescoop bouwen voor kinderen. Tijdig reserveren! Definitief programma volgt later. Meld u aan bij onze mailinglist en u ontvangt per de laatste informatie! 7

8 De huizen van Sacharias Jansen en Hans Lipperhey Door Rijk-Jan Koppejan De uitvinding van de telescoop staat op naam van Jansen of Lipperhey. Uit een studie die in het voorjaar van 2008 door het Zeeuws Genootschap zal worden gepubliceerd, maar waarin wij als bestuur van Philippus Lansbergen al inzage hebben gekregen, is gebleken dat beide brillenmakers heel dicht bij elkaar woonden. Ze waren, praktisch gezien, buren. In dit artikel gaan we deze beide locaties eens van dichtbij bekijken. 19 e Eeuwse kaart van Middelburg. Middelburg is een historische plaats, die nu al bijna 800 jaar (sinds 1217) stadsrechten heeft. De stad is gebouwd op een kreekrug en oorspronkelijk was hierop een burg gebouwd. Deze burg is nu nog herkenbaar aan het stratenplan rondom de Abdij. De burg werd doorsneden door een lange rechte straat, de Lange Burg. Na het dramatische bombardement van Middelburg op 17 mei 1940 door de Duitsers, is tijdens de wederopbouw gekozen voor een wijziging in het stratenplan. Het huis van Jansen stond aan de Groenmarkt (bij 1 op de foto hiernaast) en dat van Lipperhey aan de Kapoenstraat (bij 2 ). Beide huizen bestaan niet meer. De Groenmarkt was tot 1940 een ruim plein en de Kapoenstraat was een smalle straat met aan beide zijden statige huizen. Tegenwoordig is de Groenmarkt geen echt plein meer en de Kapoenstraat is tot een onooglijk straatje gedegradeerd. Nieuwe Kerk na neo-gotische verbouwing in ca. Het huis van Janssen stond tussen twee Foto: Collectie R.J. Koppejan steunberen, tegen de Nieuwe Kerk. In de 16 e en 17 e eeuw was het heel gebruikelijk om tegen kerken huizen te bouwen. Door de muren van de kerk te gebruiken bespaarde men immers bouwmateriaal. 8

9 Jansen is geboren in Den Haag, vermoedelijk als zoon van een marskramer. Hij vestigde zich in Middelburg als cramer. Veel later werd hij vermoedelijk ook brillenmaker. Hij was een kleurrijk figuur die torenhoge rekeningen had bij de plaatselijke herbergier en hij kwam regelmatig in conflict met Vrouwe Justitia vanwege ruzies in het café en het niet betalen van zijn rekeningen. Hij woonde vlak naast de ingang van de Munt en misschien dat hij daarom op het idee kwam om zelf ook maar munten te gaan Gedenksteen voor de uitvinder. Foto: R.J. Koppejan slaan. Een neef van Jansen werkte bij de Munt, wellicht heeft hij van hem wel de kunst afgekeken. Op zich niet zo verwonderlijk, want onze brillenmaker was immers een ambachtsman met een stel handige handen. Op valsemunterij stond de doodstraf, maar deze ontliep Jansen, toen hij inmiddels in Arnemuiden woonde, wel. Mogelijk door de contacten met de schout, die vermoedelijk in de opbrengsten deelde! Wanneer zijn huis precies gesloopt werd is niet bekend, maar op 19 e eeuwse afbeeldingen is het in elk geval niet meer te zien. In 1851 werd op de plaats waar zijn huis stond wel een gedenksteen ingemetseld, om hem te eren voor zijn uitvinding. Deze gevelsteen heeft het oorlogsgeweld in de 20 e eeuw overleefd en is nog steeds te zien. Het huis van Lipperhey stond in de Kapoenstraat. Het was het vierde huis vanaf de ingang van de Nieuwe Kerk gezien. Op bijgaande schets uit ca staat zijn huis helemaal rechts. Hier woonde Lipperhey in elk geval in Het huis droeg de naam De Amandel Bale. In 1609 kon hij, dankzij de opdracht van De Amandel Bale is het meest rechtse huis op deze tekening van J. Tuyter uit ca De tekening is gemaakt vlak voor de sloop van dit rijtje huizen. (Zeeuws Archief / KZGW / Zelandia Illustrata) 9

10 Prins Maurits om drie verrekijkers te bouwen, het huis pal naast hem kopen. Hij noemde het pand na een grondige opknapbeurt: In De Drie Vare Gesichten, verwijzend naar de drie verrekijkers. Halverwege de 19 e eeuw wachtte de Nieuwe Kerk een grondige restauratiebeurt. In die periode zijn de huizen, die pal tegen de kerk stonden, gesloopt. De Amandel Bale was er een van. De Nieuwe Kerk kreeg een neo-gotische uitstraling. Het pand In de Drie Vare Gesichten bleef tijdens die restauratie gespaard. Op de foto hiernaast is duidelijk de Kapoenstraat met het huis van Lipperhey zichtbaar. Dat huis heeft er tot 17 mei 1940 gestaan. Een Duits bombardement veegde het pand op die dag helaas van de aardbodem. De stedenbouwkundigen die Bij de pijl het huis In De Drie Vare Gesichten ca Foto: Collectie R.J. Koppejan Middelburg tijdens en na de Tweede Wereldoorlog weer opbouwden, veranderden ingrijpend het stratenplan van het kapot geschoten centrum van de stad. Middelburgers van voor 1940 vonden dit maar niks, maar Middelburgers van ná de oorlog, waaronder ikzelf, weten niet beter. Het huis van Lipperhey werd niet herbouwd. Op dit moment staat er een parkeermeter.. De Nieuwe Kerk en In De Drie Vare Gesichten in puin geschoten. Foto: Collectie R.J. Koppejan Gegevens grotendeels ontleend aan een nog te verschijnen artikel van Huib Zuidervaart, die ik voor de inzage en het onderzoek bedank. 10

11 Ons zichtbare heelal Hoe verder men keek, hoe groter het leek (Jules Deelder) Door Dr. Henk Ton Van oudsher heeft de mens s nachts naar de hemel gekeken en zich verwonderd afgevraagd: Wat zijn die sterren toch precies en hoe ver staan ze bij ons vandaan? Aanvankelijk dacht men dat de sterren betrekkelijk dichtbij stonden en was het heelal klein en overzichtelijk. Na de uitvinding van de telescoop in 1608 zou dit veranderen, het aantal hemellichamen dat men kon waarnemen werd steeds groter en ook de grootte van ons zichtbare heelal zou in de loop van de tijd spectaculair toenemen. In dit artikel wordt geschetst hoe de inzichten over ons heelal zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld en wat er in de nabije toekomst nog te verwachten valt. De oude Grieken (ca jaar geleden) De belangrijkste Griekse sterrenkundigen waren Pythagoras, Aristoteles, Erathostenes, Aristarchus, Hipparchus en Ptolemaeus. Zij waren de eersten die rationeel en wetenschappelijk over het heelal begonnen na te denken. In het Griekse wereldbeeld stond de aarde onbeweeglijk in het middelpunt van het heelal. Om de aarde bewogen (in cirkels) de maan Aristarchus Erathostenes Hipparchus Ptolemaeus en de zon en tevens 5 planeten: Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus. Deze planeten vertoonden een onregelmatige beweging ( planétè = zwerver). De sterren (ca stuks met blote oog zichtbaar) bevonden zich op een bolvormige (ronddraaiende) hemelkoepel ( de sfeer der vaste sterren ). De Grieken wisten al dat de aarde rond was, en via slimme metingen en redeneringen bepaalde men de afmetingen van aarde, zon en maan, en ook de afstanden van de andere hemellichamen. Volgens Ptolemaeus was de afstand tot de maan 310 duizend km (slechts 20% te klein), de afstand tot de zon 7,5 miljoen km (factor 20 te klein) en de afstand tot de vaste sterren 128 miljoen km (0, lichtjaar; dit is uiteraard veel te klein, we weten nu dat de dichtstbijzijnde sterren al op ruim 4 lichtjaar staan). 11

12 De onregelmatige beweging van de planeten werd door Ptolemaeus verklaard met behulp van de zgn. epicykeltheorie. Het idee hiervan was dat de planeten bewogen over epicykels (hulpcirkels), waarvan het middelpunt weer bewoog over een hoofdcirkel. Ptolemaeus had zo n 40 hulpcirkels nodig om de beweging van de planeten te verklaren, het model was dus behoorlijk ingewikkeld en niet erg elegant. Almagest van Ptolemaeus Na de Grieken gebeurde er heel lang betrekkelijk weinig in de sterrenkunde, de Arabieren deden wel wat aan sterrenkunde, maar niet echt vernieuwend. Hun voornaamste bijdrage was wellicht het vertalen van het werk van Ptolemaeus in het Arabisch ( Almagest, Het Grote Boek ). Later zou dit werk weer in het Latijn vertaald worden en zo toegankelijk worden voor de West-Europese wetenschappers. Nicolaus Copernicus ( ) Nicolaus Copernicus was een Poolse geestelijke, die in Italië had gestudeerd. Hij verdiepte zich in de Almagest van Ptolemaeus en kwam tot de conclusie dat het wereldbeeld aanzienlijk eenvoudiger en eleganter werd als je niet de aarde in het middelpunt van het heelal plaatste, maar de zon (in de oudheid had Aristarchus dat ook al beweerd, maar hij werd op dat punt niet serieus genomen). De afmetingen van het zonnestelsel waren bij Copernicus ongeveer hetzelfde als bij Ptolemaeus. Wel plaatste hij de hemelkoepel met de vaste sterren op een veel grotere afstand: ongeveer 70 miljard km (0,007 lichtjaar). Zijn argument voor deze spectaculaire vergroting van het heelal was dat de parallax van sterren onmeetbaar klein was en dat kon alleen maar als de sterren heel ver weg stonden. Het verschijnsel parallax Parallax of verschilzicht (verschilzicht) is weergegeven in figuur hiernaast. Ten gevolge van de jaarlijkse beweging van de aarde om de zon, zien we een ster op verschillende tijdstippen van het 12

13 jaar in verschillende richtingen. Hoe verder de sterren verwijderd zijn, hoe kleiner het verschil is. De ontdekking van de telescoop (1608) De uitvinding van de telescoop vond plaats in Middelburg door Hans Lipperhey en/of Sacharias Jansen. De komst van de telescoop was het startsein voor een spectaculaire uitbreiding van onze kennis over de inhoud en de grootte van het heelal. Galileo Galileï ( ) Galileo Galileï was de eerste die (in 1609) de telescoop op de hemel richtte, systematische waarnemingen deed, die goed interpreteerde en ook snel publiceerde. Misschien zou men verwachten dat met de komst van de telescoop het heelal meteen een stuk groter zou worden, maar dat was niet het geval. In de eerste plaats waren de telescopen van Galileï nog van zeer matige kwaliteit met een klein gezichtsveld, maar bovendien richtte hij zich voornamelijk op het nabije heelal: de maan (met kraters en bergen), de zon (zonnevlekken), Jupiter (met 4 manen), Saturnus (de planeet met de oren) en Venus (schijngestalten waren sterke aanwijzing dat Copernicus het bij het rechte eind had). Uiteraard keek Galileï ook met de telescoop naar de sterren, en hij zag veel meer sterren dan met het blote oog in de Melkweg, in Orion en in de Pleïaden. Maar hij kon deze sterren (in tegenstelling tot maan en planeten) in zijn telescoop niet vergroten, het bleven puntbronnen. Ze moesten dus wel ver weg staan, maar hoe ver wist Galileï ook niet. Het heelal werd dus op dat moment niet groter, wel voller. De periode Voor Galileï stonden de sterren nog allemaal op dezelfde afstand op een vaste hemelkoepel, maar dat veranderde in de loop van de 17 e eeuw. Dit wordt treffend geïllustreerd in een tekening (zie hierboven) van Camille Flammarion uit de 19 e eeuw: De Mens doorbreekt het oude wereldbeeld van de volmaakte sferen. De eerste die de sterren op verschillende afstanden plaatste was de Engelsman Thomas Digges (1576). En de Italiaanse monnik Giordano Bruno had het al over een oneindig 13

14 groot heelal met overal sterren. Hij was tevens een fervent aanhanger van het model van Copernicus, waardoor hij in 1600 op de brandstapel terecht kwam. Halverwege de 17 e eeuw waren de meeste sterrenkundigen het er wel over eens dat de sterren op variabele afstand stonden. Ze gingen er daarbij vanuit dat alle sterren hetzelfde zijn (en dus dezelfde absolute helderheid hebben), en dat de verschillen in (schijnbare) helderheid ontstaan door verschillen in afstand. Dit gaf meteen de mogelijkheid om de (relatieve) afstanden van sterren te bepalen: een ster die 4* zo zwak is, staat 2* zo ver weg, een ster die 9* zwakker is staat 3* verder, enz. (de helderheid neemt kwadratisch af met de afstand). Naast bovengenoemde inzichten kwam men op de gedachte dat de zon wel eens een ster zou kunnen zijn, die alleen maar zo helder is omdat hij zo dichtbij staat. Dus: Zon is ster op kleine afstand Of omgekeerd: Sterren zijn zonnen op grote afstand Onze landgenoot Christiaan Huygens maakte hiervan gebruik om de afstand tot de ster Sirius te bepalen. In 1690 vergeleek hij de helderheid van Sirius met die van de zon en kwam tot de conclusie dat Sirius maal verder stond dan de zon. Met de waarde van Copernicus voor de zonsafstand leidt dit tot een afstand van Sirius van 200 Christiaan Huygens miljard km (0,02 lichtjaar). De Engelsman Isaäc Newton (uitvinder van spiegeltelescoop en zwaartekrachtstheorie) kwam tot eenzelfde soort waarde. Intussen was er ook nog iets anders gebeurd: De Italiaanse sterrenkundige Giovanni Domenico Cassini had in 1672 de afstand tot Mars bepaald uit een parallaxmeting (de richting van Mars werd tegelijkertijd bepaald in Parijs en in Cayenne). Uit de wetten van Kepler was toen de afstand tot de zon te bepalen: 140 miljoen km (19* zo veel als bij Copernicus). Indien men deze nieuwe waarde toepast op de meting van Huygens komt men op een afstand van Sirius van 0,4 lichtjaar en al aardig in de buurt van de huidige waarde (ca. 9 lichtjaar). De periode Een van de belangrijkst sterrenkundigen uit de 18 e eeuw was William Herschel ( ). Hij werd geboren in Hannover, maar verhuisde al op jonge leeftijd naar Engeland. Van beroep was Herschel musicus, dirigent en componist. Daarnaast was hij 14

15 een enthousiaste amateursterrenkundige. Herschel maakte een groot aantal spiegeltelescopen, de grootste had een spiegel van 1,20 m en een lengte van 12 m ( Big Forty-Foot ). William Herschel is vooral bekend geworden door de ontdekking van de planeet Uranus (1781). Maar hij deed veel meer. Samen met zijn zus Caroline ontdekte hij aan de hemel ca nevels: kleine vlekjes waarvan niet echt duidelijk was of het nu wolken van gas of wolken van sterren waren en hoe ver ze van ons verwijderd stonden. Daarnaast bestudeerde William Herschel Herschel de sterren, hij telde het aantal sterren in verschillende richtingen en vergeleek hun helderheid. Aan de hand daarvan kwam hij tot een eerste versie van het Melkwegstelsel, dat bij hem een diameter had van 900 Siriometer (1 Siriometer = afstand tot Sirius; bij Huygens was deze afstand 0,4 lichtjaar). De periode De eerste rechtstreekse meting van de afstand tot een ster werd gedaan door Friedrich Wilhelm Bessel in Uit een parallaxmeting bepaalde hij de afstand van de ster 61Cygni op 10,5 lichtjaar. Spoedig kwamen er meer parallaxmetingen aan dichtbij gelegen sterren en rond 1900 had men van ca. 100 sterren de afstand op deze manier bepaald. De grootste telescoop van de 19 e eeuw werd gebouwd door William Parsons, een Noord-Ierse Lord. Rond 1840 bouwde hij in Birr Castle de zgn. Leviathan van Parsonstown, een spiegeltelescoop met een spiegel van 1,8 m en een lengte van 16,5 m. Hij bestudeerde vooral nevels en vond dat deze vaak Grootste telescoop van de 19 e eeuw in Birr Castle bestonden uit afzonderlijke sterren en een spiraalstructuur hadden (o.a. Draaikolknevel). Naast steeds grotere telescopen waren er in de 19 e eeuw nog 2 belangrijke andere ontwikkelingen: de lichtspectroscopie en de fotografische plaat. In de lichtspectroscopie wordt het licht opgesplitst in kleuren (ofwel naar golflengte). Er ontstaat dan een spectrum, waarin spectraallijnen voorkomen die kunnen worden toegekend aan chemische elementen. De eerste die dit (vanaf 1860), in combinatie met 15

16 de telescoop, toepaste op hemellichamen was William Huggins. Hij vond o.a. dat van de 60 bestudeerde nevels er 20 gasnevels waren en 40 sterrennevels. De fotografische plaat werd uitgevonden door de Fransman Louis Daguerre in Dit opende de mogelijkheid om de positie en helderheid van sterren op een objectieve manier vast te leggen. Bovendien kan men door lang belichten de gevoeligheid aanzienlijk vergroten (dus zwakkere sterren zien). In combinatie met een lichtspectroscoop kunnen ook spectra worden vastgelegd. De Melkweg rond 1900 In navolging van Herschel onderzocht onze landgenoot Jacobus Kapteijn de Melkweg, waarbij hij er niet meer van uit ging dat alle sterren dezelfde helderheid hebben. In 1904 bepaalde hij de diameter van de Melkweg op lichtjaar, terwijl de zon volgens hem dicht bij het centrum stond. De Amerikaan Howard Shapley vond in 1918 aanzienlijk grotere waarden: lichtjaar voor de diameter en de zon lichtjaar uit het centrum. Met onze huidige kennis weten we dat de waarheid ongeveer in het midden ligt: de diameter is lichtjaar, de zon ligt km uit het centrum. Great Debate (1920) Aan het begin van de 20 e eeuw was er onder sterrenkundigen veel discussie over 2 vragen: a. Is het heelal groter dan ons Melkwegstelsel? b. Wat zijn (spiraaal)nevels eigenlijk? In 1920 werd hierover, in het bijzijn van Albert Einstein een zgn. Great Debate gehouden tussen Harlow Shapley en Herbert Curtis. Shapley verdedigde de stelling dat spiraalstelsels betrekkelijk kleine wolken van sterren zijn binnen ons Melkwegstelsel en dat de Melkweg het hele universum omvat, terwijl Curtis beweerde dat spiraalnevels aparte sterrenstelsels zijn ver bij ons vandaan en dat de Melkweg maar één van de vele sterrenstelsels is. Het debat eindigde min of meer onbeslist, geen van de partijen had doorslaggevende argumenten. De gestelde vragen zouden in 1924 beantwoord worden door Edwin Hubble. Met behulp van de 2,5 m Hooker Telescope bepaalde hij de afstand van de Andromedanevel op lichtjaar en hij bewees daarmee dat de Andromedanevel een sterrenstelsel is ver buiten onze Melkweg. Het heelal was dus duidelijk groter dan de Melkweg. 16

17 Uitdijend heelal (1929) In 1929 deed Hubble nog een andere belangrijke ontdekking, hij vond namelijk dat praktisch alle sterrenstelsels zich van ons verwijderen (met een snelheid die toeneemt met de afstand) en dat het heelal uitdijt (te vergelijken met een rijzend krentenbrood, waar de krenten steeds verder uit elkaar komen te staan). Een van de consequenties van deze uitdijing was dat het heelal vroeger kleiner was en dat er lang geleden een begin, de oerknal, geweest is. Tot aan zijn dood in 1953 zou Hubble zich, samen met anderen, bezig houden met het bepalen van afstanden van ververwijderde sterrenstelsels. En deze afstanden werden snel groter: in 1929 tot 5 miljoen lichtjaar, in 1935 tot 160 miljoen lichtjaar en in 1956 zelfs tot 1,8 miljard lichtjaar. Quasars (1962) Na de 2 e wereldoorlog kwam de radio-astronomie van de grond en ontdekte men dat veel hemellichamen, naast zichtbaar licht, ook radiostraling uitzenden. Rond 1960 werden daarbij sterrenstelsels gevonden die uitzonderlijk veel radiostraling uitzonden, de zgn. quasars (quasi stellar radio sources). Aanvankelijk dacht men dat deze quasars dichtbij stonden, maar de Nederlandse Amerikaan Maarten Schmidt bepaalde in 1962 de afstand van de quasar 3C273 op Maarten Schmidt 1,6 miljard lichtjaar. En later bleek dat dit nog een van de meest nabije quasars was; de meeste stonden op veel grotere afstanden, tot ca. 12 miljard lichtjaar toe. Hubble Space Telescope (1990- heden) De Hubble Space Telescope werd gelanceerd in 1990 en vliegt sindsdien op 600 km boven het aardoppervlak, elke 96 minuten een rondje. Aan boord is een spiegeltelescoop met een spiegeldiameter van 2,4 m. Aanvankelijk gaf de telescoop onscherpe beelden vanwege een kleine afwijking in de spiegel. Hiervoor werd een correctie aangebracht in 1993 en sindsdien zendt de telescoop een groot aantal prachtige beelden naar de aarde. In 1995 werd de telescoop 11 dagen gericht op een heel klein gebiedje in de Grote Beer. Tot verrassing van de onderzoekers vond men zo n 1000 zeer ver verwijderde sterrenstelsels, tot op 10 à 11 miljard lichtjaar afstand. Sindsdien noemt men dit onderzoek de Hubble Deep Field (HDF). In 1998 werd dit onderzoek herhaald in een ander gebiedje met min of meer hetzelfde resultaat. In 2004 gebeurde dit nogmaals, maar nu met een betere camera aan boord, waardoor men nog verder kon kijken, tot ca. 13 miljard lichtjaar afstand (Hubble Ultra Deep Field (HUDF)). 17

18 De nabije toekomst De bovengenoemde resultaten zijn verwerkt in onderstaande grafiek. Hieruit blijkt duidelijk dat in de afgelopen eeuwen de afmetingen van ons zichtbare heelal spectaculair is toegenomen. De vraag is of deze toename in de nabije toekomst op dezelfde manier zal doorgaan. Het antwoord op deze vraag luidt ontkennend, en de reden is dat het heelal nog maar zo n kleine 14 miljard jaar bestaat. Het licht van ververwijderde sterrenstelsels kan dus nooit Zichtbaar heelal meer dan 14 miljard lichtjaar hebben ,00000 afgelegd en sterren die ,00000 verder weg staan 10000,00000 kunnen wij nu en in de nabije toekomst dus per 10,00000 definitie niet zien, hoe 0,01000 goed onze telescopen ook zijn. Lichtjaar 0, Jaartal Het is echter helemaal niet erg dat wij niet verder kunnen kijken dan 14 miljard lichtjaar, en wel om een aantal redenen. In de eerste plaats ziet het heelal er in grote lijnen overal hetzelfde uit en in principe kunnen wij dan ook alles te weten komen uit dat (immens grote) deel van het heelal dat we kunnen zien. In de tweede plaats moeten we ons realiseren dat we terugkijken in de tijd als we naar verre sterrenstelsels kijken, het licht van een stelsel op bv. 10 miljard lichtjaar heeft er 10 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken en wij zien dat sterrenstelsel dan ook in het verleden, zoals het 10 miljard jaar geleden was ( Ver weg = Lang geleden ). Dit alles betekent dat we door steeds een beetje verder te kijken steeds dichter bij het vroege heelal en dus bij de oerknal komen: Als we iets verder kunnen kijken dan nu, dan zien we de eerste sterrenstelsels en nog iets verder zien we de eerste sterren. Voor de komende jaren staan een aantal projecten op het programma om dit te realiseren, o.a. James Webb Telescope (kijkt in het nabije infrarood; lancering 2013), Herschel Telescope (verre infrarood en mm golven; lancering 2008) en ALMA (Atacama Large Mm Array; radiogolven; Chili 2012). Op deze wijze hoopt men steeds meer waarnemingen te kunnen doen aan het vroege heelal om daarmee de sterrenkundige modellen te kunnen testen. 18

19 Astrofotografie met een webcam en bewerking in RegiStax Door Henk Jongepier Sinds een aantal jaren worden er veel opnamen van de zon, de maan en de planeten gemaakt met een eenvoudige webcam, waarmee resultaten bereikt worden, waar we vroeger alleen maar van konden dromen. De opnamen die we een tiental jaren geleden in de boeken zagen, gemaakt met grote professionele telescopen, worden nu gemaakt door amateurs met kleine telescopen. Op de sterrenwacht komen er regelmatig vragen van cursisten, bezoekers en donateurs, hoe ze opnamen kunnen maken met een webcam. In dit artikel wil ik proberen duidelijk te maken hoe deze manier van astrofotografie werkt en wat je nodig hebt om dit te doen. Allereerst begin ik met de apparatuur die nodig is om deze bijzonder leuke kant van de fotografie uit te oefenen! Het belangrijkste is een telescoop met een volgsysteem. Het type telescoop maakt niet zoveel uit, in principe kunnen we elke telescoop gebruiken. Het volgsysteem is nodig om een hemellichaam dat we willen fotograferen stil in beeld te houden. Omdat de aarde draait zal een object bij een stilstaande telescoop snel uit beeld verdwijnen (de aarde draait onder de hemelkoepel door). Het volgsysteem kan b.v. op twee motoren aangedreven assen gestuurd worden door een computer, of een parallactische montering met een volgmotor op één as. Hierbij staat één as van de montering parallel aan de aardas gericht op de poolster en is er maar één motor nodig om een object te volgen. Ook is een computer of laptop nodig om met een webcam filmpjes te maken en om later de opnamen te bewerken. Verder hebben we een webcam nodig. De meeste waarnemers bij de sterrenwacht hebben een Philips ToUcam PROII. Helaas worden deze niet meer gemaakt, maar zijn opvolger is de Philips SPC 900NC webcam met adapter webcam in oculairhouder webcam, ook wel de ToUcam III genoemd. Bij de webcam hebben we ook een adapter nodig om in de oculairhouder van de telescoop te kunnen monteren. Het lensje in de webcam schroeven we eruit en de adapter erin. We gebruiken dus de 19

20 telescoop als objectief voor de webcam. Een webcam met adapter kost ca. 115 Euro. Als laatste hebben we het astrofotobewerkingsprogramma RegiStax nodig. Dit kan gratis gedownload worden op /registax. We gaan aan de slag. We beginnen met de maan, dit is wel het beste object om als eerste mee te beginnen. Richt de telescoop op de maan en zorg dat de maan in beeld blijft met het volgsysteem van de telescoopmontering. Monteer nu de webcam met adapter in de oculairhouder. Nu komt het belangrijkste en ook het moeilijkste, het scherpstellen van het beeld op de computer, dit vergt geduld en precisie. Het zal direct opvallen dat het maanbeeld op de computer veel groter is dan wanneer we gewoon door de telescoop kijken. We hebben dus een behoorlijke vergroting. De chip van de webcam is een plat plaatje, dus het scherpstellen is erg gevoelig. Meestal is er ook nog behoorlijke slechte seeïng in de atmosfeer aanwezig (lees meer over het begrip seeing in Observator nummer 3 van 2007), wat we ook duidelijk zien op het computerscherm. Dit maakt het scherpstellen nog moeilijker, maar we moeten proberen het beeld zo scherp mogelijk te krijgen. Wanneer dit allemaal gelukt is, moeten we nog wat instellingen doen in het webcammenu. We kiezen formaat en zetten de uitvoergrootte op 640x480, de frame-rate zetten we op , we hebben dan 10 beeldjes per seconde. Daarna kiezen we de bron: hier zetten we camerainstellingen op buiten. De belichtingstijd moeten we proefondervindelijk instellen. Bij de maan beginnen we b.v. op 1/250 sec. We zien snel genoeg of dit te kort of te lang is, we moeten hier gewoon een beetje mee spelen tot we de juiste instelling hebben. We kunnen ook nog kiezen voor kleur of zwart/wit. webcam bedieningsscherm Als alle instellingen goed lijken, gaan we filmen. We beginnen met een filmpje van b.v. 500 frames (dit zien we onderin het webcam bedieningsscherm). We slaan dit als avi bestand op. Let op, deze filmpjes gebruiken een groot geheugen op de computer. Het zal opgevallen zijn, dat het filmpje er niet echt fraai uitziet, vooral door de meestal aanwezige slechte seeïng in de atmosfeer, waardoor het maanbeeld een beetje lijkt te 20

21 golven. In het programma RegiStax gaan we hier mee spelen zodat we een mooi plaatje tevoorschijn kunnen toveren. Het programma RegiStax is ontwikkeld door Cor Berrevoets uit Arnemuiden, die ook een goede bekende is van onze sterrenwacht. Zijn programma is al meer dan keer gedownload. En dat in iets meer dan 1 jaar! Bewerken in RegiStax We openen nu het programma RegiStax en bij select zoeken we het avi-filmpje op. We laten RegiStax alles automatisch bewerken, door automatic processing aan te vinken. Het uitlijnvierkant plaatsen we op een detailrijk gebied en klikken dit aan. De grootte van het uitlijnvierkant kan aangepast worden via de alignmentboxsize, in het voorbeeld is dit 256. De lowest quality zetten we op 50. We starten nu het proces door op align te klikken. De bewerking begint! Als we naar het verloop van het proces kijken, zien we dat het beeld behoorlijk onrustig door het scherm danst. Na enige tijd, afhankelijk van het aantal beeldjes, verschijnt het wavelet scherm. In dit scherm kunnen we zelf een heleboel doen om onze opname te verbeteren! Met de layer knoppen gaan we de opname bewerken, met als doel meer scherpte in onze opname te krijgen. Het beste is om gewoon wat met de instellingen te spelen, totdat een gewenst resultaat bereikt is. alignscherm Het waveletscherm om opnamen in te bewerken. In het wavelet scherm kunnen we o.a. meer scherpte in onze opname krijgen 21

22 Met de functies histogram en gamma kunnen we ook nog verbeteringen aanbrengen, ook dit kunnen we het beste doen door te experimenteren! Wanneer we tevreden zijn over het resultaat slaan we de opname op als BMP of JPEG. Vervolgens kunnen we de foto eventueel nog wat bewerken in een ander fotobewerkingsprogramma, zoals photoshop. onbewerkt avi beeldje eindresultaat We zien hier links de kracht van het programma Registax. Uit een filmpje wat er matig en soms zelfs slecht uitziet, kunnen we een scherpe opname maken. In dit artikel heb ik geprobeerd om de beginselen van het werken met een webcam in de astrofotografie uit te leggen. Het fotograferen met een webcam kunnen we ook toepassen op de zon (uiteraard met een goed filter!!!) en op de planeten. Op de onderstaande foto uit 1978 van de planeet Saturnus waren we in die tijd al bijzonder trots, omdat het erg moeilijk was om details vast te leggen op foto s die gemaakt werden op de natte film. De foto uit 2006 laat zien dat we tegenwoordig als amateurs tot heel wat meer in staat zijn, dankzij de digitale technieken. Saturnus in 1978 ( natte film ) en in 2006 (webcam) Opnames van de auteur Ongetwijfeld zult u nog vragen hebben over de werking van het programma RegiStax. Wij willen u graag verder helpen om u deze boeiende bezigheid beter onder de knie te leren krijgen. Mocht u een filmpje gemaakt hebben en heeft u problemen met de verdere bewerking er van, zet het op een USB-stick of CDRom en kom er mee naar de sterrenwacht. Wij helpen u er graag verder mee. 22

23 Infraroodstraling Door Jan Minderhout Infraroodstraling is warmtestraling, straling van een bepaalde golflengte die deel uit maakt van het spectrum van de elektromagnetische straling. Hoewel elke vorm van straling zijn nut heeft; röntgenstraling in de geneeskunde, zichtbaar licht om te kunnen kijken, radiostraling om geluid en beeld over te brengen, heeft infraroodstraling specifieke eigenschappen waarvan we gebruik kunnen maken. Zonder warmte kunnen we niet leven en met de warmte ervaring die infraroodstraling geeft, vonden we kort na onze geboorte het eten wat de moederborst ons leverde. We vonden de weg met behulp van infraroodstraling, warmteoverdracht tussen twee lichamen die niet in aanraking met elkaar zijn, ons koele hoofd en de warme borst. Het lichaam met de hoogste temperatuur geeft warmte af en dat van de laagste temperatuur neemt warmte op zonder gebruik te maken van een tussenstof. Infraroodstraling is onzichtbaar voor onze ogen omdat er zo weinig van is als we uitgaan van onze levensbron de zon. Van alle elektromagnetische straling die de zon uitzendt en door Het elektromagnetisch spectrum bron: R. Boomsma ( kennislink.nl ) de atmosfeer, tot op het aardoppervlak door dringt, vormt het zichtbare licht de grootste factor. Onze ogen maken gebruik van het zichtbare licht. Indien het infrarood de grootste factor gevormd had dan zouden we nu kijken met behulp van de infrarode straling. Op een bepaald moment kreeg men door dat we niet alleen maar met zichtbaar licht beelden kunnen vormen, foto s maken, maar dat we dit met bijna alle stralingsvormen kunnen verwezenlijken. Denk maar aan röntgenfoto s, en radiofoto s gemaakt met de radiotelescopen die onder anderen in Westerbork en Dwingeloo staan. 23

24 Op aarde zowel als in het heelal geeft warme materie infraroodstraling af. De mens heeft methoden ontwikkeld om infraroodstraling zichtbaar te maken. Men kent fotografische emulsies die, door gebruik te maken van de infraroodstraling, beelden kunnen reproduceren maar ook nachtkijkers werken met behulp van infraroodstraling. Koudbloedige slangen kunnen warmbloedige prooidieren detecteren met speciale organen. De infraroodstraling werd voor het eerst herkend in 1800 door William Herschel. Deze deed temperatuurmetingen aan de diverse golflengten van het zichtbare licht. De kleuren van deze golflengten kunnen we waarnemen in een regenboog of door gebruik te maken van een prisma. Op enig moment mat Herschel een hogere temperatuur op een plaats in het spectrum waar hij niets zag en ontdekte de onzichtbare infraroodstraling. William Herschell ( ) In 1856 vond men infraroodstraling in het maanlicht. Men ontdekte ook dat deze straling steeds sterker werd naargelang men de metingen op grotere hoogte uitvoerde zodat de conclusie was dat de atmosfeer deze straling op neemt. De ontwikkelingen volgden elkaar op tot men in de twintiger jaren van de vorige eeuw zover gevorderd was dat men zich een beeld kon gaan vormen van het onzichtbare heelal. Beelden van koele lichamen die alleen te detecteren waren met infrarood meetapparatuur. Hierbij moet opgemerkt worden dat lichamen die infrarood uitzenden ook andere vormen van straling kunnen uitzenden zodat men beelden kan produceren, opgebouwd uit de verschillende frequenties van de elektromagnetische straling. Het mooiste was echter om de onbekende hemelobjecten zichtbaar te maken en onze kennis van het heelal te vergroten. Infraroodstraling is zelf eenvoudig te meten. Plaats een thermometer nét buiten de regenboog, buiten het rood. De temperatuur loopt hier op. Op deze wijze ontdekte Herschell het infrarood licht. 24

25 De ontwikkelingen volgden elkaar op. Men construeerde betere meetapparatuur, men leerde deze instrumenten anders en beter te gebruiken. Op het aardoppervlak werden ze opgesteld aan de polen (lage temperaturen) en hoog in de bergen ( koud en minder absorptie door de atmosfeer). Men gebruikte ze in hoogvliegende vliegtuigen, stratosfeerballonnen en uiteindelijk ruimteplatforms die boven de dampkring, hier geplaatst door raketten, hun werk gingen doen. Infrarood centrum van de Melkweg door Spitzer Ons land deelde mee in de resultaten van deze ontwikkelingen door de bouw en de spectaculaire resultaten die de eerste infraroodsatelliet, de IRAS ( Infrared Astronomical satellite) opleverde. Dit ruimtetuig verdubbelde het aantal van de, tot dat moment, bekende infraroodbronnen tot ongeveer een miljoen. Het ontdekte een handvol kometen en warm stof in alle richtingen van het heelal en maakte het hart van ons eigen sterrenstelsel, het melkwegstelsel zichtbaar. Een volgende grote stap vormde de ontwikkeling van de adaptive optics een techniek die de spiegels van infraroodtelescopen, zodanig kan vervormen dat de trilling van de 25

26 atmosfeer hierdoor gecompenseerd wordt en we een stabiel beeld krijgen van datgene wat we willen waarnemen. Een hoogtepunt voor de sterrenwacht vormde de ingebruikstelling in 2003 van de infrarood ruimtetelescoop Spitzer. Dit instrument maakt bruine dwergen, protoplanetaire schijven, sterrenstelsels en het diepe heelal ( het jonge heelal, het heelal dichter bij de oorsprong) zichtbaar. Steeds mooiere beelden van het, door stofwolken omringde hart ( een groot zwart gat) van ons melkwegstelsel, verdiepen onze kennis. De spiegel kan gekoeld worden tot bijna nul graden Kelvin of ongeveer min 273 graden Celsius (een temperatuur lager dan nul graden Kelvin kan niet bestaan). Theoretisch kan men dus beelden construeren van alles wat warmer is dan plus nul graden Kelvin waardoor een nieuw heelal zich Spitzer ruimtetelescoop (Nasa) voor ons opent, zichtbaar wordt. Een model van deze telescoop werd gemaakt door onze medewerker Erik te Groen. Dit model is zo goed dat de NASA ( het Amerikaanse bureau voor de ruimtevaart) het verkozen heeft boven het model van de leverancier Lockheed Martin Missiles and Space. Dit model valt te bewonderen op de sterrenwacht waarbij Erik alle informatie kan verstrekken. Op een bescheiden niveau zet de volkssterrenwacht hiermee een lijn voort die begon met de uitvinding van de telescoop in Middelburg. De eerste telescoop maakte, 400 jaar geleden, gebruik van het zichtbare licht. De laatste, de Spitzer, gebruikt het infrarood. Vier honderd jaar vormt een lang traject, op de tijdschaal, om alle straling, die vanuit de ruimte tot ons komt, in beelden om te zetten. De verrekijker die zich tot telescoop ontwikkelde werd in Middelburg uitgevonden. Het mooiste model van de infraroodtelescoop Spitzer kwam in Middelburg van een tekentafel. Een tekentafel van één van onze medewerkers! Onze medewerker Erik te Groen in de Telegraaf (2003) Op ons niveau is de band tussen Middelburg en de sterrenkunde bewaard gebleven. 26

27 Advertenties Zeeuws Vlegelbrood, het lekkerste brood op aarde 27

28 Opnames van de laatste maanden, gemaakt door onze medewerkers Mars, , door Rijk-Jan Koppejan Orionnevel, , door Piet Neels Kraters op de maan, door Henk Jongepier Cone nebula, door Piet Neels Saturnus, 9 februari 2008, door Rijk-Jan Koppejan Krabnevel, , door Henk Jongepier Kijk op voor (veel) meer prachtige opnames! 28