De komeet Hale-Bobb.

Transcriptie

1 De komeet Hale-Bobb. Iedereen, ja zelfs de meest verstokte anti-sterrenfiguur sprak er enthousiast over. Ook nu, evenals in oude tijden de kometen, zorgde Hale-Bobb nu voor opwinding zoals de keer dat ik, rond middernacht, bij een hoog flatgebouw gespannen schuin omhoog tuurde. Een voor het raam staande inwoner dacht met een inbreker te maken te hebben en belde prompt de politie! We hebben geluk gehad. Een komeet van dergelijk formaat komt lang niet altijd voor in een mensenleven. Wist U b.v., dat Hale-Bobb, sinds 1600 (!) de komeet is met de, op één na, grootste absolute (1) helderheid? (NB: begrippen waar een (x) achter staat, verwijzen naar nr. van het aanhangsel). Nu zijn kometen op zich al zeer bijzondere hemellichamen, misschien wel de meest bijzondere. Terwijl in de astronomie de meeste zaken (zoals zonsverduisteringen, sterbedekkingen etc.) tot op een honderdste van een seconde, eeuwen vooraf voorspelbaar zijn, zo onvoorspelbaar is een komeet. Zijn komst is (meestal) onverwacht, zelfs bij de z.g. periodieke kometen heerst altijd, zeker voor astronomen onzekerheid over het tijdstip van verschijnen. Zijn baan is niet exact berekenbaar, zijn grootste helderheid en omlooptijd al evenmin. Het is, zeker in deze tijd van de meest geavanceerde apparatuur, het enige hemellichaam waardoor een amateurastronoom zich (mede door al deze onzekerheden) wereldberoemd kan maken. Zo zijn er lieden (vaak Japanners) die nacht aan nacht, gewapend met sterrenkaart en kijker(tje), de hemel afspeuren, op zoek naar een lichtpuntje, meestal op dat moment van m (2) = +11, dat niet op de kaart voorkomt. Zou het een komeet kunnen zijn? Gauw een sterrenwacht bellen! Als het inderdaad zo is, dan krijgt die komeet jouw naam! (Een gebruik, sinds +/ in zwang). Zo werd Hale-Bobb (catalogusnr. C/1995 O1) op 23 juli 1995, bijna gelijktijdig door de Amerikanen Alan Hale en Thomas Bobb ontdekt. En waarom niet door beroepsastronomen, zult U zich misschien afvragen? Nu, die hebben meestal wel wat beters te doen dan maar speuren en speuren. Het is gewoon een kwestie van toeval. Toen Hale en Bobb de komeet ontdekten zaten tegelijkertijd honderden andere (amateur) astronomen te turen en te turen, alleen naar het verkeerde stuk hemelgewelf! Toch ontdekken (beroeps) astronomen ook (bij toeval) kometen zoals Levy en Shoemaker, die op 6 oktober 1991 een komeet met m = + 16 ontdekten. Deze komeet is niet beroemd geworden vanwege een mooie, zichtbare staart maar omdat hij te pletter sloeg op Jupiter, juli 1994, met 21 inslagen. De internationale campagne voor het waarnemen van deze (voorspelde) inslagen wordt nu al de meest succesvolle in de geschiedenis van de sterrenkunde genoemd! Nu praat ik nog niet eens over de verschijning in 1985 van de meest beroemde komeet, nl die van Halley (die overigens zeer teleurstellend was!) Al met al vond ik in het bovenstaande voldoende aanleiding mijn serie over de algemene relativiteits theorie (zie Vesta, de nr's 50, 51 en 53 t/m 58) te onderbreken om een aantal afleveringen aan kometen te wijden. Wat zijn kometen, waarom zijn ze zo onvoorspelbaar, hoe zijn hun afmetingen en chemische samenstelling, waarom hebben ze (soms) een staart, waar komen ze vandaan (en gaan ze heen)? Allemaal vragen die, ik zou bijna zeggen, om een antwoord schreeuwen. Kometen hebben, door hun zeer bijzondere verschijning (staart!) en soms zeer grote helderheid, door de eeuwen heen al de aandacht getrokken.

2 De eerste, op schrift gestelde, vermelding dateert al van 1059 vóór (!) Christus door een Chinese hof-astroloog (x), die schreef over 'bezem'sterren. Nog niet zo'n gekke aanduiding. Heeft U het (beroemde) tapijt van Bayeux, uit 1066 (vermoedelijk het eerste stripverhaal ter wereld) wel eens gezien? Hierop prijkt een levensgrote komeet als een bezem. (Later bleek dit de -periodieke- komeet van Halley te zijn!). Overigens, het woord komeet is afgeleid van het Griekse woord 'kome' hetgeen hoofdhaar (vanwege die staart!) betekent. Op dit fragment van het tapijt van Bayeux, vervaardigd ter herdenking van de verovering van Engeland door de Normandiërs in 1066, is een komeet afgebeeld- waarvan men niet wist dat het de komeet van Halley was, die kort voor de invasie aan de hemel verscheen. Terwijl het volk vol ontzag naar de hemel kijkt ("Ze verbazen zich over de ster", aldus de Latijnse tekst), wordt koning Harold van Engeland kond gedaan van het noodlottige voorteken. De komeet was voor Harold inderdaad een voorbode van onheil: nog hetzelfde jaar werd hij bij de slag bij Hastings gedood. Alhoewel kometen met een duidelijk zichtbare staart zeldzaam zijn (ik zei al: "We hebben geluk gehad") zijn er toch kometen geweest met een -voor die tijd- angstaanjagende helderheid. Zo was er in 1843 een komeet (1843 I) met een staartlengte van 250 miljoen kilometer, zelfs overdag zichtbaar (m = - 3!)

3 Deze grote helderheid was vooral te danken aan het feit dat de komeet de zon tot op km(!) naderde, waarbij de kop de proterubansen raakte. Hoe bijzonder dit is, moge blijken uit het feit dat veruit de meesten (meer 99%) van de kometen de zon in hun perihelium (4) naderen tot een afstand van meer dan 50 miljoen km ofwel 0,3 AE (5). (Periheliumafstand van Hale-Bobb was 137 miljoen km). Door dat angstaanjagend uiterlijk werden kometen dan ook in vroeger tijden gezien als voorboden van allerlijk onheil. (Op het reeds genoemde tapijt van Bayeux wordt koning Harold 'kond gedaan' van de verschijning van de komeet als noodlottig voorteken: Harold stierf inderdaad in dat jaar bij de slag van Hastings). Hoe werden kometen vanaf de oudheid beschouwd? In het wereldbeeld van Ptolomeus (6) komen ze niet voor:' Aristoteles (4e eeuw v. Christus) beschouwde kometen als een atmosferisch verschijnsel (zoals meteoren, ook wel vallende sterren genoemd). Seneca (1e eeuw na Chr., leraar en politiek adviseur van de Romeinese keizer Nero), stelde al dat de beweging der kometen lijkt op die der planeten. Ze vertonen geen parallax (7), dus kunnen ze niet tot de atmosfeer behoren. Je houdt het niet voor mogelijk, maar toch hield het -volkomen en duidelijk aantoonbaar foute- standpunt van Aristoteles tot 1577 (!) stand. In dat jaar bestudeerde Tycho Brahe (een Deens edelman) de baan van een heldere komeet en vergeleek deze met waarnemingen van andere astronomen uit heel Europa. Slechts een heel geringe parallax was aantoonbaar, waaruit Brahe een afstand van 1,6 miljoen km berekende, weliswaar veel te laag, maar toch duidelijk buiten de atmosfeer! Een naam die onverbrekelijk met het begrip komeet verbonden is, is die van Halley, (geb in Lincolnshire). Als eerste berekende hij de baan van een (heldere) komeet, verschenen in Daarvoor had Kepler ( ) al, uit waarnemingen van Tycho Brahe, loopbanen van planeten afgeleid (neergelegd in de drie bekende wetten van Kepler). Let wel, afgeleid en niet berekend. Dit zou pas kunnen nadat Newton ( ) zijn beroemde gravitatiewet had gepostuleerd. Het is nauwelijks in woorden uit te drukken wat deze wet voor de astronomie heeft betekend! Naderhand bleken de wetten van Kepler in volmaakte overeenstemming met de wet van Newton. Let wel, vóór die tijd ging men uit van twee soorten mechanica: Op aarde gold de wet, dat een lichaam waarop geen krachten werkten een eenparig rechtlijnige beweging uitvoerde (of in rust was). In het heelal goldt de wet dat hemellichamen waarop geen krachten werkten cirkelvormige bewegingen uitvoerden! Sinds Newton weten we dat er (uiteraard) maar één (hoofd)wet der mechanica bestaat en dat de cirkelbewegingen het gevolg zijn van de zwaartekracht, door de zon op de planeten uitgeoefend. Halley was nu de eerste astronoom die (mbv. Newtons gravitatiewet) kometenbanen ging berekenen. Het gevolg van zijn onderzoek was dat hij tot de conclusie kwam dat de komeet van 1682 dezelfde geweest moest zijn als die welke in 1531 en in 1607 waren verschenen! De tussenpozen tussen deze drie kometen bedroeg in beide gevallen (bijna) 76 jaar.

4 Hij voorspelde ook dat de komeet (die zijn naam zou gaan dragen: de komeet van Halley) in 1758 weer zou verschijnen. Hetgeen ook inderdaad gebeurde! Zelf heeft hij dit niet meer mee mogen maken, maar geniaal was het wel. (Vergelijk de voorspelling van Einstein over de afbuiging van het licht o.i.v. de zwaartekracht, hetgeen inderdaad bij de eerstvolgende zonsverduistering werd bevestigd). In totaal zijn nu 28 (!) verschijningen van Halley's komeet (een record!) waargenomen, beginnende bij 87 v.chr. tot Was de komeet in 1910 nog een spectaculaire verschijning (mijn ouders hoorde ik daar enthousiast over vertellen), de verschijning in 1985 was ronduit teleurstellend. Zelf moest en zou ik hem zien, wat inderdaad gelukte (als een onbeduidend neveltje in mijn telescoop) maar daar was ook alles mee gezegd. Ik heb me laten vertellen dat er speciale nachtvluchten zijn georganiseerd, met champagne en al (voor veel geld mee te maken) die achteraf heel gezellig bleken te zijn geweest, maar een komeet gezien? Neen ho maar (Iemand antwoordde : hoezoo?!) De komeet van Halley is (tot nu toe!) elke 76 jaar 'verschenen'. Een dergelijke komeet noemen we periodiek. Uiteraard verdwijnt een komeet slechts uit het gezichtsveld maar blijft natuurlijk bestaan. De sterk wisselende helderheid moet allereerst toegeschreven worden aan de -meestal- sterk excentrische ellipsbaan waarbij de zon in één der twee brandpunten staat. Het verschil in afstand van de zon tot perihelium en aphelium (4) is dus -meestal- erg groot. Bij Halley bedragen deze afstanden resp. 0,6 en 35,3 AE. Op zijn verst van de zon verwijdert bevindt 'Halley' zich ongeveer op een afstand zoals Pluto van de zon. Er zijn vele periodieke kometen ontdekt, echter meestal lang niet zo helder als 'Halley', vaak zelfs voor het 'blote oog' onzichtbaar. Deze, slechts mbv een telescoop waarneembare kometen, worden (heel toepasselijk) telescopische kometen genoemd. Zoals reeds gezegd: heldere kometen met een fraaie staart komen -gemiddeld- hoogstens in de 100 à 200 jaar voor! De meeste periodieke kometen hebben echter slechts een periode van 5 a 8 jaar en een apheliumafstand van 5 a 6 AE (dit is ongeveer de afstand van Jupiter tot de zon en dit is niet toevallig, maar daarover later meer!). Tot nu toe samengevat kunnen we stellen dat -periodieke- kometen, met de ons overbekende planeten, zon en maan, en verder ook de planetoiden en meteoroïden (9) tot ons zonnestelsel behoren. Maar.. waar komen ze vandaan, hoe zijn ze ontstaan, hoe zit het met de niet-periodieke kometen die -schijnbaar?- eenmalig verschijnen (Hale-Bobb is 3000 j geleden ook al eens verschenen!), waarom die onvoorspelbaarheden (ook nu nog) in baan, periodicteit en helderheid? Daarover in een volgende aflevering meer! Aanhangsel: (1) Onder de absolute helderheid van een komeet verstaan we de helderheid indien de komeet op zowel 1 AE afstand van de zon als van de aarde staat. (2) De helderheid (voor het oog, dus optisch) van een hemellichaam wordt uitgedrukt in een zg magnitude. De helderste sterren (zoals Sirius) hebben een magnitude 1. Magnitude 2 komt overeen met een helderheid die een factor 2,5 minder is.

5 NB: De nog net met het blote oog zichtbare sterren hebben een magnitude 5 (of 6 voor goede ogen). Een ster met een magnitude m=1 is dus 40 maal zoo helder als een ster met magnitude 5 (reken maar na). De avond-(of ochtend) ster Venus (in feite een planeet) kan zelfs een helderheid m = -4 bereiken (dus 100 maal zo helder als Sirius). (3) In de oudheid was er in feite geen verschil tussen de -wetenschappelijke- astronomie en de (nu) hoogst onwetenschappelijke astrologie. (4) Een ellipsbaan kent twee brandpunten. Hemellichamen, tot ons zonnestelsel behorend, beschrijven ellipsbanen met (bij benadering) de zon in een der brandpunten. Het punt met de korste afstand tot de zon noemt men het perihelium, met de langste afstand het aphelium. (zie tekening hiernaast). (5) 1 AE(Astronomische eenheid)= afstand aarde-zon=150 miljoen km (6) Het wereldbeeld van Ptolomeus is geocentrisch, dwz de aarde is in het middelpunt van het heelal gesteld. Daaromheen bevinden zich zg sferen, (boloppervlakken). In de eerste draait de maan, in de volgende de zon, dan komt de sfeer waarin de planeten zich bevinden die, epicycles beschrijven. De laatste sfeer (de achtergrond dus) bevat de vaste NB: sterren. Dit wereldbeeld heeft zich weten te handhaven tot Copernicus in ±1500 met zijn heliocentrisch wereldbeeld kwam, waarbij de zon in het midden van het heelal werd gedacht. (7) Parallalax is het verschijnsel waarbij, tgv van verplaatsing van de waarnemer (W), de (verre) achtergrond van een niet al te veraf beeld (B) verandert. Zo heeft men met de parallax de afstand van 'naburige' sterren (die bekeken werden vanuit twee punten van de aardbaan, die een halfjaar uit elkaar lagen) kunnen bepalen. (8) Meteoroïden is de verzamelnaam voor hemelgruis (varierend in grootte van een zandkorrel tot een blok van honderden meters in doorsnee) dat in de atmosfeer terecht komt. Door hun enorme snelheid ten opzichte van de atmosfeer, varierend van enkele tot tientallen km per sec.) ontstaat door wrijving een enorme hitte. De kleinere deeltes verbranden geheel voordat ze de aarde kunnen treffen en worden meteoren (ook wel vallende sterren) genoemd. De grotere stukken komen op de aarde en worden meteorieten genoemd. Heel beroemd is de meteoriet die 65 miljoen jaar geleden de aarde trof (In het Caribisch gebied). De gevolgen waren catastrofaal en (heel vermoedelijk) de oorzaak van het uitsterven van onder meer de dinosauriërs. Jaap Kuyt.