De Leidse Sterrewacht

De Leidse Sterrewacht Langs de Witte Singel ter hoogte van de Hortus Botanicus staat een markant gebouw: De Oude Leidse Sterrewacht. Sinds 1633 wordt in Leiden de sterrenhemel bestudeerd. Niet meer professioneel, toch in gebruik De telescopen zijn te klein en de omstandigheden in Leiden zijn door de lichtvervuiling niet gunstig meer. Toch kunt u de Sterrewacht bezoeken en door een van de telescopen naar maan en sterren, of planeten zoals Saturnus, kijken. Dat kan, omdat de Werkgroep Leidse Sterrewacht ruim vijfentwintig jaar geleden de zorg voor de historische kijkers op zich nam. De Sterrewacht, gezien vanaf de Witte Singel, is niet meer professioneel in gebruik, maar al meer dan 100 jaar een instituut met wereldfaam. Wereldnaam De Sterrewacht heeft een aanzienlijke bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van de sterrenkunde in de wereld. Het werk van Frederik Kaiser heeft de Nederlandse sterrenkunde aan de top gebracht. Daar plukken we nu nog de vruchten van. En dat is de moeite waard om te vertellen. In deze expositie laat de Werkgroep u kennismaken met het gebouw, het onderzoek, en een aantal markante onderzoekers. Gerard Kuiper, die voor de Apollo-missies de maanatlas zou maken, gebruikt in 1932 de tien-duims telescoop. Tijdens de jaarlijkse landelijke sterrenkijkdagen kijken deze Leidenaren veilig naar de Zon, dankzij de Werkgroep Leidse Sterrewacht. In één van de koepels staat de tien-duims, een kijker met een lens van 26,6 cm (10 Parijse duimen) en een brandpuntsafstand van bijna 4 meter. 1

Historie Rustig begin op het academiegebouw Bij de start van de Universiteit van Leiden in 1575 wordt de Griekse sterrenkunde onderwezen als onderdeel van de wiskunde. De eerste professor-mathematicus die zelf de veranderlijke hemel wil gaan waarnemen is Jacob van Gool of Golius. In 1633 plaatst hij het 2,1 meter kwadrant van Snellius op een waarneemplatform op het academiegebouw. Hiermee is de Leidse Sterrewacht de oudste universitaire sterrenwacht in de wereld. Het kwadrant is ongeveer 150 jaar lang het beste dat er bestaat. Als instelling voor hoger onderwijs heeft de Leidse Sterrewacht echter vrijwel geen aandeel in de ontwikkeling van de sterrenkunde. Nieuwe Sterrenwacht levert toponderzoek Al in 1754 worden de eerste plannen voor een nieuwe sterrenwacht gemaakt. Pas in 1854 lukt het Frederik Kaiser, directeur van de Leidse Sterrewacht en Rector Magnificus van de Universiteit van Leiden, om voldoende geld in te zamelen. In 1861 kan de nieuwe sterrenwacht eindelijk in gebruik worden genomen. Het kwadrant van Snellius is nu te bewonderen in Museum Boerhaave. Onder Kaiser verwerft de Leidse Sterrewacht internationale faam en zijn opvolgers zoals De Sitter, Hertzsprung en Oort geven de Nederlandse sterrenkunde de roem die het nu nog heeft. In 1975 verlaten de sterrenkundigen het gebouw en verhuizen naar het modernere Huygenslaboratorium. Een onfrisse ruzie gaat vooraf aan de bouw van de Sterrewacht op het Hortus terrein. Gezicht op de Sterrewacht vanaf de Vreewijkbrug (1915 ) 2

Het sterrenwachtgebouw Architectuur Voor het ontwerp van de Leidse Sterrewacht staat de Pulkova sterrenwacht in St. Petersburg model. Het gebouw, in Italiaans classicistische stijl ontworpen door H. Camp, is speciaal voor de sterrenkunde ingericht. De Sterrewacht staat oost-west georiënteerd en elke kijker staat op een zuil die trillingsvrij en los van het gebouw staat. Vanwege de slappe grond wordt het gebouw ondersteund door 1500 heipalen. Alleen al de meridiaankijker heeft 100 heipalen. De meridiaankijker, het belangrijkste instrument in 1861, keek pal zuid door een sleuf in het gebouw. De Leidse Sterrewacht bijna vijftig jaar geleden. Instrumenten In de noordelijke koepel, boven de hoofdingang, staat de tien-duimskijker. Deze heeft een lens van de beroemde Amerikaanse lenzenslijper Alvin Clark, in 1885 bij oplevering één van de grootste in Europa. In de zuidelijke koepel, aan de singelkant, bevindt zich de zes-duimskijker. Deze kijker uit 1838, heeft een lens van de beroemde Europese lenzenslijper Merz. De kijker stond hiervoor al op het academiegebouw. Rijk versierde bibliotheek Op de eerste etage van het hoofdgebouw bevindt zich de zeer fraaie bibliotheek, uitgevoerd met schitterend houtsnijwerk. De Pulkova sterrenwacht uit 1839 is door tsaar Nicolaas I uit een zeer royale beurs gesticht. Deze sterrenwacht was niet alleen voor Leiden een voorbeeld, maar voor de meeste grote Europese sterrenwachten. Door het tijdstip, waarop een ster door de meridiaan (het zuiden) gaat, is de positie van die ster zeer nauwkeurig te meten. Als de positie van de ster bekend is kan de plaatselijke tijd zeer nauwkeurig worden bepaald. 3

Nieuwe kijkers De fotografische dubbelkijker In 1887 komt de internationale conferentie Carte du Ciel bijeen in Parijs met als doel de sterrenhemel fotografisch in kaart te brengen. Nederland zal alleen adviseren in dit project. Directeur H.G. van de Sande Bakhuyzen kan de kans niet voorbij laten gaan om relatief goedkoop een fotografische kijker op de Sterrewacht te krijgen. De Telescoop wordt besteld met een iets grotere, gunstigere, lensopening van 34 centimeter. De dubbelkijker wordt in 1898 stabiel opgesteld op een Engelse montering. Met de kijker worden bijna een eeuw lang zeer veel helderheden en posities van sterren gefotografeerd op glasplaten van 25x25 centimeter en daarna uitgemeten. De zunderman kijker Rond 1938 wordt er een spiegeltelescoop, met een spiegel van 45 centimeter, geplaatst in de koepel van de toren uit 1878. Deze telescoop is onder leiding van de chef-werkplaats H. Zunderman gebouwd. Met de nieuwe techniek om de helderheid van sterren op een foto-elektrische manier te meten worden helderheden van sterren bepaald. Vele lichtkrommen worden gemeten met deze kijker zoals de bekende bedekkingsvariabele ster RZ-Cas. De toren aan het eind van de Sterrewachtlaan is een ontwerp van architect en bouwer P.J.H. Cuypers, ontwerper van Amsterdam C.S. en het Rijksmuseum. De toren heeft een fundering van 109 heipalen, die 6 meter diep in de grond staan. De zuil, waar de kijker op staat, wordt ondersteund door 25 heipalen. Hij komt gereed in 1878. De fotograaf heeft twee telescopen. Eén om te fotograferen, de ander om te richten en de volgster in de gaten te houden. De lichtweg van de spiegelkijker is als het ware opgevouwen waardoor een compacte koepel voldoende is. 4

Sterrenkunde in vogelvlucht Positiebepaling De sterrenkunde houdt zich traditioneel bezig met de positie van sterren en planeten. Waarom lijkt de planeet Mars soms terug te bewegen? Wanneer beginnen de seizoenen en wanneer moet je zaaien? Wanneer vindt een zons- of maansverduistering plaats? Dat zijn tot aan het begin van de 19e eeuw de voornaamste vragen die de sterrenkunde beantwoordt. Licht geeft geheimen prijs In de eerste helft van de 19e eeuw zorgt de industriële revolutie voor steeds betere instrumenten. In de tweede helft leren we het licht van hemellichamen ontleden en komen we meer te weten over de samenstelling en de aard van zon en sterren. Op de Sterrewacht is positiebepaling nog steeds belangrijk. Planeten en kometen krijgen de nodige aandacht. Een explosie van kennis In de twintigste eeuw neemt ons arsenaal aan instrumenten enorm toe. Dank zij de kernfysica kennen we nu ook de inwendige bouw en levensloop van sterren. Met de radiosterrenkunde kijken we diep het heelal in en zien we door het stof tussen de sterren heen. De hemel wordt letterlijk doorzichtig. De komst van de ruimtevaart legt het hele spectrum open. Op de Leidse Sterrewacht verplaatst het onderzoek zich naar individuele sterren, de Melkweg en de gassen tussen de sterren. Positiebepaling is geen doel meer op zich, maar een hulpmiddel voor onderzoek. In 1543 publiceert Copernicus zijn wereldbeeld. Niet de aarde staat in het centrum maar de zon. De aarde en de andere planeten draaien om de zon heen. Uit de nauwkeurige positiemetingen die Tycho Brahe maakte, kan Kepler, 50 jaar na Copernicus, zijn drie bewegingswetten afleiden. De planeten bewegen in ellipsen rond de zon. Door regelmatig de Hyaden, een open sterrenhoop, te fotograferen kan de beweging van de individuele sterren worden bepaald door op de foto s hun posities te meten en te vergelijken. Sterren die van dezelfde plek aan de hemel komen en op dezelfde afstand van ons staan, horen bij de groep. In 1814 ontdekt J. Fraunhofer honderden donkere lijnen in het zonnespectrum. In 1862 ontdekken G. Kirchhoff en R. Bunsen dat uit deze lijnen de samenstelling van de zon kan worden afgeleid (spectraalanalyse van licht). In 1924 ontdekt Edwin Hubble, dat een aantal nevels aan de hemel niet tot onze Melkweg behoren, maar zelf melkwegstelsels zijn. Deze foto van de ruimtetelescoop Hubble laat zien dat melkwegstelsels ook kunnen botsen. 5

Bij de tijd Presisie in tijdmeting De Leidse Sterrewacht heeft altijd een nauwkeurige tijddienst gehad. Van meerdere klokken werd bijgehouden in hoeverre zij voor- of achterliepen. Deze klokken werden geijkt aan de hand van sterren waarvan de positie met ongekende nauwkeurigheid was vastgesteld. Door het moment te meten dat een de ster door de meridiaan (het zuiden) ging kon de tijd nauwkeurig worden bepaald. De tijd in Nederland Van 1859 tot 1919 is de Leidse Sterrewacht verantwoordelijk voor de juiste tijd in Nederland. Tussen 10 uur s avonds en 7 uur s ochtends wordt via de telegraaf de tijd van Leiden doorgegeven naar de havens. Hiervoor moeten om 10 uur op 14 stations een aantal schakelaars worden omgezet. Vergeet één beambte dit te doen dan loopt de boel mis. Storm, regen en onweer kunnen de doorgifte van de tijd bemoeilijken. Het MEOB als bijbaan In 1857 wordt Kaiser persoonlijk benoemd tot Verificateur van s Rijks Zee-instrumenten. Het instituut, dat later uitgroeit tot het M.E.O.B. in Oegstgeest, heeft als taak het regelen, nazien, schoonmaken en opnieuw afstellen van de instrumenten van de Koninklijke Marine. Chronografen in bedrijf. Vanuit elke koepel kon men deze bereiken. Elke 2 seconden werd een gaatje in een papierstrook geprikt. De waarnemer gaf met een gaatje zijn waarneming aan op het papier Ontwikkeling en onderhoud van instrumenten gebeurde meest in eigen beheer. Uiterste precisie en vakmanschap zijn nodig in de instrumentmakerij. Voor veel leerlingen van de Leidse Instrumentmakers School was het dan ook een uitstekende leerschool en velen hebben, eenmaal volleerd, de Leidse sterrenkundigen van instrumenten voorzien. Veel Leidenaren kwamen naar de Sterrewachtlaan voor de juiste tijd en om hun klok er op gelijk te kunnen zetten. 6