Eén, twee, drie: Beta Cygni / Albireo AB, vervolg van Oppepper 10 april
Drie sterren
De heldere gouden ster bevindt zich op ongeveer 430 lichtjaar afstand van ons. Albireo B, de zwakkere blauwe ster, bevindt zich op een afstand van ongeveer 400 lichtjaar. Hoewel de twee sterren voor onze ogen dicht bij elkaar aan de hemel lijken te staan, is het vanuit ons perspectief niet helemaal zeker of ze door zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn, d.w.z. dat ze om elkaar bewegen. Ze lijken op een dubbelstersysteem. Maar waarschijnlijk is dat niet het geval. Dus is het toeval dat “A” en “B” dicht bij elkaar verschijnen aan onze nachtelijke hemel? Ze vormen voor ons in ieder geval een optische dubbelster en waarschijnlijk geen fysiek dubbel systeem. Veel experts denken dat Albireo slechts een optische dubbelster is omdat de snelheden tussen de twee componenten te verschillend zijn. Van Albireo A is wel bekend dat het op zich wel een dubbelster is, twee sterren die samen om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien, hoewel de twee sterren te dicht bij elkaar staan om ze afzonderlijk met een telescoop te zien. De positie van Albireo A aan de hemel wiebelt een beetje en dat is een teken dat er iets zwaars in de buurt is. De wiebel is te groot om het onzichtbare object een planeet te laten zijn, en dus moet het een ster zijn. Met het blote oog zien we in dat ene puntje aan de nachtelijke hemel het licht van drie sterren.
Wat vertelt ons een spectrum
Een spectrum wordt gemaakt met behulp van een spectrograaf. Dat is een apparaat dat het licht van de ster splitst in de kleuren van de regenboog. De kleur (golflengte) waar de helderheid het grootst is geeft informatie over de temperatuur aan het oppervlak van de ster. Donkere lijnen in het spectrum vertellen op hun beurt welke chemische elementen aanwezig zijn en in welke mate. Ook vertelt de precieze plek waar een lijn ligt de snelheid waarmee een ster van ons af of naar ons toe beweegt. Net zoals we dat kennen van het geluid van een ambulance die van ons af of naar ons toe komt rijden: dopplereffect. Het uitvinden van de spectrograaf is daardoor een belangrijke stap geweest in het onderzoek van het heelal. Naarmate objecten heter worden, stralen ze energie uit die wordt gedomineerd door kortere golflengten. Warme objecten worden door ons blauw gezien, koele als rood. Aan de spectrumprofielen van Beta Cygni kun je heel mooi zien dat de helderheid bij Albireo A, bovenaan, verschoven is naar het rode uiteinde van het spectrum en op Albireo B in het blauw geconcentreerd is. Albireo A toont het spectrum van een reuzenster, koeler dan de zon en het grootste deel van zijn energie wordt uitgestraald op gele en rode golflengten. Albireo B heeft het spectrum van een ster die juist meer energie uitstraalt in blauw en violet licht, en daarmee veel heter is dan de zon. Uit de spectra volgen een temperatuur van circa 4.000 °C voor Albireo A en 12.500 °C voor Albireo B. Onze zon produceert meer geel/groen licht dan welke andere kleur, waaruit een oppervlaktetemperatuur van circa 5.500 °C volgt.
Carol v.d. Wijngaart
De Plejaden, vervolg van Oppepper 13 februari
Waarneemgeschiedenis
De Plejaden is een prominent object aan de nachtelijke hemel met een opvallende plaats in de oude mythologie. In de winter is de groep een duidelijk baken op het noordelijk halfrond en in de zomer op het zuidelijk halfrond. Hierdoor zijn de sterren al sinds de oudheid bekend bij culturen over de hele wereld, waaronder de Maori en Australische Aboriginals, de Chinezen, de Maya’s, de Azteken en de Sioux en Cherokee van Noord-Amerika.
De vroegst bekende afbeelding van de Plejaden is misschien afgebeeld in een grotschildering in Lascaux, Frankrijk, waar een reeks geschilderde stippen in de buurt van een groot stier mogelijk de groep voorstelt. De vroegste schriftelijke verwijzing is waarschijnlijk een Chinees geschrift dat dateert uit rond 2300 voor Christus. Een andere bekende afbeelding van de Plejaden is wellicht een Noord-Duits artefact uit de bronstijd bekend als de Nebra Sky Disk, gedateerd op ongeveer 1600 voor Christus. Ofschoon er twijfels over de leeftijd zijn en de schijf jonger kan zijn (1-e eeuw voor Christus).
De sterrenhoop werd begin 17-e eeuw voor het eerst met de – toen net uitgevonden – telescoop onderzocht door Galileo Galilei. Hij publiceerde zijn waarnemingen, waaronder een schets van de Plejaden met 36 sterren, in zijn verhandeling Sidereus Nuncius in maart 1610. Zo’n 150 jaar later postuleerde John Michell dat de kans op een toevallige samenstand van de sterren van de Plejaden zo klein was, dat het hier wel om een aan elkaar gerelateerde groep sterren moest gaan. Latere studies van de beweging van de individuele sterren bewezen dat hij gelijk had en dat de sterren gezamenlijk als een groep door het universum bewegen.
Betekenis
De goede zichtbaarheid aan de nachtelijke hemel heeft er voor gezorgd dat de groep een speciale plaats kreeg in veel culturen, zowel oude als moderne. De sterren vormden een baken in de scheepvaart en voor het bepalen van de seizoenen voor de landbouw. De Plejaden zijn in de westerse wereld genoemd naar zeven zussen uit de Griekse mythologie die door Zeus aan de hemel waren geplaatst. De Oude Egyptische cultuur kende de Hemelstier die zeven koeien onder zijn hoede had. Een andere Egyptische mythe zegt dat de hoofdtooi van de godin Sesjat de Plejaden voorstelde. Voor de Vikingen waren zij de kippen van de godin Freya en ook in andere Noord-Europese culturen worden zij in verband gebracht met een kip met kuikens. Van enkele indianenstammen in Noord-Amerika komt het geloof dat alle mensen van de Plejaden afstammen. De groep werd ook wel gebruikt om iemands gezichtsvermogen te testen door te vragen hoeveel sterren iemand kon zien. Samengevat: deze groep sterren viel wel op aan de hemel, de sterrenhoop werd praktisch gebruikt en ons brein probeert voor hun plek in onze wereld een verklaring te vinden. Het leven is tijd die niet helemaal begrepen wordt. De mens is een verhalenverteller, niet per se waargebeurde.
Carol v.d. Wijngaart
Kijk in de sterren – Donkere dagen voor Kerstmis
vervolg van Oppepper 12 december
Rondje om de zon
De Grieken gingen ervanuit dat alle bewegingen aan de hemel in cirkels verliepen en dus ook die van de zon. De hemel was immers het gebied van de goden en daarmee perfect, en de cirkel werd gezien als een perfecte vorm. Dat betekende dat de zon met een constante snelheid langs de hemel moest bewegen en dat er altijd hetzelfde tijdsverschil moest zijn tussen het moment dat de zon de volgende dag weer in het zuiden zou staan (zonnedag). Preciezere waarnemingen waren pas mogelijk toen een betrouwbare d.w.z. constant lopende klok uitgevonden werd. De waarnemingen lieten toen al snel zien dat dat tijdsverschil niet van dag tot dag hetzelfde was en de dag volgens de zon dus niet altijd even lang was. De kloktijd tussen het moment waarop de zon ‘in het zuiden’ staat en het volgende moment ‘in het zuiden’ is niet precies 24 klokuren. Soms loopt de zon voor, dan weer loopt ze achter. Door Copernicus en Galilei weten we dat de aarde om de zon beweegt en sinds Kepler weten we dat de baan van de aarde om de zon geen cirkel maar licht elliptisch is. Begin januari staat de aarde het dichtst bij de zon en is zijn snelheid in de baan om de zon het grootst. Dit verlengt de zonnedag omdat de aarde iets langer om zijn as moet draaien om de zon weer recht voor zich te krijgen om ‘op het zuiden te staan’. Een tweede oorzaak van dat de zonnedag schommelt komt doordat de aardas schuin staat. Dit schuin staan veroorzaakt ook de seizoenen; zichtbaar door het bewegen van de lengte van de schaduw en uiteraard de veranderingen in de natuur.
De donkere dagen voor kerst
Aan het begin van de zomer en de winter is de aardas naar de zon toe gekanteld. In onze winter is onze (noord-)kant van de aarde van de zon afgewend. Daardoor valt er iets minder zonlicht – en daardoor minder warmte – op het noordelijk halfrond en is het hier dan winter. Bij het begin van de lente en de herfst staat de aardas scheef voor de zon. Het effect van het verschil tussen de kloktijd en de zonnetijd is het meest merkbaar rond de jaarwisseling. Het begin van de winter (langste schaduw, meestal 21 december) is de kortste dag. Maar de dag waarop de vroegste zonsondergang gebeurt vindt al eerder plaats, in Nederland ongeveer 9 dagen eerder. Vandaar dat men wel spreekt van ‘de donkere dagen voor kerst’. De laatste zonsopgang is juist 9 dagen na de kortste dag. In januari worden de dagen ook langer door de seizoensinvloed. Dit maakt dat we spreken over dat het snel ‘licht’ wordt.
Tijdsvereffening en Analemma
Dit hele proces van het verschil tussen de kloktijd en de zonnetijd wordt tijdsvereffening genoemd en heeft – zoals we hierboven lazen – twee oorzaken: de verschillende snelheid van de aarde gedurende het jaar in zijn baan om de zon en het scheef staan van zijn draaias. De tijdsvereffening is zichtbaar te maken in een heel speciaal figuur dat het Analemma genoemd wordt. Dit figuur is niet in het echt te zien. Het is een vorm die ontstaat als men elke dag op hetzelfde tijdstip de positie van de zon vastlegt, bijvoorbeeld op een meervoudig belichte foto. Onderstaand figuur geeft hiervan een voorbeeld. Ze toont wanneer de zon voor, resp. achterloopt ten opzichte van ons fantastisch regelmatig lopend horloge. De figuur is een uitgerekte acht. De uitwijking in de hoogte hangt samen met de seizoenen: in de zomer staat de zon hoger aan de hemel dan in de winter. De zijdelingse component wordt veroorzaakt door de tijdsvereffening. De onderste lus is wijder dan de bovenste, omdat de twee oorzaken van de tijdsvereffening in dezelfde richting werken tijdens herfst en winter, en tegengesteld in de lente en de zomer.
De foto geldt voor een waarnemer die zich op het noordelijk halfrond bevindt. Als vast tijdstip is hier het moment gekozen dat de zon bij de zonnewende in het zuiden staat. (Daardoor staat het figuur rechtop.) Vanuit de winterstand loopt het spoor dat de zon aan de hemel volgt linksom de 8 door. Voor iemand op de evenaar staat het figuur recht boven hem. Vanaf het zuidelijk halfrond staat ze omgekeerd. De kleine lus van de acht is altijd naar het noorden gericht.
Carol v.d. Wijngaart