Kijk Omhoog! Inleidingsles over sterrenkunde

Kijk Omhoog ! Inleidingsles over sterrenkunde. Over sterren en sterrenbeelden De dagelijkse schijnbare beweging De gang van de zon tussen de sterren De beweging van de maandag De beweging van de planeten Kometen Meteoren Bijvoegsels : tabellen en sterrenkaartjes

E.S.Wojciulewitsch, Nationaal Planetarium Brussel 1986, herzien in 2006, 2008

Over sterren en sterrenbeelden Bij nachtelijke waarnemingen van de hemel ontdekken we onmiddellijk de sterren. Ze zijn in alle richtingen te vinden, en sommige zijn met speciale sterrenkijkers ook overdag te zien. Als er geen dampkring zou zijn, dan zou dat zelfs zonder speciale kijkers kunnen. Het felle licht van de zon wordt immers zodanig in de dampkring verstrooid, dat het veel zwakkere sterlicht over dag niet meer afzonderlijk te onderscheiden is. (over de opbouw van de sterren wordt uitvoerig gehandeld in een volgende bijdrage). De zon is overigens één van al die sterren. Zij onderscheidt zich enkel van de andere, doordat de aarde er in een baan omheen wentelt. De astronomen uit de prehistorie en de oudheid brachten reeds orde in de veelheid van sterren door middel van de figuren, sterrenbeelden of constellaties genoemd. Dat gebeurde dan meestal in een of andere mythologische of religieuze context. Deze figuren maken van de chaotisch verspreide sterren een min of meer overzichtelijk geheel en als zodanig worden ze nog steeds gebruikt. Zo ontstonden de GROTE BEER (URSA MAJOR), de KLEINE BEER (URSA MINOR), CASSIOPEIA, ORION, de ZWAAN (CYGNUS) en nog vele andere (zie tabel achteraan). De sterren werden door Bayer (1572-1625) in zijn sterrenatlas Uranometria benoemd naar het sterrenbeeld waarin ze zich bevinden. De helderste ster van het sterrenbeeld Grote Beer heet zo  UMa, de op één na helderste ster  UMa, de op drie na helderste van Cassiopeia heet  Cas en zo verder. Alleen de helderste sterren hadden al een bijzondere naam gekregen (meestal reeds van in de oudheid):  UMa heet zo ook Polaris  Lyr heet zo ook Wega  Cyg heet ook Deneb Als het griekse alfabet is uitgeput, gebruikte Bayer latijnse kleine letters, daarna latijnse hoofdletters. Nog zwakkere sterren waarvoor geen letter meer beschikbaar is, krijgen een volgnummer ontleend aan de sterrencatalogus van Flamsteed (16461720). Deze gaf per sterrenbeeld aan de sterren een volgnummer i.p.v. een griekse of andere letter. Zo is de ster 61 Cygni de ster in het sterrenbeeld Zwaan met het volgnummer 61. Dikwijls worden reeds Flamsteed-nummers gebruikt van zodra er binnen een sterrenbeeld geen griekse letter meer beschikbaar is. Wat vroeger de helderste ster van een sterrenbeeld was, is dat niet altijd gebleven. Vele sterren veranderen immers van helderheid, al of niet regelmatig. De naamgeving werd hieraan echter nooit aangepast, zodat het verband tussen helderheid en naamgeving soms verloren is gegaan. Tot diep in de negentiende eeuw was het in kaart brengen van de hemel zowat de voornaamste bezigheid in verband met sterren. Het enige wat immers van de sterren bepaald kon worden, was de richting waarin ze te zien zijn en hun schijnbare helderheid. Over de afstanden kon tot in de negentiende eeuw geen zinnig idee geformuleerd worden. ESWO-1986-13

-2-

Ondanks alle bestaande atlassen en gegevensbanken blijft het daadwerkelijk verkennen van de hemel een boeiende bezigheid, en elk student in de sterrenkunde zou er een deel van zijn tijd moeten aan besteden. Het is bovendien een geweldige vrijetijdsbesteding, waarvoor men bij een aantal volkssterrenwachten terecht kan (heel in het bijzonder : Urania te Hove bij Antwerpen, www.urania.be). De kaartjes in de bijvoegsels kunnen dienen bij de eerste pogingen tot hemelverkenning.

Foto 1 : Het sterrenbeeld Orion zoals het te zien is op het noordelijk halfrond tijdens de winter. De oranje ster links boven is Betelgeuze (α Ori). De heldere blauwe onderaan rechts is Rigel (β Ori). Foto van M.Spinelli

Met een gewoon binoculair is reeds duidelijk te zien dat  Lyr nabij Wega ( Lyr, bijvoegsel 4, kaartje 8) uit twee even heldere sterretjes bestaat, Met kleine sterrenkijkers blijken die afzonderlijk ook weer dubbel te zijn. Zeer mooi is de dubbelster  Cyg in het sterrenbeeld Zwaan (foto 2).

Foto 2 : Het sterrenbeeld Cygnus (Zwaan). De helderste ster links is Deneb (α Cyg). Bovenaan rechts is  Cyg. Met een kijker blijkt het een dubbelster te zijn gevormd door een rode en een blauwe ster. Foto van J. Lodriguss

Een andere dubbelster wordt gevormd door Alcor en Mizar in de Grote Beer (bijvoegsel 4, kaartje 1). Met het blote oog kunnen beide sterren onderscheiden worden. Het is in dit geval slechts een optisch effect. Beide sterren staan enkel ongeveer in dezelfde richting. Met behulp van een telescoop blijkt echter dat zowel Alcor als Mizar zelf echt dubbel zijn. Mizar vormt zelfs een meervoudig stelsel. Voortzetting van de boog van de staart van de Grote Beer, leidt tot de ster Arcturus (bijvoegsel 4, kaartje 7). ESWO-1986-13

-3-

Met een gewoon binoculair is reeds duidelijk te zien dat de sterren verschillende kleuren hebben1. Zo hebben de sterren van de dubbelster  Cyg, duidelijk een verschillende kleur (blauw, oranje), terwijl Arcturus duidelijk oranje is. Als alle sterren even veel licht zouden uitstralen, dan zou de schijnbare helderheid meteen ook een maat zijn voor de afstand. Dit is echter niet het geval. Daarom wordt van schijnbare helderheid gesproken. De werkelijke helderheid is precies door de ongekende afstand niet zonder meer te bepalen. Reeds in de oudheid werden door Hipparchos de met het blote oog zichtbare sterren in zes helderheidsklassen ingedeeld, die nog steeds in gebruik zijn. Voorbeelden van de eerste grootte zijn Deneb, Altair, Aldebaran. Van de tweede grootte zijn de Poolster, zes sterren van de Grote Beer, Gemma in de Noorderkroon enz. De ster  UMa van de Grote Beer is van de derde grootte, en Alkor van de vierde. De zwakste sterren van de Kleine Beer zijn van de vijfde grootte. De sterren van de zesde grootte zijn met het blote oog slechts zichtbaar onder de beste omstandigheden. Later werden de zeer heldere Arcturus, Wega, Capella, Rigel ondergebracht in een afzonderlijke klasse van magnitude nul. Met de hedendaagse middelen kon bepaald worden dat als een ster één magnitude helderder is dan een andere, er op aarde 2,515 keer meer licht van ontvangen wordt. Dit laat toe de helderheidsschaal gewoon mathematisch te ijken en uit te breiden. Voor Sirius is de magnitude dan -1, en voor de zon -26,8. Een tabel achteraan vermeldt de helderste twintig sterren aan de hemel. Voor een daadwerkelijk eerste verkenning van de hemel vind je in bijvoegsel 4 enkele hemelkaartjes.

Figuur 1 : Waarom de dubbelster dubbelster Algol regelmatig van helderheid verandert.

Sommige sterren veranderen van helderheid. Een beroemd voorbeeld is Algol in het sterrenbeeld Perseus. Deze ster is normaal van de tweede grootte, maar om de drie dagen neemt de helderheid voor een vijftal uur af tot de derde grootte. Algol is eigenlijk een dubbelster. Dat zijn twee sterren die om elkaar heen bewegen (figuur 1). In het geval van Algol is de ene ster donkerder dan de andere (de helderste is Algol zelf). De ligging van het baanvlak van de sterren is nu zodanig dat bij elke omwenteling tweemaal één van de sterren de andere bedekt.

1

Die kleuren zijn op de foto’s zeer mooi te zien. Met het ongewapende oog is het wel iets moeilijker.

ESWO-1986-13

-4-

Normaal ontvangen we het licht van beide sterren samen. Maar als de donkere ster zich enkele uren voor de heldere schuift (positie B), wordt een deel van het (heldere) sterlicht afgeschermd en lijkt het geheel vanop aarde minder helder. Een halve baanomwenteling verder is het net andersom (positie D) In dit laatste geval is de helderheidsvermindering voor de waarnemer echter minder opvallend. Dit type van veranderlijke sterren heet bedekkingsvariabelen of eclipsvariabelen. In het sterrenbeeld Walvis is er een ster, Mira genoemd, die meestal niet zichtbaar is met het blote oog (bijvoegsel 4, kaartje 5). Om de (ongeveer) elf maanden wordt ze enkele maanden wel zichtbaar ! De helderheid neemt dan toe tot de vierde of derde grootte. Het gaat hier om daadwerkelijke fysische wijzigingen in de opbouw van de ster vooral in de buitenste lagen. Mira is het prototype van de langperiodieke veranderlijken. De ster  Cep is dan weer het prototype voor de cepheïden, heel regelmatig veranderlijke sterren met periodes van enkele dagen tot enkele tientallen dagen. De helderheidsschommelingen zijn hier het gevolg van een oscillatie van de ster rond een evenwichtstoestand. Afwisselend zwelt ze op en krimpt ze weer in. Bij de kleinste doormeter is de ster het helderst. Zeer kort periodiek zijn de RR Lyrae variabelen (periodes van enkele uren). De veranderlijke lichtkracht van al deze sterren, wijst op instabiliteitsfenomenen binnenin de ster. Alle sterren worden uiteindelijk onstabiel wat uitloopt in een minder of meer gewelddage explosie afhankelijk van de stermassa. Aan de hemel manifesteert zich dat als een opflitsende ster, nova of supernova. De schijnbare dagelijkse beweging Het is net alsof de hemel opgebouwd is uit een bolvormige koepel, bezaaid met een ontelbaar aantal sterren. Deze (uiteraard fictieve) koepel heet de hemelsfeer. Het zichtbare deel van de hemelsfeer wordt van het onzichtbare deel gescheiden door de horizon. Deze is de doorsnijding van de hemelsfeer met het horizonvlak. Voor elke waarnemer afzonderlijk is dat het vlak dat op diens plaats de aarde raakt. De richting loodrecht op het aardoppervlak (dus op het horizonvlak), wijst tussen de sterren een punt aan dat het zenit wordt genoemd. Wie de ganse nacht doorgaat met hemelwaarmeming, merkt al gauw dat de stand van die hemelsfeer gedurende de nacht verandert. Sterren nabij het zenit blijven daar dus niet, want het zenit doet niet mee aan die dagelijkse beweging. Aan de oostelijke horizon komen langzaam andere sterren te voorschijn. In het noordelijke halfrond trekken die dan schuin naar rechts omhoog, bereiken boven de zuidelijke horizon hun hoogste stand (culmineren), en zakken dan langzaam af naar de westelijke horizon, waaronder ze tenslotte verdwijnen. In het zuidelijk halfrond trekken de opkomende sterren naar links omhoog, bereiken boven de noordelijke horizon hun hoogste stand, en zakken dan langzaam af naar de westelijke horizon. ESWO-1986-13

-5-

Deze schijnbare beweging van de hemelsfeer als geheel omheen de aarde, opvallend zichtbaar door het opkomen en ondergaan van de zon en de maan, heet de schijnbare dagelijkse beweging. Zij is niets anders dan de weerspiegeling van de aswenteling van de aarde. De duur van één omwenteling heet een sterrendag. De zon doet daar aan mee, maar blijft dagelijks ongeveer 1° achter t.o.v. de sterren, zodat een schijnbare dagelijkse omwenteling van de zon ongeveer 4 minuten langer duurt dan voor de sterren(zie verder). Een zonnedag is dus ongeveer 4 minuten langer dan een sterrendag. Niet alle sterren komen op en gaan onder. Welke sterren wel opkomen en welke niet hangt af van de positie van de waarnemer. Aan de evenaar komen alle sterren op en gaan ze alle onder (behalve een ster die toevallig op de horizon en precies in het noorden of het zuiden zou staan). Naarmate de waarnemer zich van de evenaar verwijdert zijn er meer en meer sterren die steeds boven de horizon blijven. Deze zijn te vinden boven de noordelijke horizon in het noordelijk halfrond en boven de zuidelijke horizon in het zuidelijk halfrond. Tegelijkertijd zijn er meer en meer sterren die helemaal niet meer opkomen. Deze bevinden zich dan onder de zuidelijke horizon in het noordelijk halfrond en onder de noordelijke horizon in het zuidelijk halfrond. Als onze waarnemer uiteindelijk op een van de polen aankomt, is de helft van de schijnbare hemelsfeer permanent zichtbaar en de andere helft permanent onzichtbaar. Sterren die steeds boven de horizon blijven heten circumpolair. Gezien vanuit Centraal-Europa gaan de sterren van de Grote Beer en Cassiopeia nooit onder (bijvoegsel 4, kaartjes 1–4). Ze bereiken wel een laagste stand boven de noordelijke horizon, maar daarna klimmen ze terug op aan de hemel. Andere sterrenbeelden zijn in Europa nauwelijks gekend omdat ze er permanent onder de horizon blijven, zoals het Zuiderkruis. Op de Falklands zijn de Grote Beer en Cassiopeia echter permanent onder de horizon, terwijl het Zuiderkruis er circumpolair is. Van een hemellichaam dat zijn hoogste stand bereikt, wordt gezegd dat het (boven)culmineert. Van een hemellichaam dat zijn laagste stand bereikt, wordt gezegd dat het benedenculmineert. De circumpolaire sterren zijn tijdens de benedenculminatie nog zichtbaar. Eén van de hemellichamen is de zon zelf. Ook zij komt bijna overal ter wereld dagelijks op en gaat dagelijks onder. Enkel voor waarnemers in de buurt van de polen kan zij ook circumpolair zijn (binnen de poolcirkels, zie lessenreeks Cosmografie). Schijnbare gang van de zon tussen de sterren Sterren die kort na de zon ondergaan, zijn 's avonds in de avondgloed niet zichtbaar (schemering, verstrooid zonlicht). Sterren die kort voor de zon opkomen, zijn 's morgens in de ochtendgloed niet zichtbaar om dezelfde reden. Als de zon een vaste positie zou hebben tussen de sterren, zouden steeds dezelfde sterren zichtbaar zijn, en steeds dezelfde niet zichtbaar omwille van het zonlicht . Het zouden dan steeds dezelfde sterren zijn die samen met de zon boven of onder de horizon zijn. De nachtelijke hemel zou dan overanderlijk steeds dezelfde zijn elke dag van het jaar, in de zomer dezelfde als in de winter. We weten dat het niet zo is. ESWO-1986-13

-6-

Elke dag komt de zon vergeleken met de sterren een viertal minuten later op en gaat ze evenveel minuten later onder dan de dag daarvoor. Ze blijft duidelijk achter t.o.v. de dagelijkse beweging. Een ster, bijv. Castor die op een zekere dag in het begin van de zomer samen met de zon opkomt, is die dag dus niet zichtbaar in de ochtendschemering. Moest de zon een vaste positie hebben ten opzichte van de sterren, dan zou dat dus steeds zo blijven. Maar dezelfde ster Castor komt een maand later ongeveer 2 uur vroeger op dan de zon, en is dan wel degelijk zichtbaar in de ochtendschemering (voor zonsopkomst). Tijdens de verlopen maand is ze uit de ochtendschemering te voorschijn gekomen. Dit fenomeen heet de heliacale opkomst van de ster. Dat komt omdat de zon zich oostwaarts van haar verwijdert. Elke dag komt ze vier minuten extra later op dan de ster. Na drie-vier maanden staat Castor kort voor zonsopkomst hoog aan de. Uiteindelijk zal ze in de avondschemering verdwijnen (heliacale ondergang), omdat de zon haar vanuit het westen aan het inhalen is. Na een jaar zal Castor weer samen met de zon opkomen en ondergaan, en kan het hele verhaal opnieuw beginnen. Deze samenstand van twee hemellichamen (hier de zon en Castor) heet een conjunctie. Continu komen er uit de ochtendschemering sterren te voorschijn. De zon is ze gepasseerd en laat ze elke dag verder achter zich. Deze sterren komen daardoor steeds vroeger op en worden zo langzamerhand de hele nacht en later ook ’s avonds zichtbaar, tot ze in de avondschemering verdwijnen. Nauwkeurige observatie leert dus dat de zon zich ten opzichte van de sterren oostwaarts verplaatst. Dat geschiedt aan een tempo van ongeveer 1° per dag. Op 21 maart bevindt de zon zich in het sterrenbeeld PISCES (Vissen). Naarmate de maanden verlopen schuift ze langzaam door de sterrenbeelden ARIES (Ram), TAURUS (Stier), GEMINI (Tweelingen), CANCER (Kreeft), LEO (Leeuw), VIRGO (Maagd), LIBRA (Weegschaal), SCORPIUS (Schorpioen), OPHIUCHUS (Slangendrager), SAGITTARIUS (Schutter), CAPRICORNUS (Steenbok) en AQUARIUS (Waterman), en komt ze na één jaar terug in PISCES. Deze schijnbare jaarlijkse gang van de zon ten opzichte van de sterren is de weerspiegeling van de baanbeweging van de aarde omheen de zon, die zich net als de aardrotatie, aan de hemel manifesteert. Door de aswenteling van de aarde wentelen schijnbaar alle hemellichamen, ook de zon, in blok om de aarde, éénmaal per dag. Maar op iets langere termijn, door de baanbeweging van de aarde om de zon, projecteren we de zon vanop aarde op een langzaam veranderende achtergrond van sterren. Van op aarde gezien, beweegt de zon zich dus schijnbaar ten opzichte van de sterren. Als we de aswenteling van de aarde zouden kunnen stilleggen, dan zou het dagelijks opkomen en ondergaan van de zon samen met dat van de andere hemellichamen ophouden. Maar de zon zou zich dan nog steeds langzaam verplaatsen ten opzicht van de sterren, 1° per dag van west naar oost, (van rechts naar links op het noordelijk halfrond). Haar schijnbare baan tussen de sterren heet de ecliptica. Deze doorheen de in vorige paragraaf opgesomde sterrenbeelden, die samen de Zodiak vormen of de

ESWO-1986-13

-7-

Dierenriem2. Precies door deze schijnbare beweging zijn in de zomer 's nachts andere sterren aan de hemel te zien dan in de winter.

Figuur 2 : De aarde loopt tijdens het jaar langs een ellipsvormige baan omheen de zon. Vanuit positie A ziet ze de zon schijnbaar tussen de sterren A. Enig tijd later vanuit B bevindt de zon zich schijnbaar tussen de sterren B.

De duur van één schijnbare rondgang van de zon tussen de sterren is per definitie een jaar. Afhankelijk van de gebruikte referentie wordt onderscheid gemaakt tussen een siderisch jaar, een anomalistisch jaar en een tropisch jaar. (Zie daarover meer in een andere bijdrage). De beweging van de maan Ook de maan beweegt zich ten opzicht van de sterren, net zoals de zon en in dezelfde zin, zij het veel sneller (ongeveer 13° per dag !). Deze beweging van de maan is echter reëel ! Zij beweegt zich, anders dan de sterren, de zon en de planeten, wel degelijk in een baan om de aarde. Tijdens elke omwenteling rond de aarde komt de maan eenmaal ongeveer in dezelfde richting te staan als de zon. Zon en maan staan dan in conjunctie (samenstand). Daarbij keert de maan haar donkere kant naar de aarde. Bovendien bevindt ze zich dan ’s nachts samen met de zon onder de horizon. Zodat ze dan zeker niet te zien is. Dit heet in de volksmond Nieuwe Maan. De tijd tussen twee opeenvolgende dergelijke conjucties van de maan met de zon heet de synodische omlooptijd van de maan en bedraagt ongeveer 29,5 dagen. De tijd tussen twee opeenvolgende conjuncties van de maan niet met de zon maar met één van de vaste sterren aan de hemelsfeer heet de siderische omlooptijd van de maan en bedraagt ongeveer 27.3

2

Eigenlijk bevat de oorspronkelijke (Babylonische) Dierenriem slechts 12 van de 13 vernoemde sterrenbeelden. Ophiuchus (Slangendrager) hoorde er niet bij. ESWO-1986-13

-8-

dagen. Het verschil is helemaal te wijten aan de jaarlijkse gang van de zon tussen de sterren.

Figuur 3 : De maanfasen

In figuur 4 werden drie op elkaar volgende conjuncties (Nieuwe Maan) voorgesteld. Merk op dat de positie hoekafstand tussen maan en zon tijdens een conjunctie veranderlijk is. Hij kan oplopen tot 5°, waarbij de maan zowel noordelijk (bovenaan in de figuur) als zuidelijk (onderaan in de figuur) van de zon kan staan. Aan de hemelsfeer snijden de schijnbare zonneweg (ecliptica) en de maanweg elkaar onder een hoek van eveneens ongeveer 5°. Dit is de weerspiegeling van het feit dat in de ruimte gezien het vlak van de maanbaan een hoek van 5° maakt met het vlak van de aardbaan (eclipticavlak). Eén van de twee snijpunten tussen maanweg en zonneweg

B

Zon ecliptica 5° Nieuwe Maan nogmaals één maand later

A

Maan Nieuwe Maan één maand later Nieuwe Maan op een zekere datum

Figuur 4 : Opeenvolgende conjuncties van de zon en de maan : per definitie is het telkens Nieuwe Maan. De maan is tussen twee op elkaar volgende conjuncties helemaal rond geweest.

De schijnbare diameter van zon en maan aan de hemel is voor beide slechts ongeveer 0,5°. Bij Nieuwe Maan op een zekere datum (zie figuur 4, rechts) staan de zon en de maan nabij bijvoorbeeld de ster A. Na 27.3 dagen (siderische omlooptijd) heeft de maan een volledige omwenteling om de aarde gemaakt en kom ze terug bij ster A aan. Maar de zon is ondertussen een 27° (haar jaarlijkse gang van 1° per dag) van ster A naar links weggetrokken en bij bijv. de ster B aangekomen (zie figuur 4, midden). De ESWO-1986-13

-9-

maan moet dus nog dat zelfde stuk van A naar B verder om terug in samenstand met de zon te komen. Aan 13° per dag is dat een goede extra twee dagen vooraleer het terug Nieuwe Maan is. De synodische omlooptijd van de maan, van Nieuwe Maan tot Nieuwe Maan, is 29,5 dagen. De sterren verplaatsen zich in die tijdspanne helemaal niet t.o.v. elkaar. Nogmaals één maand later bevindt de maan zich tijdens de conjunctie ten Noorden (figuur 4, links) van de zon. De maan is in die voorbije maand doorheen de ecliptica gegaan. Soms bevindt op het ogenblik van die doorgang ook de zon zich op dat doorgangspunt, knoop genoemd. Dan wordt de zon geheel of gedeeltelijk ‘bedekt’ door de maan : zonsverduistering !

Figuur 5 : Zonsverduistering

Op andere momenten komt de maan tegenover de zon te staan gezien vanop aarde. De aarde bevindt zich dan tussen de zon en de maan. Zon en maan zijn dan in oppositie. Daarbij keert de maan haar verlichte kant naar de aarde. Bovendien bevindt ze zich dan de hele nacht boven de horizon. Dit heet in de volksmond Volle Maan. Soms trekt de maan daarbij door de schaduw van de aarde, zodat ze enige tijd geheel of gedeeltelijk geen zonlicht meer ontvangt. Dat gebeurt weer als ze doorheen de ecliptica gaat maar nu min of meer tijdens een oppositie. Dat wordt op aarde gezien als een partiële of totale maansverduistering.

Figuur 6 : Maansverduistering

Halfweg van Nieuwe naar Volle Maan (ongeveer 7 dagen na NM) zien we vanop aarde de helft van het verlichte en de helft van he donkere deel van de maan : Eerste Kwartier. Halfweg van Volle naar Nieuwe Maan (ongeveer 7 dagen voor NM) zien we vanop aarde de helft van het verlichte en de helft van he donkere deel van de maan: Laatste Kwartier. De zon is ongeveer 400 keer groter dan de maan, maar staat ook ongeveer 400 keer verder van de aarde. Daardoor vertonen zon en maan aan de hemel ongeveer even grote schijven (schijnbare diameter van ongeveer 0,5°). Door dit alles kan de top van ESWO-1986-13

- 10 -

de schaduwkegel die de maan achter zich werpt (figuur 5), op het aardoppervlak terecht komen. Omdat de maan in een ellipsvormige baan om de aarde beweegt, is haar afstand tot de aarde echter soms iets kleiner, een andere keer iets groter dan de lengte van die schaduwkegel. Is die afstand iets kleiner dan de lengte van de schaduwkegel, dan komt de top van die schaduwkegel op de aarde terecht, lijkt de maanschijf net iets groter dan de zonneschijf, en krijgt een waarnemer die zich eveneens in de schaduwkegel bevindt een totale zonsverduistering te zien. Is die afstand iets groter dan de lengte van de schaduwkegel, dan komt de top van die schaduwkegel niet op de aarde terecht, lijkt de maanschijf net iets kleiner dan de zonneschijf, en krijgt een waarnemer die zich in het verlengde van de schaduwkegel bevindt een gedeeltelijke eventueel ringvormige zonsverduistering te zien. Zoals reeds opgemerkt kan de maan zich zowel boven als onder de ecliptica bevinden. Een deel van de maanweg ligt dus boven de ecliptica, het andere deel eronder. Dat betekent dat de schijnbare maanweg tussen de sterren twee snijpunten heeft met de ecliptica, knopen genoemd. Wegens hun schijnbare rniddellijnen van slechts 0,5° zal een gehele of gedeeltelijke bedekking van de zon door de maan dus alleen kunnen optreden als ze beide zich bevinden in de buurt van één van die knopen. Tweemaal per maand passeert de maan één van die knopen. De zon, tijdens haar jaarlijkse gang, doet dat slechts tweemaal per jaar ! Mogelijke zonsverduisteringen worden dus reeds beperkt tot twee gunstige periodes per jaar, als de zon zich in een van de maanknopen bevindt. Omdat de zon en de maan een schijnbare diameter hebben van slechts 0.5°, terwijl de zon zich elke dag 1° langs de ecliptica verplaatst, is zulke gunstige periode vrij snel voorbij. Omdat die knopen zich bovendien langs de ecliptica verplaatsen (éénmaal rond in ongeveer 18 jaar), vallen die gunstige periodes niet elk jaar op dezelfde datums. De kans om in België een totale zonsverduistering te zien is natuurlijk gering. De waarnemer moet zich dan immers precies in de schaduwkegel van de maan bevinden, waarvan slechts het topje de aarde raakt ! In België gebeurde dat in augustus 1999. Bij een maansverduistering doet een iets grotere of kleinere maansafstand er niet toe, want in de enorme schaduwkegel van de aarde kan de maan gemakkelijk helemaal verdwijnen. Op de plaats waar de maan door deze schaduw trekt, is de (schijnbare) doormeter van deze schaduwkegel bijna driemaal die van de maan zelf. Om dezelfde reden als bij een zonsverduistering zal de maan de aardschaduw doorgaans te hoog of te laag passeren. Een maansverduistering zal slechts optreden als zon en maan tegelijkertijd elk in één van beide maanknopen te vinden zijn, waardoor dan de maan en de aardschaduw in dezelfde knoop verschijnen. En dat is dus steeds bij Volle Maan. Een opmerkelijk verschil tussen zons– en maansverduisteringen is dat bij zonsverduisteringen de zon natuurlijk blijft schijnen, maar slechts voor bepaalde plaatsen op aarde door de donkere maan wordt afgeschermd, terwijl bij een maansverduistering de maan in de schaduwkegel van de aarde verdwijnt, geen zonlicht meer ontvangt en dus inderdaad ophoudt met schijnen. De maan reflecteert immers slechts zonlicht (straalt zelf geen licht uit). In tegenstelling met een zonsverduistering zal een maansverduistering daardoor zichtbaar zijn voor alle waarnemers die zich op dat moment op het donkere halfrond van de aarde bevinden. ESWO-1986-13

- 11 -

De beweging van de planeten Soms zijn aan de zuidelijke kant van de hemel heldere sterachtige objecten te zien, die zich in de loop van de maanden tussen de sterren verplaatsen : het zijn planeten. Dat zïjn hemellichamen die zich, net als de aarde, in een baan om de zon bewegen. Hun schijnbare beweging aan de hemel is een weerspiegeling van hun baanbeweging om de zon zoals die gezien wordt van op aarde. Ze bevinden zich nooit verder dan 9° ten noorden of ten zuiden van de ecliptica, en blijven dus in een gordel van 18° breed, de Zodiak, die de hoger vermelde sterrenbeelden langs de ecliptica bevat. Dat komt omdat de baanvlakken van de planeten (ook van de maan !) min of meer samenvallen met het eclipticavlak. Men onderscheidt binnen- en buitenplaneten. Deze waarvan de afstand tot de zon kleiner is dan die van de aarde, worden binnenplaneten genoemd. Het zijn Mercurius (germiddelde afstand tot de zon is 0,39 AE, 1AE = 149.6×106 km) en Venus (gemiddelde afstand tot de zon is 0,72 AE). Deze waarvan de afstand tot de zon groter is dan die van de aarde heten buitenplaneten. Het zijn Mars (1,52 AE), Jupiter (5,20 AE), Saturnus (9,55 AE), Uranus (19,19 AE) en Neptunus (30,11 AE). De laatste twee zijn echter niet meer met het blote oog te zien. De binnenplaneten kunnen zich aan de hemel slechts een beperkt aantal graden ten oosten en ten westen van de zon verwijderen. De grootste hoekafstand tot de zon heet de grootste elongatie. We zien beide planeten vanop de wentelende aarde letterlijk hun baan om de zon beschrijven. Omdat de aarde zich nooit tussen de zon en een binnenplaneet kan bevinden (de planeet komt dus nooit in oppositie met de zon), zal een binnenplaneet nooit om middernacht boven de zuidelijke horizon te zien zijn. Bij zonsopkomst is de binnenplaneet enkel te zien als ze zich ten westen ('rechts’, op het N-halfrond) van de zon bevindt . Voor Venus loopt de westelijke elongatie op tot 46°, voor Mercurius tot 28°. Op het ogenblik van de grootste westelijke elongatie is de binnenplaneet het best te observeren. Ze komt dan vóór de zon op en is dan dikwijls het laatste sterachtige hemellichaam dat in de morgenschemering nog te zien is. s' Avond zal ze ook vóór de zon ondergaan, en blijft ze dus onzichtbaar. Men spreekt daarom wel eens van de Morgenster. Het effect is vooral duidelijk voor Venus, veel minder voor Mercurius, omdat deze veel dichter bij de zon blijft. Deze ochtendverschijningen van Venus en Mercurius zijn opvallend als de ecliptica tijdens de schemering een grote hoek maakt met de horizon, zodat de planeet zich hoog boven de horizon kan bevinden. Dergelijke hoge ochtendstand van de ecliptica treedt op in de herfst. Voor gunstige ochtendverschijningen moet een grote westelijke elongatie dus gecombineerd zijn met met een hoge ochtendstand van de ecliptica. Na het bereiken van haar grootste westelijke elongatie zal de binnenplaneet zich (als gevolg van haar baanbeweging) schijnbaar naar de zon toe bewegen. Ze komt daardoor elke ochtend iets later op, tot ze uiteindelijk samen met de zon opkomt. In feite gaat de binnenplaneet achter de zon door, tijdens haar baanbeweging om de zon, en ze is dan niet meer te zien wegens het te felle zonlicht. Ze bevindt zich dan in bovenconjunctie.

ESWO-1986-13

- 12 -

Figuur 7 : Een avondverschijning van Venus (links boven) en Mercurius (dichter bij de zon). De streepjeslijnen stellen de banen voor van beide planeten om de zon, zoals die op dat ogenblik vanop aarde gezien worden.

Eenmaal de binnenplaneet achter de zon voorbij is gegaan, komt ze aan de hemel ten oosten van de zon te staan. 's Morgens blijft ze dan onzichtbaar omdat ze na de zon opkomt maar 's avonds zal ze eveneens na de zon ondergaan. Dat wil zeggen dat ze dus 's avonds zichtbaar zal zijn, tenminste als ze ver genoeg ten oosten van de zon staat om niet te veel storing te hebben van het zonlicht. Men spreekt dan van Avondster. Na het bereiken van de grootste oostelijke elongatie zal de binnenplaneet terug naar de zon toekomen, en tussen de aarde en de zon doorgaan. Ze bevindt zich dan in benedenconjunctie. Nadat ze andermaal de zon is gepasseerd wordt ze terug Morgenster, en kan ze aan een volgende synodische omloop beginnen. Voor gunstige avondverschijningen moet de ecliptica een grote hoek maken met de horizon rond het einde van de schemering. Dergelijke hoge avondstand van de ecliptica treedt op in de winter en het begin van de lente. Voor gunstige avondverschijningen moet een grote oostelijke elongatie dus gecombineerd zijn met met een hoge avondstand van de ecliptica. De buitenplaneten Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus kunnen zich in tegenstelling tot de binnenplaneten op elke hoekafstand van de zon bevinden. Er is dus geen grootste westelijke of oostelijke elongatie. Vermits ze veel verder van de zon staan dan de aarde zal hun jaarlijkse beweging aan de hemel trager verlopen dan de jaarlijkse beweging van de zon. Vermits de aardbaan helemaal binnen de baan van de buitenplaneet blijft, lijkt het alsof die buitenplaneet een baan rond de aarde beschrijft. Vanzelfsprekend kan een buitenplaneet onmogelijk het hele jaar door aan de hemel gezien worden, want de zon, die elk jaar door alle sterrenbeelden van de dierenriem trekt, moet ook het sterrenbeeld voorbijgaan waarin de planeet zich bevindt. Doordat de zon elk sterrenbeeld vanuit het westen nadert, zal de zichtbaarheidsperiode eindigen tegen de tijd dat de planeet niet ver links, dus oostelijk van de zon staat, en wel op zo korte afstand, dat de planeet na zonsondergang, dus als avondster, nog net ESWO-1986-13

- 13 -

boven de horizon te zien is. Tot dan was ze nog zichtbaar aan de avondhemel, nadien niet meer. De planeet verdwijnt dan aan de avondhemel in de schemering voor enige tijd van het toneel. Dit heet de heliacale ondergang van de planeet. Gedurende de daarop volgende paar weken zal de zon de planeet voorbij trekken, (conjunctie) waarna deze planeet rechts (op het N-halfrond), dus westelijk van de zon komt. Zodra de onderlinge hoekafstand groot genoeg is geworden, verschijnt ze opnieuw (heliacale opkomst). In het begin nog slechts 's morgens, kort voor zonsopkomst in het oosten. De zon blijft zich echter steeds verder in oostelijke richting van de buitenplaneet verwijderen, waardoor deze voortdurend vroeger vóór de zon zal opkomen. Iets meer dan een half jaar (voor Mars een heel jaar) nadat de zon de planeet tijdens hun conjunctie voorbijtrok, zal de planeet aan de hemel recht tegenover de zon komen staan (in oppositie) zodat de planeet opkomt precies als de zon ondergaat, om middernacht in het zuiden haar hoogste stand bereikt en ondergaat bij zonsopkomst. Indien de planeet onbeweeglijk tussen de andere sterren aan de hemel stond, zou dit tijdsverschil tussen conjunctie en oppositie precies een half jaar zijn. Dit is de tijd die de aarde nodig heeft om een halve omwenteling om de zon te volbrengen. Maar doordat elke planeet zelf ook een algemene oostwaartse beweging heeft (haar eigenlijke baanbeweging) en daarmee de zon schijnbaar achterna gaat, zal het tijdsverloop tussen conjunctie en oppositie langer zijn dan een half jaar. Voor Mars is het bijna een jaar. Hoe verder de planeet van de zon des te minder het verschil met een half jaar, omdat de schijnbare baansnelheid (ook de reële) van de planeet afneemt met die afstand.

Foto 3 : Compositie van foto’s van Mars tijdens de oppositie van 2003. Het fijne streepje is helemaal analoog de oppositielus van Uranus, die toevallig in dezelfde periode in oppositie was. (foto’s van Tunç Tezel)

Bij oppositie zijn zon en planeet dus een halve hemelomtrek van elkaar gescheiden en is de planeet de hele nacht zichtbaar. Daarna begint de zon de planeet opnieuw vanuit het westen te naderen, waardoor deze vroeger zal ondergaan, totdat ze tenslotte weer aan de westelijke avondhemel in de avondschemering verdwijnt, waarmee een nieuwe periode van tijdelijke onzichtbaarheid begint.

ESWO-1986-13

- 14 -

Zoals reeds werd opgemerkt, voeren de planeten een algemene oostwaartse beweging uit, die een gevolg is van hun baanbeweging om de zon. Even vóór de oppositie houdt deze beweging echter op en verandert zelfs in een teruglopende beweging, die na enige tijd stopt en terug overgaat in de normale oostwaartse beweging. Er ontstaat op die wijze een lus in de schijnbare planeetbaan : de oppositielus. Deze lusbeweging verraadt het feit dat we ons bevinden op een hemellichaam, de aarde, dat zelf in beweging is. Op het ogenblik van de oppositie bevinden de planeet en de zon zich tegenover elkaar ten opzichte van de aarde. Dat wil zeggen dat de aarde en de planeet zich nagenoeg op één lijn aan dezelfde kant van de zon bevinden en zich beide in dezelfde richting verplaatsen. De aarde beweegt zich echter sneller in haar baan om de zon, zodat ze de buitenplaneet als het ware inhaalt en voorbijgaat. Vandaar die schijnbare teruglopende beweging van de buitenplaneet. Zij zet haar normale baanbeweging gewoon verder, maar wij halen haar met onze aarde even in. Kometen De laatste jaren kregen we ook een aantal kometen aan de hemel te zien. Er waren de tegenvallende Halley (1986), Hyakutaki (1996, heldere kern en coma, met daarachter een zwakke, maar zeer lange staart) en de zeer spectaculaire Hale-Bopp (1997, met een kern van zo'n 40 kilometer doorsnede, en een reusachtige coma met veel activiteit). Een komeet is meestal slechts te zien als een zwak nevelachtig object, dat zich verplaatst tussen de sterren. De enkele die voldoende dicht bij de zon komen, worden bij het naderen van de zon helderder en ontwikkelen in de buurt van de zon eventueel een staart.

Foto 4 : De komeet Hyakutaki (Foto van Rick Scott en Joe Orman)

Kometen doorlopen langerekte elliptische banen om de zon, en komen uit de Kuipergordel of uit de Oortwolk (meer daarover in een afzonderlijk bijdrage). Lang blijven ze niet bestaan : ze vallen uit elkaar en hun materiaal verspreidt zich langzamerhand over de hele komeetbaan. Dergelijke kleine brokjes materiaal, die zich, al of niet gegroepeerd, in banen om de zon bewegen, heten meteoroïden. Zij komen niet altijd van kometen. Het zijn soms ook brokstukken van de maan of een planeet, losgerukt bij een meteoorinslag.

ESWO-1986-13

- 15 -

Als de aardbaan een (ex-)komeetbaan doorkruist, stort al het langs die baan verspreide gruis zich in de aardse dampkring waar het door wrijving met de lucht opgloeit en tenslotte verbrandt. We zien dan snelle lichtsporen aan de hemel : meteoren of vallende sterren. Uitzonderlijk heldere meteoren worden vuurbollen genoemd. Deze zijn zelfs bij klaarlichte dag zichtbaar en spatten soms met een enorme knal uit elkaar.

Foto 5 : De Perseïden. Een compositie van verschillende meteorenfoto’s.

Het bewuste lichtspoor van een meteoor bestaat uit sterk verhitte en electrisch geladen lucht. Daardoor kan het steeds geobserveerd worden ook al is het niet zichtbaar aan de bijvoorbeeld bewolkte hemel. Een elektrisch geladen meteoorspoor kan immers radiosignalen weerkaatsen. Door continu radiosignalen uit te zenden vanop verschillende plaatsen, die door de meteoorsporen worden weerkaatst, kan interessant onderzoekswerk verricht worden. De sterrenwacht Urania in Hove is erg actief in dit verband. Vermits de aardbaan vrij stabiel is, komen meteoorzwermen jaarlijks terug. Bekende meteoorzwermen zijn de Perseïden (12 augustus), en de Geminiden (12 december). Het aantal meteoren kan dan oplopen tot een vijftigtal per uur. Alle meteoren van eenzelfde zwerm, lijken uit eenzelfde punt te komen : de radiant. De zwerm wordt dan genoemd naar het sterrenbeeld waarin die radiant zich bevindt. Vandaar Perseïden en Geminiden. (zie een tabel achteraan). Sommige zwermen zijn niet altijd even 'actief'. Dat komt omdat de aarde niet steeds de ex-komeetbaan doorkruist op een ogenblik dat ook de hoofdconcentratie van de komeetrestanten zich daar bevindt. Een voorbeeld zijn de Leoniden. Om de 33 jaar (omlooptijd van de oorspronkelijke komeet) loopt de uurfrequentie van de meteoren zeer hoog op (meer dan 1000 per uur). De laatste keren was dat op 16-17 november 1966 en op 16-17 november 1999/2000. Meteorieten De meeste meteoroïden overleven hun eventuele tocht door de aardse atmosfeer niet. Ze branden volledig op vooralleer ze het aardoppervlak bereiken. Opdat een restant de aarde zou bereiken, moet de oorspronkelijk meteoroïde een voldoende grote massa hebben, ongeveer een kilogram of meer. Het zwartgeblakerde restant dat de aarde bereikt heet een meteoriet, en heeft meestal een diameter van niet meer dan enkele centimeter. Door de immense snelheid kunnen deze restanten toch heel wat schade aanrichten. Gelukkig is het effectief bewoonde deel van het aardoppervlak relatief klein, zodat de meeste meteorieten ver van de bewoonde wereld terecht komen. Het ESWO-1986-13

- 16 -

overgrote deel van het materiaal dat de dampkring binnendringt is echter zo minuscuul, dat het nog nauwelijks opwarmt en als het ware gewoon naar beneden 'regent'. In dat geval wordt gesproken van micro-meteorieten.

Foto 6 : Gevonden in Park Forest. Grossman, (Un.Of Chicago)

Op deze wijze komt er elk jaar toch enkele duizenden ton kosmisch materiaal op de aarde terecht. Omdat de massa van de aarde zelf echter 5,976×1021 ton bedraagt, heeft dat nauwelijks invloed op haar baanbeweging om de zon. Alhoewel het zelden voorkomt, is het natuurlijk niet uitgesloten dat een meteoriet toch problemen veroorzaakt. Zo viel in Nederland op 7 april 1990 een meteoriet dwars door het dak van een huis. De Barringerkrater, in de woestijn van Arizona heeft een doormeter van meer dan een kilometer en is 150 meter diep. Hij ontstond ongeveer 40 000 jaar geleden door inslag van een 65 ton zware meteoriet.

Foto 7 : De Barringer krater in Arizona. (eigen foto)

Vrij recent werd aan de Golf van Mexico een nog grotere inslagkrater gevonden. Hij ligt voor het grootste deel onder water en moet een 65 miljoen jaar oud zijn. Sommigen brengen hem in verband met de catastrofe die het plotse verdwijnen van de ESWO-1986-13

- 17 -

dinosauriërs zou verklaren (eveneens een 65 miljoen jaren geleden). Dergelijke grote inslag gaat immers gepaard met krachtige aardbevingen, vulkanische activiteit en enorme vloedgolven en er komt massaal veel stof in de atmosfeer terecht, waardoor de zon maanden en zelfs jaren wordt verduisterd. Dergelijke drastische veranderingen zijn zeker in staat het leven op de aarde grondig te veranderen. Merkwaardig in dat verband is een dunne roetlaag die overal ter wereld in bepaalde geologische structuren van ongeveer 65 miljoen jaren oud wordt gevonden. Gaat het hier over de teruggevallen stofmassa's ? Een extreem grote inslag werd geobserveerd op 30 juni 1908 in het Siberische Toengoeska. Hij werd beschreven als een gigantische vuurbol die door de lucht kliefde en ontplofte. De luchtverplaatsing was voelbaar tot op bijna 100 km van de plaats van de explosie. De seismische activiteit werd over de hele wereld geregistreerd. Er werd geen inslagkrater gevonden (expeditie in 1927), maar binnen een omtrek van 30 à 40 kilometer waren alle bomen ontworteld en hun stammen radiaal opgelijnd naar het centrum van de explosie. Er wordt vermoed (Whipple, 1930) dat de Toengoeskaramp werd veroorzaakt door inslag van een 40-50 kilometer groot brokstuk van de komeet Encke, dat net boven de grond uit elkaar spatte. De energie die bij de explosie vrijkwam, komt overeen met deze van 12 megaton TNT. Zeer goede documentatie bij hemelverkenning Hemelkalender , Jean Meeus , Jaarlijks bijvoegsel bij het maandblad 'Heelal' , uitgegeven door de Vlaamse Vereniging voor Sterrenkunde Sterrengids , Mat Drummen en Jean Meeus , uitgegeven door Stichting 'De Koepel' in opdracht van de Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde Bright Star Atlas , Wil Tirion en Brian Skiff , uitgegeven door Willmann-Bell, Inc.

ESWO-1986-13

- 18 -

Bijvoegsel 1 : De belangrijkste meteoorzwermen Datum 04/01 20/03 22/04 04/05 07/06 09/06 29/06 28/07 01/08 05/08 13/08 20/08 21/10 07/11 18/11 14/12 23/12

Zwerm

uur

Boötiden 100 Virginiden 5 Lyriden 10 ε-Aquariden 60 Ariëtiden 60 δ-Perseïden 40 β-Tauriden 20 δ-aquariden 20 α-Capricorniden 15 ι-Aquariden 10 Perseiden 80 α-Cygniden 8 Orioniden 30 Tauriden 15 Leoniden var Geminiden 90 Ursiden 15

RA

DEC

15h28m 12h40m 18h08m 22h24m 2h56m 4h08m 5h48m 22h36m 20h32m 22h12m 3h00m 19h04m 6h20m 3h30m 10h08m 7h28m 14h28m

50° 0° 33° 0° 23° 24° 20° -17° -10° -15° 58° 55° 16° 14° 22 32° 78°

Bijvoegsel 2 : De twintig helderste sterren

ESWO-1986-13

Naam

Sterrenbeeld

Helderheid

Sirius Canopus Rigel Kent Arcturus Wega Capella Rigel Procyon Achernar Betelgeuze Hadar Altair Aldebaran Acrux Antares Spica Pollux Fomalhaut Deneb Mimosa

Grote Hond Kiel Centaur Boötes Lier Voerman Orion Kleine Hond Eridanus Orion Centaur Arend Stier Zuiderkruis Schorpioen Maagd Tweelingen Zuidervis Zwaan Zuiderkruis

-1,46 -0,72 -0,27 -0,04 +0,03 +0,08 +0,12 +0,38 +0,46 +0,50 +0,61 +0,77 +0,85 +0,87 +0,96 +0,98 +1,14 +1,16 +1,25 +1,25

- 19 -

Bijvoegsel 3 : Tabel van de constellaties

Naam Andromeda Antilia Apus Aquarius Aquila Ara Aries Auriga Bootes Caelum Camelopardalus Cancer Canes Venatici Canis Major Canis Minor Capricornus Carina Cassiopeia Centaurus Cepheus Cetus Chamaeleon Circinus Columba Coma Berenices Corona Australis Corona Borealis Corvus Crater Crux Cygnus Delphinus Dorado Draco Equuleus Eridanus Fornax Gemini Grus Hercules Horologium Hydra Hydrus Indus

ESWO-1986-13

Nederlands And Andromeda Ant Luchtpomp Aps Paradijsvogel Aqr Waterman Aql Arend Ara Altaar Ari Ram Aur Voerman Boo Ossenhoeder Cae Graveerstift Cam Giraffe Cnc Kreeft CVn Jachthonden CMa Grote Hond CMi Kleine Hond Cap Steenbok Car Kiel Cas Cassiopeia Cen Centaur Cep Cepheus Cet Walvis Cha Kameleon Cir Passer Col Duif Com Hoofdhaar van Berenice CrA Zuiderkroon CrB Noorderkroon Crv Raaf Crt Beker Cru Zuiderkruis Cyg Zwaan Del Dolfijn Dor Zwaardvis Dra Draak Equ Veulen Eri Eridanus For Oven Gem Tweelingen Gru Kraanvogel Her Hercules Hor Uurwerk Hya Waterslang Hyi Kleine Waterslang Ind Indiaan

Naam Lacerta Leo Leo Minor Lepus Libra Lupus Lynx Lyra Mensa Microscopium Monoceros Musea Norma Octans Ophiuchus Orion Pavo Pegasus Perseus Phoenix Pictor Pisces Piscis Austrinus Puppis Pyxis Reticulum Sagitta Sagittarius Scorpius Sculptor Scutum Serpens Sextans Taurus Telescopium Triangulum Triangulum Australe Tucana Ursa Major Ursa Minor Vela Virgo Volans Vulpecula

Lac Leo LMi Lep Lib Lup Lyn Lyr Men Mic Mon, Mus Nor Oct Oph Ori Pav Peg Per Phe Pic Psc PsA Pup Pyx Ret Sge Sgr Sco Scl Sct Ser Sex Tau Tel Tri TrA Tuc UMa UMi Vel Vir Vol Vul

Nederlands Hagedis Leeuw Kleine Leeuw Haas Weegschaal Wolf Lynx Lier Tafelberg Microscoop Eenhoorn Vlieg Winkelhaak Octant Slangendrager Orion Pauw Pegasus Perseus Phoenix Schilder Vissen Zuidervis Achtersteven Kompas Net Pijl Schutter Schorpioen Beeldhouwer Schild Slang Sextant Stier Telescoop Driehoek Zuiderdriehoek Toekan Grote Beer Kleine Beer Zeilen Maagd Vliegende Vis Vosje

- 20 -

Bijvoegsel 4 : Hemelkaartjes In dit bijvoegsel worden acht hemelkaartjes voorgesteld die kunnen dienen voor een eerste verkenning van de hemel. De onderrand van alle kaartjes valt steeds samen met de horizon. Het bovenste gedeelte van de kaartjes toont dan wat zich nagenoeg in het zenit bevindt. Aan de randen van de kaartjes treedt er wel enige vertekening op bij vergelijking met de werkelijke hemel. Dat is nu eenmaal het eeuwige probleem dat opduikt als een bolvormig oppervlak moet voorgesteld worden op een plat vlak. De eerste vier kaartjes tonen de omgeving van de noordelijke hemelpool, dus de hemel boven de noordelijke horizon. Het bevat de voornaamste in België zichtbare circumpolaire sterrenbeelden : Ursa Major, Ursa Minor, Draco, Cepheus, Cassiopeia en Camelopardalis. In de loop van de nacht wentelen ze in blok in tegenwijzerzin rond de hemelpool, en verdwijnen daarbij niet onder de horizon. Voor de zwaan (Cygnus), Perseus en Lynx geldt dat slechts gedeeltelijk. naar herfstnachthemel

s

Al go

us gn Cy

l

ne De

Cape lla

elop Cam

lus arda

s eu ph Ce

Ly nx

b

co ra

lko r

tijdwijzer

Ursa Major

naar winternachthemel

Ca ss iope ia

D M iz ar e nA

Mi no r

ij zer poolw

Ur sa

P e rs eu

We g a

naar zomernachthemel

Polaris

naar lentenachthemel

Kaartje 1 : De omgeving van Noordelijke hemelpool De tijdwijzer wijst omlaag loodrecht op de horizon en het is dus 0 uur sterrentijd. Deze hemelstand treffen we bij het begin van de herfst om middernacht.

Een uitstekend vertrekpunt voor hemelverkenning is de Grote Beer (Ursa Major). De meest rechtse twee sterren ervan bevinden zich een vijftal graden uit elkaar. Als je de lijn die ze verbindt, in de getoonde richting ongeveer vijf keer verlengt (poolwijzer), dan komen we bij de noordelijke hemelpool terecht, vlak bij de Poolster (Polaris). ESWO-1986-13

- 21 -

Deze is meteen het topje van de staart van de Kleine Beer (Ursa Minor). Eenmaal beide 'beren' gelocaliseerd, probeer je best de Draak (Draco) te vinden, daarna Cepheus, Cassiopeia, Camelopardalus. De situatie zoals getoond op kaartje 1, doet zich slechts éénmaal voor in een etmaal, en niet noodzakelijk 's nachts. De hemel wentelt immers schijbaar in blok rond de hemelpool, per definitie precies éénmaal rond in één sterrendag. Een sterrendag wordt ingedeeld in 24 sterrenuren, elk uur in 60 sterrenminuten, enz. De hemel wentelt dus over 360° in 24 sterrenuur : dus om de 4 sterrenminuten 1°. Deze sterrentijd mag wel niet verward worden met de maatschappelijke gebruikte tijd. Meer uitleg daarover in de les over de tijdsbepaling 'Over hoe de tijd bepaald wordt'. Het kaartje toont de hemelstand om 0 uur sterrentijd. De rode tijdwijzer die de poolster (Polaris) met één van de sterren (γ Uma) van de Grote Beer verbindt, wijst dan loodrecht naar de horizon. Cassiopeia staat dan hoog aan de hemel, dicht bij het zenit. De Grote Beer ligt laag aan de hemel, nabij de horizon. Deze hemelstand treffen we bij het begin van de herfst rond middernacht. Onder de horizon bevinden zich de sterren van de lentenachthemel. Die zijn dus in die tijd van het jaar niet zichtbaar. Kijken we loodrecht omhoog dan zien we de sterrenbeelden voorgesteld bovenaan op het kaartje. Wat op dit kaartje nog hoger zou afgebeeld worden, vinden we aan de echte hemel dan achter ons. We keren ons dan beter om en nemen een ander kaartje : kaartje 5 van de herfstnachthemel. In de loop van de herfst treffen we deze hemelstand van 0 uur sterrentijd steeds vroeger op de avond, elke avond ongeveer 4 minuten vroeger dan de avond ervoor 3. Na een maand in de herfst loopt dat dus op tot 2 uur voor middernacht, na 2 maanden tot 4 uur, bij het begin van de winter tot 6 uur voor middernacht. Bij het begin van de winter moeten we na 0 uur sterrentijd dus nog 6 sterrenuur wachten vooraleer het middernacht is. Dat is een kwart van een sterrendag tijdens hetwelk de hemel een kwart omwenteling (90°) uitvoert. Bij het begin van de winter is het om middernacht dus ongeveer 6 uur sterrentijd. Kaartje 1 moet dan in tegenwijzerzin over 90° gekanteld worden. De tijdwijzer loopt dan parallel met de horizon en wijst naar rechts. Cassiopeia staat nu links van de hemelpool, de Grote Beer rechts als een groot vraagteken (zie kaartje 2). Onder de horizon bevinden zich dan de sterren van de zomernachthemel. Die zijn dus in die tijd van het jaar niet zichtbaar. Achter ons, aan de zuidelijke hemel vinden we de sterren van de winternachthemel zoals voorgesteld op kaartje 6 . Dit alles gaat gewoon verder tijdens de rest van het jaar. Bij het begin van de lente zal het om middernacht ongeveer 12 uur sterrentijd zijn en wijst de tijdwijzer loodrecht omhoog (kaartje 3). Cassiopeia ligt nu laag bij de horizon en de Grote Beer vinden we hoog aan de hemel nabij het zenit. Onder de horizon bevinden zich dan de sterren van de herfstnachthemel. Die zijn dus in die tijd van het jaar niet zichtbaar. Achter ons, aan de zuidelijke hemel vinden we de sterren van de lenternachthemel zoals voorgesteld op kaartje 7.

3

Dit is een gevolg van de schijnbare jaarlijkse gang van de zon tussen de sterren.

ESWO-1986-13

- 22 -

Nogmaals 3 maanden later bij het begin van de zomer zal het om middernacht ongeveer 18 uur sterrentijd zijn en staat de tijdwijzer parallel met de horizon, wijzend naar links (kaartje 4). Cassiopaie vinden we rechts van de hemelpool en de Grote Beer links. Onder de horizon bevinden zich dan de sterren van de winternachthemel. Die zijn dus in die tijd van het jaar niet zichtbaar. Achter ons, aan de zuidelijke hemel vinden we de sterren van de zomernachthemel zoals voorgesteld op kaartje 8.

naar winternachthemel P e rs eu

Capella

s

Ly nx ne De

D

naar lentenachthemel

tijdwijzer

Ursa Major

s eu ph Ce

Mi no r

lus parda Ca ss io pe ia

ij zer poolw

Ur sa

l

elo Cam

Al go

naar herfstnachthemel

Polaris

co ra

b

us gn Cy

We g a

naar zomernachthemel

Kaartje 2 : De omgeving van de hemelpool om 6 uur sterrentijd. De tijdwijzer staat evenwijdig met de horizon en wijst naar rechts. Hij wentelt mee met de dagelijkse schijnbare beweging en wijst als het ware de toenemende sterrentijd aan. Deze hemelstand vinden bij het begin van de winter om middernacht. Tijdens de herfst was dat na middernacht, en tijdens de winter zal dat langzaam verschuiven naar vroeger op de avond.

ESWO-1986-13

- 23 -

naar lentenachthemel tijdwijzer

Ursa Major We g a

lus parda

us he p Ce e ia ne De

s

Al go

naar zomernachthemel

Dr

a M in or

lo Cam e Ca ss iop

Pe rs eu

Ur s

ij zer poolw

o ac

Ly nx Cape lla

naar winternachthemel

Polaris

b

us n g Cy

l

naar herfstnachthemel

Kaartje 3 : De omgeving van de hemelpool om 12 uur sterrentijd. De tijdwijzer staat loodrecht op de horizon en wijst naar boven. Hij wentelt mee met de dagelijkse schijnbare beweging en wijst als het ware de toenemende sterrentijd aan. Deze hemelstand vinden we bij het begin van de lente om middernacht. Tijdens de winter was dat na middernacht, en tijdens de lente zal dat langzaam verschuiven naar vroeger op de avond.

14

12

10

16

8 ris la Po

18

po

6

ol wi jz

Sterrentijd kan gewoon van de hemel afgelezen worden. De tijdwijzer kan immers opgevat worden als de wijzer van een sterrenklok die sterrentijd aanwijst. Hij loopt immers precies in 24 sterrenuren éénmaal rond de hemelpool

er

er ij z dw tij

20 22 ESWO-1986-13

24/0

4 2 - 24 -

us n yg

naar zomernachthemel ne De

b

C

We g a

D ij zer poolw

lus parda

Cape lla

Pe rs eu

s

Ly nx

l

lo Cam e

naar herfstnachthemel

us he p Ce Ca ss iope ia

tijdwijzer

Al go

co ra

Ur s a M i no r

Ursa Major

naar lentenachthemel

Polaris

naar winternachthemel

Kaartje 4 : De omgeving van de hemelpool om 18 uur sterrentijd. De tijdwijzer is evenwijdig met de horizon en wijst naar links. Deze hemelstand vinden we bij het begin van de zomer om middernacht. Tijdens de lente was dat na middernacht, en tijdens de zomer zal dat langzaam verschuiven naar vroeger op de avond.

ESWO-1986-13

- 25 -

De herfsthemel in België Andromedanevel

Deneb

Algol

Andromeda

Aries Pegasus

Pisces

Mira

Aquarius Cetus

Fomalhaut

Kaartje 5 : De nachthemel boven de zuidelijke horizon bij het begin van de herfst.

- Meest opvallende sterrenbeelden boven de zuidelijke horizon in de herfst : Pegasus, de Vissen (Pisces), de Walvis (Cetus) en de Waterman (Aquarius). - Laag boven de horizon : de heldere ster Fomalhaut. - Hoog aan de hemel, nabij het zenit : in het sterrenbeeld Andromeda de beroemde Andromedanevel. Onder gunstige omstandigheden zelfs met het blote oog te zien als een wazig vlekje.

ESWO-1986-13

- 26 -

De winterzeshoek

Capella Castor Pollux

Auriga Gemini

Plejaden

Aldebaran

Canis Minor

Procyon

Taurus

Betelgeuze

Orion Orionnevel

Rigel

Canis Major

Sirius

Kaartje 6 : De nachthemel boven de zuidelijke horizon tijdens winteravonden

- De winter-zeshoek (rode lijnen), opgebouwd met zes heldere sterren : Procyon, Sirius, Rigel, Aldebaran, Capella, Pollux. Elk van die sterren is de hoofdster van een wintersterrenbeeld. - Zeer opvallen is Orion, met zijn drie 'gordel'sterren op een rij. Onder deze gordel de beroemde Orionnevel. - Sirius, de helderste ster aan de hemel, hoofdster van het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major), op dat ogenblik niet helemaal boven de horizon. - Aldebaran, hoofdster van het sterrenbeeld Stier (Taurus). Ook de eerste van een Vvormige figuur, de zgn. 'kop van de Stier'. Nog verder in dezelfde richting de Plejaden, een hoopje relatief jonge sterren die samen zijn ontstaan uit een grote wolk interstellair stof en gas. - Verder langs de winterzeshoek, het sterrenbeeld Voerman (Auriga) met als helderste ster Capella. - Zeer hoog aan de hemel Castor en Pollus van het sterrenbeeld Tweelingen (Gemini). - Tenslotte Procyon van het sterrenbeeld Kleine Hond (Canis Minor).

ESWO-1986-13

- 27 -

De lentehemel in België

Ursa Major

Boötes

Arcturus

Corona Borealis

Denebola

Regulus

Leo

Virgo

Spica

Hydra Libra

Kaartje 7 : De nachthemel boven de zuidelijke horizon tijdens lenteavonden

- De meest opvallende sterrenbeelden aan de nachthemel in de lente : de Maagd (Virgo) met Spica, De Leeuw (Leo) met de sterren Denebola en Regulus, laag aan de hemel de waterslang (Hydra), hoog aan de hemel de Noorderkroon (Corona Borealis) en Boötes met Arcturus . - Nabij het zenit de Grote Beer (Ursa Major).

ESWO-1986-13

- 28 -

De zomerdriehoek

Deneb Wega

Cygnus Lyra

 Cygni Altair

Aquila

Kaartje 8 : De nachthemel boven de zuidelijke horizon tijdens zomeravonden.

- De zomerdriehoek gevormd door Deneb, Wega en Altair. - Deneb : hoofdster van de Zwaan (Cygnus). - Wega : hoofdster van de Lier (Lyra). - Altair : hoofdster van de Arend (Aquila). - β Cygni : een dubbelster met een rode en een blauwe ster.

ESWO-1986-13

- 29 -