Verslag van de Vendelinus bijeenkomst van 14 januari 2012

Verslag Vendelinusvergadering van 14 januari 2012

Na enige moeilijkheden zijn we, ook omwille van werkzaamheden in de hal en de Descarteszaal, terecht gekomen in de grote Vendelinuszaal. Onze koffie en taart werden geserveerd in de tentoonstellingsruimte. Het was dus wel even behelpen.
Ons Melkwegstelsel
De naam Melkweg komt van het Griekse galaxias (gala = melk) en vindt zijn oorsprong in de mythologie: Jupiter hield de pasgeboren Hercules aan de borst van Juno en de gemorste melk vormde de melkweg.
Anaxagoras (ca. 500 – 428 v.C.) en Democritos (450 – 370 v.C.) beweerden reeds dat de Melkweg bestond uit ver verwijderde sterren. Dit werd voor het eerst experimenteel aangetoond in 1610 door Galileo Galileï. De eerste die trachtte de vorm ervan te bepalen was William herschel in 1785. Via stertellingen kwam hij tot de volgende voorstelling:

Afbeelding a.

Men had toen nog wel geen idee over de aanwezigheid van interstellair gas en stof.
In 1922 presenteerde Jacobus Kapteyn zijn model. De zon lag een weinig uit het centrum (op 2000 lichtjaar ervan).

Afbeelding b.

Kapteyn verwaarloosde interstellaire absorptie: de sterren zijn enkel zwakker, dacht hij, omdat ze verder af liggen. En in de jaren twintig toonde Hubble aan dat veel “nevels” extragalactisch waren en toonde Harold Shapley aan dat het melkwegcentrum een heel eind van de zon verwijderd was.
In 1931 kwam Karl Jansky (1905 – 1950) met een nieuwe waarnemingsmethode opdagen. Omdat transatlantische communicatie veel last had van storingen, gaf Bell Laboratories Jansky de opdracht de oorzaak hiervan op te sporen. Hij bouwde daarvoor een soort draaiende “kermismolen”. Na langdurende waarnemingen ontdekte hij radiostraling afkomstig vanuit het sterrenbeeld Sagittarius. Hij vond namelijk dat de storingsbron door de meridiaan trok met een periode van 23h56min en niet 24h. De bron was dus niet van aardse oorsprong.
Omdat er in de oorlogsjaren niet veel viel uit te richten, gaf Jan Oort aan Hendrik van de Hulst de opdracht om na te gaan of er in het radiospectrum een specifieke lijn is waar te nemen. In 1944 vond van de Hulst theoretisch de 21 cm-lijn van neutrale waterstof, het meest voorkomend element in het heelal.
Na de oorlog gingen Amerikaanse, Nederlandse en Australische astronomen met behulp van die lijn de structuur van het Melkwegstelsel te lijf.
De lijn werd voor het eerst waargenomen aan de Harvarduniversiteit in 1951. In Nederland stond in Kootwijk een 7,5 m Würzburg radar reflector (operationeel vanaf 1948), later (1956) gevolgd door een 25 m radiotelescoop in Dwingeloo.

afbeelding c.

In onderstaande afbeelding staat het resultaat van de 21 cm waarnemingen, verricht in Dwingeloo.

afbeelding d.

Men kan zich nu afvragen hoe men dit kan verwezenlijken. Hier volgt enige uitleg.

afbeelding e.

Links staan de posities aangegeven van de zon, het melkwegcentrum, de draaiingszin hiervan alsook vier wolken waterstofgas: A, B, C en D. Denk eraan dat in het Melkwegstelsel differentiële rotatie gebeurt: wolken A en C liggen dichter bij het centrum dan de zon en draaien er bijgevolg sneller rond. B ligt op bijna dezelfde afstand van het centrum als C. D ligt verder van de kern dan de zon en draait langzamer rond die kern. Dit alles uit zich via het doppleffect in de afstand
tot de zon. A kent een grote radiële snelheid (rechts weergegeven) weg van de zon, terwijl de zon en D elkaar naderen.
 

afbeelding f.

Centraal bevindt zich de verdikking met het eigenlijke centrum, een zwart gat met een massa van ongeveer 4 miljoen zonsmassa’s. De dunne schijf bestaat uit jonge sterren met een hoog metaalgehalte, die vrijwel in het galactisch vlak draaien. De sterren in de dikke schijf kunnen zich verder van het melkwegvlak verwijderen en ze hebben alle ongeveer hetzelfde geringe gehalte aan metalen. In de halo treffen we de bolvormige sterrenhopen en oude sterren met zeer weinig metalen aan.

afbeelding g

Het Nova Zembla effect

In 1596 vertrokken twee schepen in opdracht van de stad Amsterdam ( + enig geld van de Staten Generaal) naar de Noordelijke IJszee om de zogenaamde Noord-Oost passage te vinden. Een andere weg om in Indië te komen. De normale weg werd bemoeilijkt door Spanje waarmee de republiek in oorlog was ( 80 jarige oorlog). Één schip stond onder Willem Barents en Jacob Van Heemskerck een tweede schip onder Jan Cornelisz de Rijp. Er waren in 1594 en 1595 al twee pogingen gedaan.
Op de heenweg zagen ze dit verschijnsel hiernaast. “Afbeeldinghe van een wonderlijcken Hemel, ghesien den 4. Iunij, anno 1596. aen elcke zyde vander Sonne scheen oock een Son, ende daer liepen twee Reghen-boghen door alle de 3. Sonnen henen, ende daer nae noch twee Reghen-boghen, d'een wijt rondtomme der Sonnen, ende d'ander dweers door de groote ronde, ende het groote rondt stont de onderste cant verheven boven den Horizondt 28. graden. Des middaghs als de Son op zijn hooghste was, bevantmen deurt meten des Astrolabiniums dat hy verheven was boven den Horisont 48. graden ende 43. minuten, de declinatie was 22. graden 17. minuten. Dese 22. graden 17. minuten tot de ghevonden hooghde van 48. graden 43. minuten, so bevantmen dat wy waren op de hooghde des Pools 71. graden.”
Ze beschikken over gradenboog en astrolabium, de tabellen van Scalius en ook over een “horloge”, waarvan de olie bevroor en ze zich dan met de zandloper behielpen.
Begin juli is er onenigheid over de te volgen koers:”Den eersten Iulij creghen wy wederom het Beyren Eylandt int ghesichte. “Doen quam Ian Cornelisz. met zijn Officiers ons aen boordt, ende verspraecken ons, aengaende onsen cours te veranderen, ende alsoo wy van contrarie meninghe waren, soo werter verdraghen dat wy onsen cours souden volghen, ende hy den zynen: te weten, dat hy nae zijn begeven wederom souden seylen nae de 80. graden, want zy haer inbeelden datse daer lichtelijck souden deur comen, aende oostzyde vant landt op de 8. graden, ende zijn alsoo op die conditie vanden anderen ghescheyden, ende zy seijlden noorden aen, ende wy zuyden van wegen het ys, de windt was vanden o.z.o.” Het schip raakte al vroeg in september(!) in het ijs vast en de bemanning werd gedwongen op Nova Zembla te overwinteren. Ze bouwden een houten huis van wrakhout en afbraakhout van het tussendek van het schip. De schoorsteen was een biervat waar de bodem uitgeslagen was. De kou was zo groot dat ze alles dicht stopten en haast aan koolstofmonoxide zouden gestorven zijn:
“Hoe dat wy om de groote coude te vermyden steencolen aen leyden, ende de schoorsteen ende de deuren dicht toe stopten om de lieffelijcke warmte binnen te houden, twelck ons alle bynaest slapende ofte in een swijm nae den Hemel ghebracht hadde, dat wyt niet nae vertelt souden hebben, ende hoe wyt noch gewaer werden, ende daer nae noch bequaem, ende doen buytens huys ghingen, ende de sprengen wederom claer maeckten om Vossen te vangen.|”
De overwintering werd een drama, verschillende keren verschijnen er gevaarlijke beren, er zijn poolvossen, door de vreselijke kou en ontberingen verzwakken de mensen en worden ziek. Scheurbuik verschijnselen. Bij elkaar sterven 5 mensen.
Op 27 januari is het weer helder, en zien ze het verschijnsel opnieuw. Dramatisch, dat op die dag ook de eerste dode door verzwakking valt. Na die begrafenis ziet men het verschijnsel weer. Ze overleggen hoe dat kan, controleren in de “Ephemerides van Iosephus Schala tot Venegien” (= Venetië) wat er te vinden is en noteren alle gegevens heel precies. Talloze malen op deze reis werd de positie bepaald. Zoals de zeelieden terplaatse hun ogen niet geloven, geloven thuis later in Holland deskundigen hun verhaal niet. Kepler schijnt een verklaring gegeven te hebben. Maar de juiste toedracht wordt pas in 1898 duidelijk.
Nova Zembla Effect Den 24. Ianuarij 1597 wast moy, claer weder, met een westen windt. Doen ben ick met Iacob Heemskerck ende noch een derde uyt ons hutte ghegaen nae de Zee-strandt, aende zuijdtzyde van Nova Sembla, alwaer buyten ons gissinge, ick aldereerst sach de kimme vander Sonne, daer over wy ons flucks wederom nae ons huys oft hutte spoeden, om't selvighe Willem Barentsz. ende d'ander maets voor een blyde tydinghe te vercondighen. Willem Barentsz. als een cloeck ende ervaren Stuerman, wilde dat geensins geloven, als ontrent noch 14. daghen voor den tijdt zijnde, dat de Sonne aldaer ende op die hooghde openbaren soude. Daer teghens streden wy hardt, dat wy de Son gesien hadden, daer over diversche weddinge geschieden.
Hun schip wordt door het ijs gekraakt en onbruikbaar. In twee versterkte sloepen trekken ze over land en zee naar het zuiden en komen na grote ontberingen en inspanningen, na maanden roeien en soms zeilen met hulpzeilen, terecht op de kust van Rusland en Lapland. Daar krijgen ze hulp, kunnen wat eten kopen en komen uiteindelijk tot de ontdekking dat er een Hollands schip in de buurt ligt ( in Cola). Daar wordt over land een man met een Laplander naar toe gestuurd. De Laplander komt alleen terug met een brief. Het blijkt dat kapitein Jan Cornelisz de Rijp daar met zijn schip ligt en al met nieuwe handel bezig is! Ze vertrekken met hem terug naar Holland, 13 maanden nadat ze 600 km noordelijker in het ijs geraakt waren. Op 1 november 1597 worden ze in Amsterdam ontvangen.
De aantekeningen werden gemaakt door Gerrit de Veer. Het boek werd uitgegeven in 1598 en behandelt ook de twee voorafgaande reizen van 1594 en 1595. Er is een prachtige versie op het internet waar je ook de oorspronkelijk tekst in het oorspronkelijke boek kunt bekijken..
Wiki Pedia: Het Nova Zembla effect is een polaire luchtspiegeling veroorzaakt door sterke lichtbreking van zonlicht tussen luchtlagen met snel veranderende temperatuur thermoclines = warmtespronglaag of inversielaag. Het Nova Zembla-effect wekt de indruk dat de zon eerder opkomt dan astronomisch mogelijk is, door afbuiging van het zonlicht. Afhankelijk van de temperaturen in de atmosfeer verschijnt de zon als een lijn of vierkant van platte zandloperfiguurtjes. Om de zon ogenschijnlijk 5 graden op te tillen is er een inversielaag nodig van tenminste 400 kilometer. De sterkte van de afbuiging hangt af van de temperatuurgradiënt.

afbeelding h.

Hun schip wordt door het ijs gekraakt en onbruikbaar. In twee versterkte sloepen trekken ze over land en zee naar het zuiden en komen na grote ontberingen en inspanningen, na maanden roeien en soms zeilen met hulpzeilen, terecht op de kust van Rusland en Lapland. Daar krijgen ze hulp, kunnen wat eten kopen en komen uiteindelijk tot de ontdekking dat er een Hollands schip in de buurt ligt ( in Cola). Daar wordt over land een man met een Laplander naar toe gestuurd. De Laplander komt alleen terug met een brief. Het blijkt dat kapitein Jan Cornelisz de Rijp daar met zijn schip ligt en al met nieuwe handel bezig is! Ze vertrekken met hem terug naar Holland, 13 maanden nadat ze 600 km noordelijker in het ijs geraakt waren. Op 1 november 1597 worden ze in Amsterdam ontvangen.
De aantekeningen werden gemaakt door Gerrit de Veer. Het boek werd uitgegeven in 1598 en behandelt ook de twee voorafgaande reizen van 1594 en 1595. Er is een prachtige versie op het internet waar je ook de oorspronkelijk tekst in het oorspronkelijke boek kunt bekijken..
Wiki Pedia: Het Nova Zembla effect is een polaire luchtspiegeling veroorzaakt door sterke lichtbreking van zonlicht tussen luchtlagen met snel veranderende temperatuur thermoclines = warmtespronglaag of inversielaag. Het Nova Zembla-effect wekt de indruk dat de zon eerder opkomt dan astronomisch mogelijk is, door afbuiging van het zonlicht. Afhankelijk van de temperaturen in de atmosfeer verschijnt de zon als een lijn of vierkant van platte zandloperfiguurtjes. Om de zon ogenschijnlijk 5 graden op te tillen is er een inversielaag nodig van tenminste 400 kilometer. De sterkte van de afbuiging hangt af van de temperatuurgradiënt.
Er draait nu een film die ik persoonlijk interessant en spannend vind, al zitten er astronomisch wat onjuistheden in. Best meer dan onderhoudend en inspirerend de geschiedenis nog eens na te gaan.

Helio- en asteroseismologie
 

Ook de zon en de sterren trillen (geluidsgolven), zij het met een enorme kleine frequentie van de grootte-orde van nHz (een miljardste van een hertz). Ons oor kan geluiden waarnemen tussen 20 en 20 000 Hz, afhankelijk o.a. de ouderdom.
Welke gegevens haalt men nu uit stertrillingen?
1. Bepaal de ouderdom van de ster. Geluidsgolven geven inlichtingen (via temperatuur en druk) van de chemische samenstelling. Dit kan dan vergeleken worden met stermodellen. Maar tijdens haar leven zet de ster in de kern waterstof om in helium. Uit de hoeveelheid die er veranderd is sinds haar ontstaan –met de zon als referentie – verraadt dit de positie van de ster op het HRD.

afbeelding j

2. Bepaal de interne rotatie van de ster. Sterren roteren niet als een star lichaam, wel differentieel. In het inwendige wordt de rotatie bepaald door het verschil in energietransport (straling versus convectie). En dit heeft invloed op de voortplanting van trillingen in de ster. Zo heeft me in de zon ontdekt dat de kern wel als een star lichaam roteert. De tachocline geeft het overgangsgebied aan tussen de stralingszone van de zon en de convectiezone met haar differentiële rotatie.

3. De zoektocht naar planeten in een baan rond de ster. Planeten die rond sterren draaien oefenen er een inloed op uit (o.a. te bepalen via het dopplereffect). Stertrillingen zijn ook te detecteren via hetzelfde effect. Er zit dus heel wat “ruis” op die metingen. Wat is afkomstig van de ster en wat van de invloed van een planeet? Bepaal via seismologie de trillingen van de ster en je kunt met grotere zekerheid de invloed, via radiële snelheidsmetingen, van de planeet op de ster bepalen.
4. Spoor vlekken op grote diepte op. Bij de zon kan men vlekken opsporen die zich nog 65 000 km onder de fotosfeer bevinden. Golven gaan naar het kerngebied en kaatsen terug. Door de aankomsttijden van de golven op verschillende punten te meten, kan men vaststellen of ze onderweg door sterke magnetische velden zijn opgehouden. Die velden zijn dan een aanwijzing dat er een zonnevlek op komst is. Bovendien kan de grootte van de vlekken voorspeld worden: grote zonnevlekken in wording stijgen sneller op dan de kleintjes.
Als men de frequentie van de sterbevingen enorm opdrijft, zodat ze binnen het gehoorbereik valt, neem je duidelijk een “beat” en frequentie waar, afhankelijk van het soort ster.

afbeelding k.

LS.