Sterren, spectra en mensen.
Met zijn verhaal over sterrenspectra bracht Bram een stukje astronomische historie terug tot leven en betrok daarin de mensen die deel uit maken van die historie. Bram benadrukte het belang van spectroscopie. De eerste beelden toonden enkele regenbogen. In een tabel zagen we de golflengten van elke kleur van de regenboog. We kennen allemaal het ezelsbruggetje ROGGBIV (rood-oranje-geel-groen-blauw-indigo-violet).
Als allereerste mens kwam Isaac Newton(1643-1727) in beeld. Newton hield zich bezig met licht. Hij leidde het licht door een prisma om het wit licht te splitsen in zijn hoofdkleuren (een spectrum) en omgekeerd. Van een spectrum terug naar wit licht.
In 1800 ontdekte William Herschel(1738-1822) het bestaan van het verschijnsel infrarood. Hij deed dat door met een thermometer de temperatuur van de kleuren van het licht, dat door een prisma viel, te bepalen. Hij ontdekte dat hoe meer richting rood, hoe hoger de temperatuur was. Toen Herschel de thermometer voorbij het rood hield, was de temperatuur nog hoger dan in het rode deel. William Herschel concludeerde, dat in dit deel van het spectrum licht bestond, dat niet door de ogen van een mens waargenomen kon worden.
Jozef Fraunhofer (1787 – 1826) was een Duits natuur- en werktuigkundige. Zijn grootste bekendheid heeft hij te danken aan zijn onderzoek van vaste absorptielijnen in het zonnespectrum, die naar hem ook wel fraunhoferlijnen worden genoemd. Hij ontdekte 574 donkere lijnen en kon aan de hand van deze lijnen bepalen welke stoffen er in de lichtbaan van een ster te vinden waren.
Gustof Kirchhoff (1824 – 1887): Een hete, vaste stof produceert een continu spectrum. Een heet gas produceert een emissiespectrum met discrete golflengten die afhangen van de energieniveaus van de atomen in het gas. Een hete, vaste stof omgeven door een koel gas (ten opzichte van het object) produceert een absorptiespectrum, met gaten die afhangen van de energieniveaus van de atomen in het gas.
Henri Draper (1837-1882) was een amateurastronoom en telescoopbouwer. Hij was ook een pionier in de spectroscopie en de astrofotografie. Na zijn dood stelde zijn weduwe een fonds in ten voordele van de fotografische en spectroscopische sterreninventaris ( Henri Draper Memorial).
Met Edward Pickering en Willemmina Fleming (zijn huisvrouw) kwamen er meer spectraalklassen. Ze verfijnde de reeds bestaande classificatie. Antonia Maury, de nicht van Draper, werd later door Fleming opgeleidt, net als Annie Connon. Maury kreeg de noordelijke sterrenhemel toegedeeld en Connon bracht een decimale verfijning aan bij de zuidelijke sterren. Annie Connan verdiende door haar inzet het predicaat “meest verdienstelijke waarnemer”. Haar werk resulteerde in de Henry Draper Catalog, waarin de spectraalklasse van niet minder dan 225.000 sterren vermeld staat. Na deze HD-kataloog kwamen er in de periode 1925-1936 nog eens 47.000 sterren bij en in 1949 nog eens 86.000 (postuum). Haar systeem wordt hedendaags nog steeds gebruikt.
Cecillia Helena Payne (1900-1979) besloot op een gegeven moment om biologie te studeren. Tijdens deze studies was ze aanwezig bij een lezing van Arthur Eddington, met als titel “afbuiging van het licht tijdens een zonsverduistering. Dit gegeven intrigeerde haar en ze besloot astrofysica te studeren. Ernest Rutherford was haar docent. Ze ging naar Harvard en werd opgenomen in Pickerings team. Ze bestudeerde de ionisatietheorie van Meghnad Saha. CHP (Cecillia Helena Payne) stelde in haar proefwerk: “sterren bestaan grotendeels uit waterstof”. Russell (van het Hetrzsprung Russeldiagram) stelde dat dit niet mogelijk was en eiste een aanpassing in de thesis. Later zou Russell zijn mening herzien doch geeft geen credit aan CHP. Otto Struve noemde haar thesis de “meest briljante thesis ooit gezien”, maar CHP promoveerde niet. Na haar huwelijk met Gaposchkin werd CHP uiteindelijk toch nog professor (1956), ruim 30 jaren na haar proefschrift.
Met Christiaan Dopler kwam Bram stilaan bij het einde van zijn uiteenzetting. Het Dopplereffect geldt niet alleen geluid, maar zoals geweten ook licht. Het effect werd genoemd naar de Oostenrijkse natuurkundige Christian Doppler, die in 1842 dit verschijnsel voor zowel licht- als geluidsgolven beschreef . Veel dubbelsterren zijn via spectra ontdekt.
Met Christiaan Doppler als laatste in rij heeft Bram ons een reeks wetenschappers gepresenteerd die allen actief waren in de spectroscopie. Zonder het werk van voorgaande mensen zou onze kennis van sterren niet hetzelfde zijn. Lambert Beliën
Tijdens de pauze was het tijd om hulde te brengen aan een jarige Aquiliaan: Jan Dejongh was de gelukkige jarige. Jan was zo goed het voltallige gezelschap te voorzien van vlaai en taart, welke zeer gesmaakt werden. Nogmaals proficiat aan Jan, nog vele jaren!!! Nog iemand die felicitaties verdiende: Rudi Van Bommel, de voorzitter van Aquila mocht van VVS de zilveren Galileopenning in ontvangst nemen. Rudi is terecht fier op deze erkenning!!
Het tweede deel van de avond, het Noorderkroon-gedeelte werd ingevuld door Lambert Beliën met een uiteenzetting over “Deep Impact en Rozetta”, twee komeetmisssies.
Deep Impact & Rosetta.
In het verleden zijn er al komeetmissies geweest, een opsomming:
•1. 1985 NASA ICE missie
•2. 1986 twee Russische Vega’s en twee Japanse: Susei en Sagigake (Halley)
•3. 1986 ESA Giotto bij komeet Halley
•4. 1992 ESA Giotto bij komeet Grigg-Skjellerup.
•5. 2001 NASA Deep Space 1 naar komeet Borrely
•6. 2004 NASA Startdust naar komeet Wild 2
7. 2005 NASA Deep Impact…… Lambert verkoos hier even te stoppen en eens nader te bekijken welke inzichten Deep Impact ons bracht en wat er mee gedaan werd. Met enkele beelden van baangegevens van Tempel 1 en het vluchtplan was de start gemaakt.
De sonde Deep Impact werd gelanceerd met een Boeing Delta II-draagraket, vanaf de lanceerinrichting 17-B op Cape
Canavaral. Geminini North Observatory op Mauna Kea, Hawaii zal het hele spektakel volgen. De afmeting van het “flyby”-voertuig is vergelijkbaar met een strandbuggy. De Impactor is ca 90 x 90cm, vergelijkbaar met een kleine tafel en weegt 370 kg. De totale combinatie (flyby en Impactor) weegt 1 ton. De Impactor zal de komeet niet uit haar baan brengen, de kracht van inslag is te vergelijken met een steentje tegen een rijdende vrachtwagen. Het heeft geen invloed op de snelheid en de bewegingsrichting van de vrachtwagen, rep. komeet. De naderingssnelheid van de komeet t.o.v. de Impactor is 10 maal sneller dan een afgevuurde kogel. De geslagen krater is vergelijkbaar met de afmeting van een voetbalstadium en dit enkele verdiepingen diep.
De Orbiter: Het ruimtetuig heeft een zonnepaneel , een gevoelige antenne , een 370 kg zware, zelfsturende Impactor, een puinschild en wetenschappelijke instrumenten voor hoge en middelhoge resolutie beeldvorming, infrarood spectroscopie en optische navigatie. Het voertuig is 3,3 meter lang, 1,7 meter breed en 2,3 meter hoog; totale massa is 1020 kg. In de laatste fase van de missie, de encounter-fase, zullen er twee richtmanoeuvres moeten gebeuren. Zes uur later zal Deep Impact de Impactor loslaten in de baan van de komeet. Twaalf minuten na dit gebeuren zal de flyby wegsturen van de komeetbaan en een veilige positie innemen.
De Impactor zal volledig zelfstandig zijn botsingskoers afstellen met als doel een inslag op de zonbeschenen zijde van de komeet. Na de inslag zal de Orbiter tot 13 minuten na de inslag opnames blijven maken en dan overgaan in beveiligde modus (puinschild) . 95 minuten na de inslag zal de Orbiter een laatste opnamerun maken. De Impactor is ontwikkeld om zichzelf te richten op een, vanuit de Orbiter, bekeken punt van inslag. Ook aardse telescopen hebben een vrij zicht nodig. Eenmaal aangekomen zal de Impactor inslaan met een snelheid van 36.800 km/h. De voorkant van de Impactor is voorzien van koepelvormige (honingraat) koperplaten. Koperplaten, omdat dit de beste resultaten naar een grote krater geeft (dichtheid bij benadering gelijk aan het komeetoppervlak).
De achterzijde van de Impactor is voorzien van de batterij, de elektronische componenten, computers en de stuur- en aandrijvingelementen die de Impactor op haar baan houden. Beelden van de assemblage en beelden van de inslag. Een verse krater van 100m diameter en 30 m diep brachten nieuwe inzichten: o.a heel fijn materiaal (vergelijkbaar met talkpoeder). Swift X-ray Telescope registreerde tot 13 dagen na de impact een continue uitstroom van gassen en stof……….men roept op tot dieper onderzoek!
Rosetta, nog geplande komeetontmoeting.
Hoeksteenmissie langdurig wetenschappelijk onderzoek. De lancering ging door op 2 maart 2004. Tijdens de totale vlucht maakt men gebruik van zwaartekrachtversnellingen:
Aarde: maart 2005
Mars: februari 2007
Aarde: november 2007
Aarde: november 2009
2867 Steins September 2008
21 Lutetia Juli 2010.
Het internationale industriële team van Rosetta bedraagt de deelname van meer dan 50 aannemers, komende uit 14 Europese landen en de Verenigde Staten. De hoofdaandeelhouder is firma Astrium uit Duitsland. Grote onderaannemers zijn: Astrium UK (ruimtevaartuig-platform) – Astrium France ( ruimtevaartuig-avionics) en Alenia Spazio (assemblage, integratie en verificatie). EADS Astrium is de nummer 1 in Europa en nummer 3 in de wereld. Ze hebben in totaal 15.000 mensen in dienst (Frankrijk – Duitsland – UK – Spanje en Nederland en zijn al 40 jaren actief in ruimtevaart. EADS Astrium is partner van 22 andere bedrijven die zich met ruimtevaart bezig houden Radiocommunicatie tussen Rosetta en de aarde maakt gebruik van een “deep-space-antenne”. Deze schotelantenne werd gebouwd door ESA in New Norcia ( in de buurt van Perth), Australië. Operatoren van de firma Xantic bedienen de schotelantenne
Rosetta’s voornaamste doel is helpen begrijpen hoe het zonnestelsel ontstond en evolueerde. De samenstelling van een komeet geeft een idee over de samenstelling van de gaswolk waaruit de zon en de planeten gevormd werden, meer dan 4.6 miljard jaren geleden. Men hoopt antwoorden te verkrijgen door deze diepteanalyse van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Het project “Rosetta” is het eerste project dat als doel heeft een Orbiter in een baan om een komeet te brengen en er effectief op te landen met een kleiner tuig, de lander. Deze missie zal resulteren in de meest gedetailleerde studie aan kometen, ooit. De doelkomeet, 67P/Churyumov-Gerasimenko, zal men bereiken in 2014. De Rosetta lander zal men loslaten met als doel een afdaling naar komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Doel van de lander is het maken van een heel gedetailleerde analyse van de komeetkern en het oppervlak. De minimumduur van de missie is 65 uren, maar de operaties kunnen uitgebreid worden tot enkele maanden. Sommige instrumenten zitten onder een “kap” die je kan vinden onder de zonnepanelen.Een antenne stuurt de gegevens van het komeetoppervlak via de Orbiter naar de aarde. De Lander heeft 9 experimenten aan boord, samen goed voor 21 kg instrumenten. Naast deze experimenten is er ook een boorsysteem meegenomen om monsters van de komeet te kunnen nemen.
De Rosetta is een grote aluminium doos met afmetingen 2,8 x 2,1 x 2,0 meter. De wetenschappelijke instrumenten zitten gemonteerd aan de bovenkant van de doos (payload Support Module), terwijl de subsystemen op de onderkant zitten (Bus Support Module). Aan een kant van de Orbiter is een 2,2 meter diameter schotelantenne, een stuurbare hooggevoelige antenne. De lander zit vast aan de andere kant, tegenover de schotelantenne. Twee enorme zonnepanelen, elk 32 vierkante meter groot, hebben een totale span van 32 meter van tip tot tip. Elk paneel bestaat op zich uit 5 losse panelen die tot +/- 180 graden kunnen verplaatsen, teneinde het maximum aan zonlicht op te vangen.
Zodra komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko in beeld is zal Rosetta alle instrumenten op dit object richten, de antenne continue naar de aarde en de zonnepanelen naar de zon. De zijkanten zitten bijna continue in de schaduw. Om deze reden zitten de meest gevoelige items aan deze kant gemonteerd. In het midden van de Orbiter zit het hoofdvoortstuwingsysteem. Twee grote brandstoftanks flankeren een verticale straalpijp. De bovenste tank zit vol met brandstof en de onderste tank heeft oxidiser als inhoud. Naast deze centrale voortstuwing heeft Rosetta ook nog 24 kleine thrusters die nodig zijn om kleine correcties of manoeuvres door te voeren. De kracht die deze thrusters geven is 10 Newton, te vergelijken met de kracht die nodig is om een grote zak appels vast te houden. Meer dan de helft van het te lanceren totaalgewicht is brandstof. De Rosetta-Orbiter’s wetenschappelijk instrumentarium is 11 experimenten groot.
De instrumenten zijn samengesteld door diverse wetenschappelijke instituten in Europa en de USA. Alle experimenten zullen non-stop op de komeet gericht zijn gedurende de ganse wetenschappelijke fase van de missie. ESA’s Giotto en aardse observatoria toonden aan dat kometen complexe organische moleculen bevatten. Deze organische moleculen zijn rijk aan koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Intrigerend, want deze elementen zijn nodig om nucleine- en aminozuren te maken, essentiële bestanddelen van leven zoals wij het kennen. We verwachten niet dat Rosetta een antwoord zal geven op deze vragen, het zal hooguit een boel extra informatie opleveren. Rosetta zal de isotopische abundanties in het komeetijs analyseren. De isotopen van een bepaald chemisch element zijn atomen van hetzelfde soort, maar met een klein verschil in gewicht. Deuterium, bij voorbeeld, is een isotoop van waterstof. Als de verhouding waterstof-deuterium in onze oceanen gelijk is aan de waarden in het komeetijs, kan dit een sterk argument zijn voor de theorie dat een deel
van het water op aarde afkomstig is vanuit de ruimte. Men gaat uit van een planning van 12 jaren. De nominale missie eindigt in december 2015. December 2015, de komeet heeft net haar kortste afstand tot de zon achter de rug en is terug op weg naar de uiterste diepte van het zonnestelsel.
Komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko is klein (4 km), bijgevolg zal de gravitationele pull die ze uitoefent miljoenen keren zwakker zijn dan hier op aarde. Om deze redenen zal de Rosetta-lander neerdalen met een snelheid van een wandelaar. De Lander zal wel gebruik moeten maken van een harpoen, om te voorkomen dat de Lander bij contact zal terugveren en verdwijnen in de ruimte. Rosetta zal de komeet ontmoeten op een afstand van 675 miljoen km van de zon. De zonnecellen in de zonnepanelen van Rosetta zijn gebaseerd op nieuwe technologieën. Dankzij deze vernieuwing is het mogelijk een missie uit te voeren voorbij de planetoïdengordel en dan slechts gebruik makende van zonnelicht. Tot nu toe maakte men gebruik van nucleaire krachtbronnen. De nieuwe zonnepanelen maken dat Rosetta kan opereren op een afstand van 800 miljoen kilometer van de zon. Het licht ter plaatse is nog maar 4% van hetgeen wij hier ontvangen. Deze technologie kan toegepast worden in toekomstige deepspace-missies. Sommige van de systemen, nodig om de interne temperatuur van het vaartuig te regelen, zijn een ander voorbeeld van technologische vernieuwing. Temperatuur is een kritiek gegeven bij deze missie. Wanneer Rosetta kort bij de zon is zal er risico voor oververhitting zijn. Men gaat dit tegen door gebruik te maken van o.a. radiatoren en louvres. De moeilijkste fase van de onderneming zal gebeuren in mei 2014. Rosetta zal de snelbewegende komeet naderen en moet afremmen. Het afremmen moet de sonde kort bij de komeetrand brengen. Omdat de camera’s aan boord nog niet actief zijn moet men heel zeker zijn van de verkregen data en berekeningen, afkomstig van de grondwaarnemingen. Op 5 augustus vloog Rosetta voorbij planetoïde 2867 Steins. Kortste nadering was 800 kilometer. Steins is een E-type planetoïde met een diameter van slechts 5 kilometer.
ESA’s kometenjager Rosetta vloog op 13 november langs de aarde om omloopenergie op te pikken. Toen begon het laatste deel van zijn tien jaar lange reis naar de buitenste regionen van het zonnestelsel. Er stond nog een aantal observaties van het aarde-maanstelsel gepland voordat het ruimtevaartuig de komeet 67/P Churyumov-Gerasimenko gaat bestuderen. Dit werd de laatste scheervlucht langs de aarde en de laatste keer dat Rosetta gebruik maakte van de zwaartekracht van een planeet. Om 08:45u kwam Rosetta volgens planning het dichtst bij de aarde. De scheervlucht gaf de satelliet precies genoeg versnelling om door te kunnen gaan naar de buitenste regionen van het zonnestelsel. Volgens schema komt het ruimtevaartuig in juli 2010 vlak langs de asteroïde 21 Lutetia.
Naar verwachting komt Rosetta in mei 2014 op zijn eindbestemming aan. Daar laat het de lander Philae neer die het oppervlak ter plaatse gaat bestuderen. Vervolgens vergezelt het ruimtevaartuig de komeet op zijn reis richting de zon. Tijdens deze reis wordt de komeet maximaal twee jaar grondig bestudeerd.
We sloten het verhaal af met enkele beschouwingen betreffende de baan van de sonde ten opzichte van de komeet, de dichtheid van de komeet en het al dan niet gestoorde signaal van de Lander naar de Orbiter, te danken aan sterke ionisatie, ter plaatse.
Lambert Beliën
Vers van de pers: Met de Europese VISTA-telescoop is een indrukwekkende infrarood opname gemaakt van de Kattepootnevel, een gigantisch stervormingsgebied op 5500 lichtjaar afstand van de aarde, in het sterrenbeeld Schorpioen. De nevel, met een middellijn van ca. 50 lichtjaar, bestaat uit dichte gas-en stofwolken waarin nieuwe sterren ontstaan. Op de foto’s die in zichtbaar licht zijn gemaakt, ziet hij er uit als een pootafdruk van een kat. Op de nieuwe foto zijn de dichtste stofwolken nog steeds donker maar zijn ook de pas gevormde sterren te zien .(artikel ingezonden door Job Beeren; brom Europlanetarium Genk)
Extra kijkavond: op dinsdagc18 mei, totaal onverwacht, besloten Job en Lambert naar de sterrenwacht te trekken in een ultieme poging om toch nog Mercurius te spotten (was niet gelukt tijdens de vorige kijkavond). Ondanks een stralend heldere hemel en verwoedde pogingen bleek Mercurius al te laag te staan om nog zichtbaar te zijn vanaf de sterrenwacht. Een andere keer beter!! Wat wel lukte….Mars – Venus en Saturnus gezocht en gevonden ……tijdens de schemering. Dat is een heel straffe toer om de scherpte van je zintuigen te testen. We hebben het trio (en de maan) uitvoerig bekeken met behulp van de kringkijker. Er was wel enig afstelwerk aan de kijker alvorens deze effectief ingezet kon worden. We weten nu dat de dragers van de zoeker niet goed staan; deze moeten bijgesteld worden, willen we een bepaald object op de kruisdraad krijgen. De koepel, daarentegen, die loopt gelijk een trein. Eén enkele persoon laat met gemak de koepel rond lopen. Onze inspanningen van vorige opknapbeurt zijn niet vergeefs geweest.
Al met al een heel fijne avond die we afsloten met een frisse Grimbergen. Bij deze nogmaals een oproep aan de leden van het “kijkavondnetwerk”….we wachten op jullie initiatief. Wie geeft het startschot?
Job & Lambert
Een nieuwe aanwinst!
Zaterdag 8 mei kreeg ik heel onverwacht telefoon en vernam dat er in Achel, in de Generaal Dempylaan, een refractor was afgeleverd. De nieuwe en trotse eigenaar is niemand minder dan Tony Van Hertem. Nieuwsgierig trok ik dan ook meteen, gewapend met mijn fototoestelletje, naar Tony om de nieuwe aanwinst te bewonderen en… het was de moeite. Een refractor met een objectief van maar liefst 150mm diameter en een brandpunt van 1200mm. De “SKYWATCHER EQ – 6” .Onze voorzitter Bèrke was ook gearriveerd en gezamenlijk hebben we het apparaat buiten even opgesteld. De kijker is voorzien van een zeer stabiele en vrij hoog instelbare driepoot. Dat is ook wel nodig want het is zeker geen lichtgewicht. Hij heeft een duidelijke zoeker, variabele oculairhouder voor 1,25 inch en 2 inch en is voorzien van 2 oculairs (resp. 10 en 25 mm) van het type “super Plössl”. De montering is parallactisch met graadaanduiding en het volgsysteem is uitgerust met 2 elektrische volgmotoren en een handig bedieningspaneel met regelbare snelheden.
Om de opstelling snel en
eenvoudig parallactisch af te stellen is de poolas volledig hol en voorzien van een zoeksysteem met projectie langs waar de afstelling eenvoudig kan worden uitgevoerd. Bij het afstellen worden in dit zoekveld ook nog enkele belangrijke sterrenbeelden geprojecteerd waardoor ook meteen de kijker op de gewenste uuras kan worden ingesteld. Tony is zinnens om een aanpassingsstuk te maken waarmee hij de kijker ook in de sterrenwacht kan opstellen. Als alles naar wens verloopt en het weer ons niet te veel parten speelt mogen we waarschijnlijk nog meer interessante kijkavonden verwachten. Proficiat Tony en veel succes met deze mooie aanwinst!
Verslag kijkavond 28 mei 2010.
De vooruitzichten waren (weer) goed, de hemel was open en helder, de maan nog verre van zichtbaar. De eerste deelnemers (5 deelnemers aanwezig tijdens de sessie) waren al aanwezig, nog voor het afgesproken uur van 22.30u. Terwijl Tony bezig was met de laatste aanpassingen aan de zuil van de sterrenwacht (gereed maken voor de Skywatcher EQ6 (zie elders in dit blaadje), werd er aan de voet van de toren al gekeken naar de eerste planeten die zichtbaar werden. Saturnus met z’n manen werd een spoedklus. Ze stond op het punt te verdwijnen achter de bomen. Het feit dat alles snel, snel moest gaan vertaalde zich door in de verdere nacht. Normaal gezien moet je toch wat tijd besteden aan afstellingen van de verschillende optische systemen (zoeker – kijker-telelens – scherpstellingen). Doe je dat niet voor de volle 100%, dan achtervolgd je dit de rest van de nacht. Ook het gegeven dat het niet donker was en sluierbewolking, maakte dat we zo goed als niet konden werken met het Nagler-oculair. Een ander gegeven blijkt de moeilijkheid van wisselende dioptrie. Verschillende waarnemers betekent verschillende scherpstellingen. Met een vergrendelde hoofdspiegel en een motorfocus valt dat allemaal wel mee, maar heel af en toe bij het wisselen van een oculair, kan het wel eens net niet haalbaar te zijn. We hebben nog verschillende fotografische opnames gemaakt tot tegen de klok van 01.00 u opeens de boel dichtzat. Bewolking!!! Tijd om af te ruimen en huiswaarts te keren. Al bij al toch een fijne nacht gehad!!!!
Lambert