Dag en nacht Oriëntatie aan de sterrenhemel

stralend gewelf Het Zuiderkruis (midden) en
Alfa Centauri (links) fonkelen aan de hemelkoepel.
HFDST 4
de hemelbol
de sterrenhemel
50
deel 2
hfdst 4 de hemelbol
Oriëntatie aan de sterrenhemel
Dag en nacht
ls je op een heldere nacht buiten staat, zie je hoe de
sterrenhemel zich over je heen welft als een grote
halve bol. Op het eerste gezicht lijkt het alsof alle ster­
ren op dezelfde afstand staan, als kleine lichtjes die bevestigd
zijn op die zwarte hemelbol. In werkelijkheid staan de sterren
op heel verschillende afstanden, maar die derde dimensie
is onzichtbaar. Voor een beschrijving van de zichtbare ster­
renhemel maken astronomen dan ook dankbaar gebruik van
de denkbeeldige hemelbol, waarvan de waarnemer op aarde
het middelpunt vormt.
Natuurlijk kun je vanaf de aarde maar de helft van de he­
melbol zien: alleen de sterren die boven de horizon staan.
De andere helft van de hemelbol ligt onder de horizon. Zo
ontstaat het beeld van een complete hemelbol waarop zich
alle sterren bevinden, doorsneden door een plat vlak (het
horizonvlak), met de waarnemer in het centrum. De horizon
is de grote cirkel die de snijlijn vormt van de hemelbol met
het horizonvlak. De waarnemer ziet alleen het deel van de
hemelbol dat zich boven de horizon bevindt.
Het punt op de horizon dat exact in de richting van het
noorden ligt, heet het noordpunt. Zo is er ook een oostpunt,
een zuidpunt en een westpunt. Dit zijn de vier belangrijkste
kompaspunten op de horizon. Het punt aan de hemelbol dat
zich recht boven je hoofd bevindt, heet het zenit (toppunt).
e denkbeeldige hemelbol is er natuurlijk ook overdag.
Dan is hij alleen niet zwart maar hemelsblauw en
kun je ook geen sterren zien. Die zijn er overigens wél:
ook overdag staan er sterren aan de hemel, maar die worden
volledig overstraald door het daglicht.
Daglicht is verstrooid zonlicht. De dampkring van de aarde
wordt beschenen door de zon. Het rode en gele deel van het
zonlicht reist rechtdoor, maar het blauwe deel, met een kor­
tere golflengte, wordt door de luchtmoleculen alle kanten op
gekaatst. Als gevolg van die lichtverstrooiing lijkt de zon wat
A
Precies tegenover het zenit, dus recht onder je voeten, op de
onzichtbare helft van de hemelbol, ligt het nadir (voetpunt).
Haaks op de horizon is een tweede grote cirkel te trekken, die
nadir, zuidpunt, zenit en noordpunt met elkaar verbindt. Dat
is de hemelmeridiaan (middaglijn), die de sterrenhemel in
een oostelijke en een westelijke helft verdeelt.
zenit
meridiaan
hemelpool
noordpunt
kleurrijke dageraad Tijdens de ochtendschemering
hemelequator
kleurt de hemel oranje en geel door verstrooid zonlicht.
oostpunt
horizon
waarnemer
westpunt
horizon
D
zuidpunt
denkbeeldige bol Als waarnemer vorm je het
middelpunt van een denkbeeldige hemelbol.
+ + + Het woord ‘oriënteren’ betekent letterlijk ‘het oosten zoeken’. + + + Omdat rood licht nauwelijks verstrooid wordt door
51
Drie soorten schemering
Omschrijving
Maximale diepte
van zon onder
horizon
Gemiddelde duur
in Nederland
burgerlijke schemering
6°
40 minuten
nautische schemering
12°
80 minuten
astronomische
schemering
18°
120 minuten
geler dan hij in werkelijkheid is en is de (onbewolkte) hemel
blauw. Op grote hoogte boven het aardoppervlak, waar de
dampkring veel ijler is, is die verstrooiing minder sterk en is
de hemel veel donkerder. Buiten de dampkring, bijvoorbeeld
in een baan om de aarde of op de maan, is er helemaal geen
lichtverstrooiing en is de hemel gewoon zwart, ook als de zon
boven de horizon staat. Dan zijn er ook overdag sterren te zien.
Door de lichtverstrooiing is de overgang van nacht naar
dag niet plotseling. Al geruime tijd voordat de zon boven de
horizon komt begint het lichter te worden en verdwijnen de
zwakste sterren uit het zicht. Ook na zonsondergang duurt
het even voordat het donker is. Die overgangsperiode wordt
de schemering genoemd. Sterrenkundigen vinden het pas
echt donker als de zon achttien graden (zie pag. 56) onder de
horizon staat. In Nederland komt dat in de zomermaanden
zelfs midden in de nacht niet voor; astronomen spreken dan
van de ‘grijze nachten’.
luchtmoleculen, zijn mistlampen van auto’s altijd rood. Een blauwe lamp is van grote afstand in de mist niet te zien. + + +
sterren en strepen Op een tijdopname is te zien
dat de sterrenhemel langzaam ronddraait.
Kijktip
Meet hoe laat
een heldere ster
precies boven een
boom of lantaarnpaal
staat. Doe dat een
week later weer,
vanaf dezelfde plek.
Hoe groot is het
verschil?
orions opkomst Je ziet altijd maar de helft van de
sterrenhemel; de andere helft bevindt zich onder de horizon.
de sterrenhemel
52
deel 2
De veranderlijke sterrenhemel
I
n Nederland zie je een ander deel van de sterrenhemel
dan in Nieuw-Zeeland, aan de andere kant van de aarde.
Wij zien het Zuiderkruis nooit; voor onze tegenvoeters
komt de Grote Beer nooit boven de horizon. Maar ook vanaf
één plaats op aarde ziet de sterrenhemel er steeds anders uit.
Die wisselende aanblik wordt veroorzaakt door de dagelijkse
westwaartse draaiing Als gevolg van de draaiing van de aarde
bewegen de sterren ’s nachts van oost naar west langs de hemel.
dagelijkse beweging
oost
draaiing van de aarde om zijn as en door de jaarlijkse baan­
beweging van de aarde om de zon.
De dagelijkse beweging van de sterrenhemel kennen we al­
lemaal van de zon. De zon komt ’s morgens op in het oosten,
bereikt halverwege de dag zijn grootste hoogte boven de
zuidelijke horizon en gaat ’s avonds weer onder in het westen.
De maan, de sterren en de planeten nemen ook deel aan die
dagelijkse beweging. In feite is het gewoon de hemelbol die
om de waarnemer heen lijkt te draaien. Het gaat natuurlijk
om een schijnbare draaiing: in werkelijkheid
draait de aarde om zijn as.
Als gevolg van de aswenteling van de aarde
ziet de sterrenhemel er op elk moment
van de nacht anders uit. Als je om tien uur
’s avonds naar de stand van de sterren kijkt
en een uurtje later weer, zie je dat er in het
oosten nieuwe sterren boven de horizon zijn
gekomen, terwijl in het westen sterren zijn
ondergegaan die eerder op de avond nog
wél zichtbaar waren. Op die manier kan de
west
sterrenhemel als klok gebruikt worden. In
feite doen we dat overdag ook: aan de positie
van de zon aan de hemel kun je zien of het
ochtend, middag of avond is.
+ + + Een eenvoudig kartonnen sterrenklokje kun je instellen op de juiste datum, om vervolgens de tijd af te lezen uit de stand
hfdst 4 de hemelbol
Jaarlijkse variatie
De aanblik van de sterrenhemel wordt echter niet alleen
bepaald door het tijdstip van waarneming, maar ook door
de datum. Op 30 mei ziet de sterrenhemel er om twaalf uur
’s nachts heel anders uit dan op 30 november. Die jaarlijkse
verandering wordt veroorzaakt door de beweging van de
aarde om de zon. Kijk je rond middernacht naar de sterren,
dan zie je het deel van de hemelbol dat tegenover de zon ligt.
Omdat de aarde in één jaar tijd een keer om de zon draait,
zien we de zon steeds in een andere richting en verandert dus
tweelingen
kreeft
schijnbare
baan van
de zon
zon
aarde op
1 juni
van de Grote Beer. + + +
1 augustus
ook het deel van de hemel dat we ’s nachts zien.
Op 30 mei staat de zon in de richting van het sterrenbeeld
Stier. Dat sterrenbeeld is dan dus niet zichtbaar; het staat
overdag boven de horizon en alle sterren worden overstraald
door de zon. Rond middernacht zie je de sterrenbeelden aan
de tegenoverliggende helft van de hemel: Hercules, Slan­
gendrager en Schorpioen. Op 30 november staat de zon in
het sterrenbeeld Schorpioen. ’s Nachts zijn dan de Stier, de
Voerman en Orion zichtbaar.
Wil je uit de stand van de sterren de tijd aflezen, dan moet je
weten welke datum het is. Omgekeerd
kun je aan de stand van de sterren zien
welke maand het is, als je tenminste een
horloge bij de hand hebt. Om de hele
sterrenhemel goed te leren kennen, ben
stier
je minstens een jaar bezig, en dan ken je
overigens alleen nog maar het deel van
de hemel dat zichtbaar is vanaf je eigen
waarnemingspositie op aarde.
wisselende aanblik Door de draaiing
baan van de aarde
1 juli
53
van de aarde om de zon is in de loop
van het jaar steeds een ander deel
van de sterrenhemel zichtbaar.