HFDST 2 tELEscopEN - Alles over Sterrenkunde

hemelse blik De Europese Very Large Telescope in Chili is
het krachtigste observatorium ter wereld.
Kijktip
Een eenvoudige verrekijker die ca. tien keer
vergroot, laat ongeveer evenveel zien als de
eerste telescoopjes van Galilei. Kijk er echter
niet mee naar de zon!
HFDST 2
24
telescopen
sterrenkunde als wetenschap
deel 1
hfdst 2 telescopen
25
De uitvinding van de telescoop
De ontdekkingen van Galilei
e telescoop (van het Griekse tèle = ‘ver’ en skopein
= ‘kijken naar’) is zonder twijfel het belangrijkste
instrument in de sterrenkunde. Een telescoop maakt
het mogelijk om zwakke objecten te bestuderen en kleine
details te onderscheiden. Toch werd de eerste telescoop pas
iets meer dan vierhonderd jaar geleden gebouwd. Voor die
tijd werden alle waarnemingen met het ‘blote oog’ gedaan.
Na de uitvinding van de telescoop maakte de sterrenkunde
dan ook een enorme ontwikkeling door, waarvan het einde
nog steeds niet in zicht is.
In de dertiende eeuw deed de franciscaner monnik Roger
Bacon (1210-1294) in Engeland al onderzoek aan breking en
afbuiging van licht door geslepen lenzen en spiegels. Korte
tijd later werden in Italië de eerste brillenglazen geslepen.
Toch duurde het nog tot de zestiende eeuw voordat brillenslijpers ontdekten dat je met een combinatie van lenzen
of gebogen spiegels ver verwijderde objecten ‘dichterbij
kunt halen’. Een van de eersten die hierover publiceerde was
de Engelsman Leonard Digges (ca. 1520-1559); misschien
bouwde hij ook al de eerste echte telescopen.
De uitvinding van de telescoop, rond het jaar 1600, wordt
meestal toegeschreven aan Hans Lipperhey (ca. 1570-1619),
een brillenslijper uit Middelburg, die in 1608 als eerste bij
de Staten-Generaal octrooi aanvroeg op zijn uitvinding.
e Italiaanse natuur- en sterrenkundige Galileo
Galilei was een van de eersten die een telescoop op
de sterrenhemel richtte. In een brief van een Franse
collega las Galilei over de Nederlandse uitvinding. Op basis
van de schamele informatie waarover hij beschikte, was
hij in staat zelf een telescoop
te bouwen die van aanzienlijk
betere kwaliteit was dan de eerste
kijkertjes van Jansen, Lipperhey en
Metius. Enkele originele telescopen van Galilei zijn te zien in het
wetenschapshistorisch museum
in Florence.
Op 30 november 1609 verrichtte
Galilei de eerste telescopische
waarnemingen van de maan. Op
zijn maantekeningen zijn lichte
en donkere vlekken, kraters en
bergen te zien. In januari 1610
nam hij de planeet Jupiter waar
D
uitvinder gezocht Wie heeft de telescoop uitgevonden:
Hans Lipperhey (links) of Zacharias Jansen?
Zijn collega en stadsgenoot Zacharias Jansen (1580-1638)
bouwde waarschijnlijk enkele jaren eerder al een werkende
telescoop, en ook de Alkmaarder Jacob Metius (na 15721628) vroeg octrooi aan op de uitvinding. Vanwege die
verwarring werden de aanvragen niet gehonoreerd.
De Hollanders hadden vooral oog voor de militaire toepassing van hun ‘kijker om verre te sien’: met behulp van een
telescoop kon je vijandige schepen of troepen al van grote
afstand zien aankomen.
+ + + Volgens de overlevering werd het principe van de telescoop toevallig ontdekt door het zoontje van Zacharias Jansen, die
D
optische revolutie Twee telescoopjes
van Galileo Galilei, waarmee hij voor
het eerst de sterrenhemel bekeek.
met lenzen aan het spelen was. + + +
en ontdekte hij dat er vier maantjes omheen bewegen.
Daarmee was voor het eerst aangetoond dat niet alles in het
heelal rond de aarde draait. Nog steeds worden deze vier
grote Jupitermanen de Galileïsche manen genoemd (zie pag.
158).
Galilei ontdekte met zijn telescoop ook talloze zwakke sterren in de Melkweg; hij constateerde dat het Zevengesternte
meer dan zeven sterren bevat en hij zag merkwaardige
‘uitsteeksels’ aan de planeet Saturnus – de ware aard van de
ring van Saturnus werd pas in 1656 ontdekt door Christiaan
Huygens. Galilei’s waarnemingen van de schijngestalten van
de planeet Venus vormden een mooie bevestiging van het
heliocentrische wereldbeeld van Copernicus.
In 1611 gebruikte Galilei zijn telescoop ook voor waarnemingen van de zon. Op het heldere zonsoppervlak ontdekte
hij donkere vlekken – opnieuw een aantasting van de veronderstelde goddelijke volmaaktheid van de hemellichamen.
Overigens lieten de kerkleiders zich niet overtuigen door de
beelden die door het duivelse instrument zichtbaar waren.
Mede door zijn zonneobservaties raakte Galilei aan het
einde van zijn leven blind.
houten stellage De grote telescopen van Herschel
werden opgehangen aan touwen en katrollen.
Kijktip
Met een verrekijker en een sterrenkundig jaarboekje kun
je de planeet Uranus
gemakkelijk vinden
aan de sterrenhemel
(zie ook pag. 160).
kosmische reflecties De spiegeltelescoop
werd in 1668 uitgevonden door Isaac Newton.
sterrenkunde als wetenschap
26
deel 1
De telescoop wordt verbeterd
D
e oorspronkelijke ‘Hollandse kijker’ heeft een bol objectief (de hoofdlens van de kijker) en een hol oculair
(het ooglensje). Dit type kijker vertoont veel storende
afbeeldingsfouten. Johannes Kepler ontwierp de zogeheten
astronomische telescoop, die met een bol objectief en een
eveneens bol oculair is uitgerust. Het nadeel is wel dat zo’n
kijker het beeld ondersteboven toont, maar de beeldkwaliteit
is veel beter.
Halverwege de zeventiende eeuw bouwde de Nederlandse
natuurkundige Christiaan Huygens (1629-1695) samen met
zijn broer Constantijn grote telescopen met enorm lange
brandpuntsafstanden, waarmee ze sterke vergrotingen bereikten. Deze ‘luchttelescopen’ hadden geen kijkerbuis: het
objectief was beweegbaar op een hoge paal geplaatst; het
oculair werd ermee verbonden door middel van een stok of
een touw. Huygens ontdekte onder andere vlekken op Mars,
de Orionnevel, en de ware aard van de Saturnusring.
Ook de Poolse bierbrouwer Johannes Hevelius (1611-1687)
uit Gdansk bouwde grote telescopen, waarmee hij vooral
onderzoek deed aan de maan, de zon en kometen. Zijn
gedetailleerde maankaarten publiceerde hij in 1647 in
Selenographia (‘Maanbeschrijving’). Hevelius was in feite
een amateurastronoom, maar hij stond in hoog aanzien bij
de sterrenkundigen uit zijn tijd. Zo werd hem het directeur-
hfdst 2 telescopen
27
De reuzentelescopen van Herschel
buisloze kijker
Christiaan
Huygens bouwde
‘luchttelescopen’,
waarvan het objectief
op een hoge paal
was bevestigd.
schap van de sterrenwacht van Parijs
aangeboden, waarvoor
hij overigens bedankte.
Alle enkelvoudige lenzentelescopen vertonen
hinderlijke kleurschifting (chromatische aberratie), omdat
de brekingshoek van een lichtstraal afhankelijk is van de
golflengte. Het gevolg is dat sterren eruitzien als piepkleine
regenboogjes. De spiegeltelescoop, in 1668 uitgevonden
door Isaac Newton, kent dat probleem niet. Daar komt nog
bij dat spiegeltelescopen een kortere bouwlengte hebben en
gewoonlijk lichtsterker zijn dan lenzentelescopen. Alle grote
professionele telescopen zijn spiegeltelescopen, omdat
grote spiegels gemakkelijker te maken zijn dan grote lenzen.
+ + + De eerste spiegeltelescopen hadden geen spiegel van glas, maar van gepolijst brons of koper. + + + Georgium Sidus
E
en van de grootste waarnemers uit de achttiende
eeuw was William Herschel (1738-1822). Herschel
werd geboren in Hannover, maar verhuisde in 1757
naar Engeland, waar hij werkzaam was als musicus en organist. In zijn vrije tijd bouwde hij telescopen, en samen met
zijn zus Caroline (1750-1848) verrichtte hij nauwgezette
waarnemingen aan onder andere dubbelsterren en nevels.
Op 13 maart 1781 ontdekte Herschel met een zelfgebouwde, relatief kleine
telescoop een nieuwe
planeet in het sterrenbeeld
Tweelingen, die Uranus
werd genoemd. Koning
George III, die een grote
belangstelling had voor
sterrenkunde, benoemde
hem daarop tot hofastronoom. Later ontdekte
muzikale astronoom
Herschel ook de Uranusmanen Titania en Oberon (1787) en
de Saturnusmanen Mimas en Enceladus (1789).
Herschel bouwde de beste spiegeltelescopen van zijn tijd.
Het waren grote, lange kijkerbuizen, die met behulp van
touwen en katrollen in houten stellages waren opgehangen. Zijn eerste grote telescoop had een spiegelmiddellijn
van 60 cm en een brandpuntsafstand van ruim zes meter.
Hij bouwde ook een twee maal zo grote telescoop, met een
spiegelmiddellijn van 120 cm en een brandpuntsafstand van
ruim twaalf meter. Die was echter niet erg praktisch in het
gebruik: er waren twee assistenten nodig om de kijker op
een bepaald hemellichaam gericht te houden.
Ondanks de slechte weersomstandigheden in Engeland
ontdekte en catalogiseerde Herschel duizenden sterren,
dubbelsterren, sterrenhopen en nevelvlekken. Uit zijn stertellingen leidde hij af dat de zon zich in een afgeplat stelsel
van talloze sterren moet bevinden – het Melkwegstelsel. Zijn
zoon John (1792-1871) verhuisde in 1834 naar Zuid-Afrika,
waar hij het werk van zijn vader voortzette aan de zuidelijke
sterrenhemel.
William Herschel, de
ontdekker van de
planeet Uranus, was
van beroep musicus.
(‘Ster van George’) was Herschels naam voor de nieuwe planeet die hij ontdekte – een eerbetoon aan koning George III. + + +