Kritische kanttekeningen bij het boek “Kijk Omhoog! Alles over

Kritische kanttekeningen bij het boek “Kijk Omhoog! Alles over sterrenkijken
en telescopen”, van Philippe Mollet en Frank Deboosere
(door Jan van Gastel)
Dit commentaar heeft betrekking op de eerste druk van het boek.
Eindelijk weer eens een uitgebreid boek in de Nederlandse taal over amateursterrenkunde,
waarin ‘alles over sterrenkijken en telescopen’ – wat we denk ik moeten lezen als ‘alle voor
hedendaagse amateurs belangrijke onderwerpen’ – aan bod komt. Een titel met pretenties
en inderdaad: zeer veel voor amateurastronomen belangrijke zaken passeren de revue. De
titels van de eerste vier hoofdstukken geven de inhoudelijke lijn van het boek aan: ‘kijken
met het blote oog’, ‘sterrenkijken met een verrekijker’, ‘sterrenkijken met een telescoop’,
‘atlas van de sterrenbeelden’ met ruime aandacht voor interessante objecten in
sterrenbeelden van de vier seizoenen. Tot slot twee hoofdstukken over wat je nog meer
kunt zien behalve hetgeen al behandeld is, een hoofdstuk getiteld ‘voor wie nog meer wil
weten’, waarin onder andere onderwerpen als ‘het fotograferen van sterren’ , ‘sterrenkijken
op vakantie’, ‘het Grieks sterrenalfabet’ en een abc van astronomische termen aan bod
komen. Het boek bevat zeer veel informatie en is rijk geïllustreerd met foto’s en in iets
mindere mate, met tekeningen van waargenomen of waar te nemen objecten. Waar
moeilijke zaken worden uitgelegd zijn goede tekeningen ter verduidelijking opgenomen. Er is
ruim aandacht voor het waarnemen van zon, maan en planeten, van meteoren en kometen
en van deepskyobjecten en ook zaken als poollicht, lichtende nachtwolken en atmosferische
verschijnselen als regenbogen en halo’s worden niet vergeten.
Op het Astroforum wordt het boek aangekondigd als op gelijk niveau met Thieme’s
Sterrenboek van Bruno Ernst. Dit had het kunnen zijn, maar is het in mijn ogen – helaas – net
niet geworden. Er staat veel informatie in het boek, vooral heel veel goede informatie. Dat
maakt het zeker tot een belangrijk boek voor amateurastronomen en als je het zou willen
kopen: zeker doen! Maar op een aantal belangrijke punten gaat het boek helaas de fout in.
Het lijkt hier en daar wel of ontwikkelingen die zich ten aanzien van de hieronder besproken
topics hebben afgespeeld de afgelopen 20 jaar, niet in het boek zijn meegenomen.
Dit korte artikel is geen afgewogen recensie waarin positieve en kritische zaken worden
behandeld, maar zoals de titel al zegt: kritische kanttekeningen bij het boek. Ik richt me
hieronder dus alleen op onjuiste informatie. Het gaat daarbij om onderwerpen waar onder
amateurs veel over gesproken wordt, onder andere op het Astroforum, dus onderwerpen
die kennelijk door amateurs belangrijk worden gevonden. Het zijn ook onderwerpen waar ik
mijzelf intensief mee heb beziggehouden en nog bezig houd en waarvan ik het belangrijk
vind dat geïnteresseerde amateurastronomen goed geïnformeerd worden, vooral omdat ook
veel beginnende amateurastronomen van het boek gebruik zullen maken. Ik snap dat het
onmogelijk is als je een boek schrijft, om en detail op alle onderwerpen en alle nuances in te
gaan, maar ik vind wel dat de informatie die je geeft juist moet zijn, zeker als die informatie
zonder moeite te vinden is.
Aanpassen aan het donker
Onder het kopje ‘Aanpassen aan het donker’ op pagina 16 staat dat we “…toch moeten
rekenen op 10-15 minuten voordat we een echt goed nachtzicht krijgen”. Dat is onjuist. De
kegeltjes, waarmee je kijkt als je naar heldere zon, maan of planeten kijkt zijn na die tijd wel
aan het donker aangepast, maar de staafjes, waarmee we kijken naar lichtzwakke
deepskyobjecten nog lang niet. Het duurt – aangenomen dat je al niet voor een belangrijk
deel aan het donker was aangepast – minimaal 40-45 minuten voordat je aangepast ben aan
het donker. In de volgende zin in het boek staat dan wel dat experimenten aantonen dat er
zelfs na meerdere uren nog verbetering ervaren wordt (je was dus blijkbaar toch niet
aangepast na 15 minuten), maar ook die 40-45 minuten die minimaal nodig zijn is
genoegzaam in experimenten aangetoond.
Vergroting
Een aantal keer wordt in het boek gesproken over vergroting. Terecht wordt opgemerkt op
te passen voor goedkope telescoopjes die met name worden aangeprezen door te
benadrukken dat ze zeer hoge , objectief gezien niet realistische vergrotingen mogelijk
zouden maken. Het werkelijke nut van vergroting wordt echter op belangrijke punten niet
uitgelegd, of de uitleg die gegeven wordt is vaag en onjuist. Op pagina 86 (derde alinea)
bijvoorbeeld wordt gezegd: “Daarenboven helpt meer vergroten soms ook omdat het de
hemelachtergrond donkerder maakt, waardoor zwakke objecten beter contrasteren”. Zo
algemeen gesteld klopt dat niet, omdat dit alleen voor puntbronnen, sterren dus, opgaat. Dit
blijven immers puntbronnen, hoeveel men ook vergroot, terwijl het achtergrondlicht wordt
uitgesmeerd. Uitgebreide objecten zoals nevels en sterrenstelsels houden bij vergroting
altijd hetzelfde contrast met hun achtergrond, omdat achtergrondlicht en licht van het
object in gelijke mate worden uitgesmeerd. De zin van vergroten is hier juist, dat het object
groter wordt gemaakt, waardoor de fotonen die op ons netvlies terechtkomen meer
lichtgevoelige orgaantjes, in geval van deepskyobjecten staafjes, activeren. Vergroot je
teveel voor de betreffende telescoop, dan gaat dit positieve effect weer verloren, omdat het
beeld – achtergrond en object – te donker wordt. Hierin zit hem nu juist het voordeel van
een grotere objectiefdiameter en dus de interactie tussen ‘meer licht’ en ‘hogere
vergroting’: je kunt met een groter objectief meer vergroten zonder dat het beeld te donker
wordt, waardoor je het object (beter) ziet. Het bovenstaande is op zijn minst al sinds het
verschijnen van het boek van Roger N. Clarke (1990): ‘Visual astronomy of the deepsky’,
bekend en er zijn al jaren voldoende publicaties, ook in de Nederlandse taal die hier wel
juiste informatie over verstrekken. Op pagina 212 komt het onderwerp ‘vergroting’ nog even
terug: “Sommige objecten worden wel beter zichtbaar bij een hogere vergroting. Ook het
licht van de hemelachtergrond wordt er immers door uitgesmeerd, waardoor de nevel juist
wel zichtbaar wordt”. Ook dit suggereert, dat het contrast tussen object en achtergrond
toeneemt door vergroting, terwijl dat zoals reeds vermeld juist niet opgaat voor nevels. De
eerder vermelde fout wordt hier dus helaas niet gecorrigeerd maar bevestigd. Met dezelfde
hoeveelheid tekst zou het boek over dit onderwerp juiste en up-to-date informatie hebben
kunnen geven. Nu blijft het op dit punt helaas in vage bewoordingen en foute uitspraken
steken. Een gemiste kans.
Sferische Aberratie
Op pagina 97 van het boek wordt gezegd: “Sferische aberratie ontstaat wanneer de rand van
de spiegel of lens teveel of te weinig gecorrigeerd is bij het slijpen”. Het wordt dus
voorgesteld als een probleem van de rand van de spiegel. Dat is niet juist. Sferische aberratie
betekent dat de spiegel of lens over- of ondergecorrigeerd is. Dit betekent weliswaar dat de
lichtstralen komend van de rand van de spiegel niet op dezelfde plek samenkomen als die
van het centrum van de spiegel, maar dat kan net zo goed al dichter bij het centrum van de
spiegel het geval zijn. Ook als het hele oppervlak van de spiegel dezelfde mate van correctie
heeft, doch minder dan 100%, is er sferische aberratie1. Als alleen de rand
overgecorrigeerd2 is en de rest van de spiegel zeer goed is gecorrigeerd, hebben we een
'turned down edge' (afgevallen rand), als de overgecorrigeerde zone wat groter is, ook wel
een 'rolled edge', of ‘afgerolde’ rand genoemd. Een afgevallen/afgerolde rand kunnen we
inderdaad uitstekend corrigeren, door het overgecorrigeerde deel af te dekken. Als de
spiegel verder ‘perfect’ is, heb je na afdekken van het slechte deel van de rand, soms maar
een of enkele millimeters, een perfecte spiegel, zonder merkbaar lichtverlies of verlies aan
resolutie. In deze situatie is afdekken dus een prima remedie om tot een echt goede spiegel
te komen.
En inderdaad, zoals in het boek wordt gezegd verbetert ook een spiegel met sferische
aberratie door de rand af te dekken, maar het gaat dan niet om enkele millimeters. Je zult er
tamelijk veel voor moeten afdekken om het contrastverlies flink te verminderen. Laten we
als voorbeeld eens een f/6 spiegel nemen van 260mm diameter met 1/2.5 lambda sferische
aberratie3. Het ging in het boek namelijk om een remedie tegen ‘storende sferische
aberratie’. Die spiegel geeft zo’n 38% contrastverlies in vergelijking met een perfecte spiegel.
Ter vergelijking: een spiegel met 1/4 lambda sferische aberratie geeft 20% contrastverlies,
volgens het boek onzichtbaar. Als we 12 millimeter van de rand afdekken – de diameter van
de spiegel gaat dus van 260 naar 218 millimeter - hebben we de maximale verbetering die
door het afdekken van de rand mogelijk is. Hoewel dit een flinke vooruitgang is, heeft de
spiegel dan nog steeds een contrastverlies van 26%, dus nog steeds meer dan de 20% van
een 1/4 lambda spiegel. Dekken we nog meer van de rand af, daalt de kwaliteit weer. In
tegenstelling tot een spiegel met een afgevallen of omhoog gedraaide rand, kunnen we van
een door sferische aberratie slechte spiegel dus nooit een goede spiegel maken door de rand
af te dekken. Het boek zegt dit ook niet, maar omdat in het boek wel gesteld wordt dat
sferische aberratie een randprobleem is, zou men ten onrechte die conclusie kunnen
trekken.
Effect vangspiegel op beeldkwaliteit
Op pagina 94 wordt ten aanzien van de vangspiegel gesteld: “de invloed op de beeldkwaliteit
hangt vooral af van de grootte van de vangspiegel: bij kleinere is dat minder uitgesproken”.
Het is zeker zo dat de grootte van de vangspiegel in verhouding tot de spiegeldiameter de
1
Dit wil niet zeggen dat de maximale correctie van 100% nodig is, er is een zekere tolerantie.
We nemen overcorrectie als voorbeeld, maar een vergelijkbare redenering kan men uiteraard voor
ondercorrectie van de rand volgen.
3
Hiervan heb ik de testgegevens liggen.
2
beeldkwaliteit beïnvloedt. De kwaliteit van de vangspiegel echter, is minstens zo belangrijk
en wel net zo belangrijk als de kwaliteit van de hoofdspiegel. Omdat hier helaas
misverstanden over bestaan - er zijn nogal wat mensen die denken dat de kwaliteit van de
vangspiegel minder van belang is dan die van de hoofdspiegel - zou het goed geweest zijn
dat hier ook te vermelden en niet alleen de grootte van de vangspiegel te noemen. De
formulering in het boek als hierboven geciteerd, suggereert helaas dat de kwaliteit van de
vangspiegel niet zo belangrijk is.
Telescoopkwaliteit
Als maximaal noodzakelijke kwaliteit van de hoofdspiegel van een Newtontelescoop wordt in
het boek (pag. 84) het Rayleigh-criterium gegeven, dat aldus de auteurs van het boek stelt,
dat “lichtstralen tot ¼ van de golflengte mogen afwijken vooraleer ze de beeldkwaliteit
zichtbaar verminderen”, implicerend dat de degradatie van het beeld tot ¼ lambda afwijking
van de ideale spiegel, niet zichtbaar is. Dat klopt niet en dat heeft Rayleigh ook niet zo
gezegd. Wat hij zei is dat “aberration begins to be decidedly prejudicial when the wavesurface deviates from its proper place by about a quarter of a wave-length”. In termen van
Suiters ‘Star testing astronomical telescopes’: ‘noticably soft, but barely acceptable’. Ofwel:
zichtbaar, maar nog net acceptabel. Zeker zo belangrijk is echter, dat Lord Rayleigh het had
over een ‘optical system’ en niet alleen over een van de optische componenten van een
optisch systeem. De gedachte dat een telescoopspiegel niet beter hoeft te zijn dan ¼
lambda, is dan ook onjuist en de betere spiegelleveranciers in de VS en Europa leveren
spiegels met een kwaliteit van 1/8 lambda4 aan het golffront of beter. Er wordt in
bovenstaande uitspraak van de auteurs dus buiten beschouwing gelaten, dat een telescoop
niet alleen uit een hoofdspiegel bestaat, maar dat er ook nog een secundaire spiegel is die
gewoonlijk niet ideaal zal zijn en dat er ook nog een obstructie is die de kwaliteit van het
beeld vermindert. De gecombineerde afwijkingen5 bepalen de kwaliteit van het beeld. Start
je met een hoofdspiegel van ¼ lambda6, dan weet je al van tevoren dat je hele telescoop van
matige of zelfs slechte kwaliteit zal zijn, vooral als het je bedoeling is planeten waar te
nemen. Uitgangspunt moet dus minimaal zijn, dat de kwaliteit van de totale telescoop, bij
voorkeur inclusief de obstructie, niet minder wordt als ¼ lambda, of beter gezegd, dan een
Strehlratio van 0.80 ofwel een contrastverlies van maximaal 20%. Uiteraard staat het
eenieder vrij om genoegen te nemen met mindere kwaliteit, maar door zo stellig te beweren
dat een spiegel nauwkeuriger maken dan ¼ lambda aan het golffront niet nodig is, zet
mensen echt op het verkeerde been.
Collimatie van een Newtontelescoop
De informatie in dit hoofdstuk is ronduit slecht. “Een Newtonkijker is exact gecollimeerd als
de optische as van de hoofdspiegel door het centrum van zowel de vangspiegel als het
oculair gaat en de vangspiegel exact 45° gekanteld staat ten opzichte van de hoofdspiegel”
lezen we op pagina 135. Hoewel dit een van de manieren is een telescoop te collimeren, is
4
Tegenwoordig denkt met overigens veel meer in Strehlratio, die voor een spiegel met een 1/8 lambda peakto-valley wavefront sferische aberratie 0.95 bedraagt en voor 1/4 lambda 0.80.
5
En dan hebben we het hier nog niet over lichaamswarmte, seeing etc.
6
Sferische aberratie, wavefront.
een exacte 45° kanteling van de vangspiegel is niet altijd nodig en mogelijk gaan mensen die
dit advies volgen hier teveel tijd aan besteden. Helaas wordt in deze definitie het offsetten
van de vangspiegel uitgesloten, want bij een juist geoffsette vangspiegel raakt de optische as
van de hoofdspiegel juist niet het centrum van de vangspiegel. De mogelijkheid van offsetten
wordt overigens wel impliciet genoemd, al is het niet met die term. Een veel betere en veel
meer geaccepteerde definitie van juiste collimatie is, ‘dat de optische as van het oculair en
die van de hoofdspiegel moeten samenvallen’. Deze definitie houdt alle mogelijkheden voor
goede collimatie – afhankelijk van het doel waarvoor men de telescoop gebruikt - open.
“Plaats een zwart stipje op het exacte centrum van de hoofdspiegel” staat op pagina 137.
Een zwart stipje zal een laser helaas niet reflecteren, dus dit is een vreemd advies, ook al
gezien het feit dat later een laser als collimator wordt geadviseerd. Er wordt ook wel gezegd
dat je “ook een verstevingingsringetje” kunt gebruiken in plaats van een zwarte stip, maar
die zwarte stip had beter weggelaten kunnen worden. Zelfs als de zwarte stip zo klein is dat
de laser wel reflecteert is dit een onhandig advies, omdat je dan zou moeten gaan kijken of
het zwarte stipje gecentreerd is in de laserpunt op de hoofdspiegel om na te gaan of de laser
– die niet echt een punt geeft maar een rond of ovaal vlekje - echt het centrum van de
spiegel raakt.
Daarna wordt geadviseerd een kijkbuis te maken, met een klein kijkgaatje. Prima. Maar de
uitspraak dat een cheshire oculair een verbeterde versie is van een kijkgaatje is onzin (ook al
kun je een cheshire soms als kijkbuis gebruiken). Een cheshire werkt fundamenteel anders
dan een kijkbuis en heeft ook een heel ander doel. En een kruisdraad maakt de taak waar de
cheshire voor bedoeld is – het collimeren van de hoofdspiegel - niet gemakkelijker zoals het
boek zegt, maar juist moeilijker. De passage die dan volgt geeft wel zeer slechte informatie.
“De allersnelste methode om te collimeren is met behulp van een lasercollimator: de rode
laserstraal moet na reflectie op vangspiegel-hoofdspiegel en terug vangspiegel weer exact
terugkomen waar hij vertrok”. Ondanks het feit dat dit advies nog steeds regelmatig gegeven
wordt, is het op deze manier geformuleerd een fout advies. Minimaal had erbij moeten
staan dat bij deze manier van collimeren de collimatie alleen goed is als de laserstraal op de
heenweg de hoofdspiegel precies in het centrum raakt. Elke afwijking daarvan maakt de
collimatie van de hoofdspiegel namelijk onjuist. En vooral bij dichte telescoopbuizen waar je
vanaf boven inkijkt is zeer moeilijk te zien of de laser het centrum van de hoofdspiegel ook
exact raakt. Dus dit is misschien wel een snelle, maar geen goede manier van collimeren. Iets
verderop lezen we: “via de lasercollimatie gaan we enkel eventuele kantelingen van de
spiegels bijregelen”. Niets over een eventuele volgorde – eerst vangspiegel, dan
hoofdspiegel - alsof dat allemaal niet uitmaakt. En in dezelfde passage: “De exacte positie
van de vangspiegel kan dan (na het bijregelen van de kantelingen van de spiegels, jvg) nog
fout zijn, maar dan komt het cheshire oculair weer van pas”. Hoe fout kan je advies zijn.
Uiteraard kan het zijn dat je vangspiegel dan nog niet goed staat, maar dat corrigeer je niet
met een cheshire, maar juist met een laser (en/of kijkbuis). Een cheshire is speciaal bedoeld
om de hoofdspiegel te collimeren en dat werkt veel nauwkeuriger dan met een gewone laser
maar dit wordt nergens vermeld. En stel je ziet dat je vangspiegel nog niet goed staat en zet
die, op welke manier dan ook, alsnog goed, dan zul je ook je hoofdspiegel opnieuw moeten
collimeren, omdat een verandering van de stand van de vangspiegel ook de richting van de
optische as van de hoofdspiegel verandert, zodat die niet meer in het brandpunt van het
oculair terecht komt. Ook dit wordt ten onrechte niet vermeld. En dan de stertest, volgens
de auteurs de manier om de collimatie te controleren. Dit is niet zo, behalve bij excellente
seeing, die haast nooit voorkomt. Echt nauwkeurige controle met een stertest kan alleen
geschieden met de ster in focus of zeer dicht bij focus en dat is zelden of nooit haalbaar in
onze contreien, zeker niet met een wat grotere spiegel. Met een cheshire of Barlowed laser
kan de hoofdspiegel (want daar gaat het hier om) van een Newtontelescoop daarom veel
nauwkeuriger gecollimeerd worden dan met een stertest, omdat seeing dan geen enkele rol
speelt. Zowel in het Engels als in het Nederlands zijn al jaren, zowel op internet als in
boekvorm, zeer goede uiteenzettingen en handleidingen te vinden over het collimeren van
een Newtontelescoop. Kennelijk is dit allemaal aan de auteurs voorbijgegaan, of hebben ze
gebruik gemaakt van de – eveneens royaal aanwezige – bronnen die verkeerde informatie
verstrekken. Een nieuw boek was de kans bij uitstek geweest om nu eens een flinke slag te
slaan en een goede uitleg te geven over collimeren, een vaardigheid waarmee alle
gebruikers van Newtontelescopen te maken hebben en een van de meest terugkerende
onderwerpen voor vragen op fora en mailinglijsten. En met dezelfde hoeveelheid tekst.
Maar die kans hebben de auteurs helaas voorbij laten gaan.