Sterrenkunde de relatie tussen amateur en beroeps

Sterrenkunde
de relatie tussen amateur en beroeps
Niek de Kort
Werkgroep Leidse Sterrewacht
Leidse Weer en Sterrenkundige Kring
10 oktober 2015
1
Overzicht
• De beroepswereld
• De amateurwereld
• Wetenschappelijke amateurprestaties
• Suggesties nieuwe amateur terreinen en
Vooruitzichten
2
Beroepswereld - mensen
• Wereldwijd < 10.000 beroepsastronomen,
circa 1 op een miljoen
– In de VS ca 6.200
– In de UK ca 1.100
– In NL ca 200 (ca 1 op honderdduizend), ca 100
studenten per jaar waarvan 60 in Leiden
• Na studie stroomt ruim driekwart uit in een
carriere buiten de sterrenkunde
3
Beroepswereld - organisaties
• NOVA (Amsterdam, Groningen, Leiden,
Nijmegen)
• SRON (NWO-instituut), Utrecht / Groningen
• ASTRON (NWO-instituut), Dwingeloo
• ESA – ESTEC, Noordwijk
• ESO, Duitsland, Chili
• Dit alles ingebed in de internationale context
(IAU, samenwerkingsverbanden)
4
Beroepswereld - opleiding
• Bachelor
– 3 jarige opleiding
• 1e jaar: propedeuse: wis- en natuurkunde, informatica
• 2e jaar: verdieping met sterrenkunde, reis-onderzoek
• 3e jaar: verbredende minor, keuzevakken, groot
onderzoek
• Master
– 2 jarige opleiding
• Specialisaties in onderzoek of voor carriere buiten de
sterrenkunde (bedrijven, onderwijs, etc)
5
Beroepswereld - onderzoek
• Indeling volgens NOVA
– Netwerk 1: Ontstaan en evolutie van
sterrenstelsels – van oerknal tot nu (vorming,
botsingen, stripping)
– Netwerk 2: Vorming en ontwikkeling van sterren
en planeten (astrochemie, stervorming,
protoplanetaire schijven)
– Netwerk 3: Extreme astrofysica (compacte
objecten, energierijke deeltjes)
6
Beroepswereld – observatoria (1)
• Voor onderzoek waarin NL deelneemt
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Very Large Telescope / VLT Interferometer (Chili)
ESO Survey telescopen (Chili Paranal)
ESO telescopen (Chili La Silla)
ALMA (Chili Chajnantor)
E-ELT – toekomstig (Chili)
DOT, overige telescopen (La Palma)
WSRT, Lofar, JIVE, Arecibo, VLA, SKA (toekomst)
Pierre Auger Obs (Mendoza, Argentinie)
Sackler laboratorium (Leiden)
7
Beroepswereld – observatoria (2)
• Ruimtetelescopen o.a.
– ESO, ISS
– CNES
– NASA en anderen
• Enkele highlights
–
–
–
–
–
XMM Newton, Chandra, Integral, ATHENA (toekomst)
ISO, Spitzer, Herschel, SPICA (toekomst)
Hubble, JWST
Gaia, COROT, Kepler
Euclid (donkere materie, 2019)
8
Beroepswereld - instrumenten
• Veel, divers, heel geavanceerd
• Camera’s, spectrografen, detectoren,
polarimeters, combinaties van deze
• Aardse , en ruimte observatoria, o.a. voor
– ALMA, VLT (8), Herschel, JWST, Kitt Peak
• Extreme technieken (cryogeen)
• Signaal / ruis
9
Beroepswereld – observatoria trends (1)
• Geautomatiseerde survey telescopen
– All sky, gericht op ‘transients’: zonnestelsel (kometen,
NEO’s), sterexplosies, gammaflitsen…
– Real time dataverwerking
– Optisch, radio, in de ruimte ook rontgen, gamma
• Grote optische telescopen
– 5 meter, 8 meter, 10 meter, 30 meter (TMT), 39 meter
(E-ELT)
– Fotonenvangers: lichtzwakke objecten
– Adaptieve optiek
10
Beroepswereld – observatoria trends (2)
• Grote radiotelescopen
– WSRT, VLT, VLBI (JIVE)
– LOFAR, SKA
• Grote (sub) mm telescopen
– ALMA
• Grote gravitatiegolven detectoren
– Virgo (advanced), LIGO (advanved), LISA e.d.
• Grote detectoren voor kosmische straling
• Grote ruimtetelescopen
– JWST
11
Beroepswereld – focus (1)
• Kernwoord: oplossend vermogen
– Ruimtelijk (fracties van boogseconden en beter)
• Grote opening, ruimtetelescopen, adaptieve optiek
– Tijd (fracties van seconden en beter)
• Milliseconde pulsars, stervlammen, accretieschijven
– Spectrum (R = λ / Δ λ, bv optisch > 100.000)
• Moleculen, roodverschuiving
– Polarisatie (lineair, circulair)
• Magnetische velden, atmosferen (exoplaneten!),
masers, achtergrond straling
12
Beroepswereld – focus (2)
• Kernwoord: spectraal bereik
– Lange radiogolven, korte radiogolven, sub-mm,
ver / midden / nabij infrarood, optisch, uv, zacht /
hard x-ray, gamma
– Hoog in droge bergen, verweg van
storingsbronnen, baan om de aade, baan in
Lagrangepunten, maan (?)
• Kernwoord: gevoeligheid
– Tot individuele fotontellers / wegdrukken ruis
13
Beroepswereld – focus (3)
• Kernwoord: computerkracht
– Real-time dataverwerking
– Real-time adaptiek
– VLBI data correlatie
– Simulaties (dynamica, ontwikkeling, extremen)
– Data-opslag en data-beheer (>> Tb’s)
• Kernwoord: theoretisch kader
– Modellen, krachten, deeltjes, gravitatie
– Fundamentele wiskunde
14
Amateurwereld - mensen
• Voor Nederland
–
–
–
–
–
–
Circa 250 actieve amateurs
Circa 1.500 telescopenbezitters (af en toe actief)
Circa 2.500 lezers Zenit
Circa 5.500 verenigd binnen KNVWS
Circa 10.000 meer dan gem. belangstellenden
Circa 100.000 gem. Belangstellend (bezoeken
publiekssterrewacht, e.d.)
– Circa 1.000.000 (latent) geinteresseerden (lezen af en
toe artikel, kijken documentaire)
15
Amateurwereld - organisaties
• Relatief veel eenpitters!
• KNVWS: 54 lidorganisaties
–
–
–
–
–
Ca 30 afdelingen
Ca 12 werkgroepen (incl WGLST, Camras, VWK)
Ca 12 publiekssterrenwachten
Zusterverenigingen (o.a. NVR)
Geassocieerde publiekssterrenwachten (ca 10)
• Losse publiekssterrenwachten (ca 15)
• Incidentele banden buitenland (Belgie, Duitsland,
Verenigde Staten, UK)
16
Amateurwereld - opleiding
• Kweekvijver JWG
• Actieve amateurs meestal autodidact, heel
weinig met professionele sterrenkunde
achtergrond
• In overige groepen: relatief meer hoger
opgeleiden dan gemiddeld
• Overdracht tips & ervaringen in werkgroepen
• Geen echte opleiding, learning by doing
17
Amateurwereld – onderzoek (1)
• (Semi) wetenschappelijk onderzoek (enkele
tientallen personen in NL)
– Zonnestelsel
•
•
•
•
•
Zon: zonnevlekken, Hα
Maan: sterbedekkingen; Aarde: poollicht, meteoren
Jupiter / Saturnus: vlekken, banden, inslagen
Planetoiden: NEO’s, sterbedekkingen
Kometen: coma, staarten
– Sterren - Melkwegstelsel
• Veranderlijke sterren, Novae
18
Amateurwereld – onderzoek (2)
– Exoplaneten
• Transits bij de helderste moedersterren
– Sterrenstelsels
• Supernovae ontdekking, lichtcurve
– Citizen science
• Kometen (bv via SOHO) ; Inspectie (bv Hannie’s
Voorwerp); SETI
– Radiosterrenkunde (in ontwikkeling)
• “Pretty pictures” – astro’foto’grafie (de
meeste actieve amateurs)
19
Amateurwereld – observatoria (1)
• Universitair erfgoed
– Leiden, Utrecht, Groningen (optisch, tot ca 60 cm)
– Dwingeloo (radio, 25 meter)
• Publiekssterrenwachten (ca 30)
– Optisch, tot ca 40 cm
• Remote Access buitenland
– Tot ca 1 meter; tijd kopen
– Binnenland: in ontwikkeling, beperkt
20
Amateurwereld – observatoria (2)
• Citizen science
– Professionele faciliteiten op aarde en in de ruimte
• Prive sterrenwachten (enkele tientallen in NL)
– Optisch, tot ca 40 cm, permanent opgesteld
• Vrienden / netwerk buitenland (handje vol)
– Optisch, tot ca 1 meter
• Prive telescopen (ca 1.500)
– Optisch, ca 6 cm tot ca 30 cm, in/uit achtertuin
• Prive verrekijkers …
21
Amateurwereld - instrumenten
•
•
•
•
•
•
•
•
Oog …
Ccd camera (100 – ca 10.000 euro) optisch
Ccd ‘detector) (bv Watson)
Breedband filters optisch (astrofotografie, maan
& planeten)
Smalband filters (eigenlijk alleen Hα, zon)
Low resolution spectrograaf (zon, helderste
sterren)
Go-To montering
Front-ends Dwingeloo
22
Amateurwereld – observatoria trends
• Grotere kijkers (dobson) voor hobbygebruik
• Grotere kijkers voor serieus onderzoek (Ritchey
Cretien, openingen tot 60 cm en meer)
• Grotere ccd’s, actieve koeling
• Meer Citizen Science mogelijkheden
• Meer Remote Access, commercieel tijdkoop
• Citizen Space Telescope (95 cm)
• Beeldbewerkingstechnieken
23
Amateurwereld - focus
• Betere prijs / prestatie van apparatuur
• Groeiende populariteit Imaging
• Blijvend kleine niche voor (semi)
wetenschappelijk onderzoek
– Enige nieuwe recente veld: exoplaneten
– Klein (?) potentieel in spectrometrie (optisch)
– Klein (?) potentieel radiosterrenkunde
• Potentieel in Citizen Science projecten
24
Wetenschappelijke amateurprestaties
• Enkele voorbeelden
– Vooral: voorlichting en enthousiasmeren publiek
– Citizen Science
– Meteorenonderzoek
– NEO’s
– Kometen
– Transients Jupiter: inslagen
– Transients Sterren: supernovae
– Veranderlijke sterren
25
Citizen Science
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
SETI
Lichtvervuiling
Moon Mapping
Planet Hunter (Kepler database)
Solar Stormwatch
Melkweg bellen (Spitzer database)
Galaxy Zoo (Sloan Digital Sky Survey)
Komeetdeeltjes (Stardust database)
Kometen (SOHO opnamen)
Lichtverstrooiing aan stof
En vele anderen
26
Meteorenonderzoek
• Survey deeltjesstromen, pieken en dalen,
geeft informatie over dynamica
• Simultaanopnamen, baanbepaling
• Spectra, samenstelling
• Vuurbollen, recovery meteorieten
• Vondsten nalopen
27
NEO’s
•
•
•
•
Nabije planetoiden opsporen, baanbepaling
Verloren planetoiden opsporen
Tracking bestaande objecten
Verificatie vondsten geautomatiseerde
zoekprogramma’s
28
Kometen
• Heel soms nog ontdekken
• Gedrag volgen van ontwikkeling coma, stof- en
gasstaart
• Helderheid
• Soms baanverificatie
• Herontdekken bekende kometen
29
Transients’: monitoring en alert
• Inslagen op Jupiter, Saturnus, Maan:
monitoring
• Vlekken en banden op Jupiter, Saturnus, soms
ijsreuzen: monitoring
• Novae
• Supernovae
• Andere ‘flitsen
30
Veranderlijke sterren
• Monitoring onregelmatig veranderlijken
– Eruptief
– Mira sterren
• Verificatie voorspeld gedrag
(semi)regelmatigen
• Goede lichtcurven t.b.v. modelberekeningen
31
Suggesties nieuwe terreinen
• Radiosterrenkunde, o.a. CAMRAS
– Pulsars, Transients
– Radar echo’s aan NEO’s
•
•
•
•
•
•
Exoplaneten monitoring
Zon monitoring incl spectrometrie
Meer Citizen Science, suggesties naar beroeps
Ruimte telescoop
Geautomatiseerde surveys (o.a. meteoren)
Voorlichting en educatie
32
Vooruitzichten
• Bloeiende amateurwereld op diverse niveaus
• Meer geavanceerde apparatuur tegen
bereikbare prijs via massa productie
• Meer wetenschappelijke achtergrond bij
amateurs
• Extensie van wetenschappelijke programma’s
in monitoring, data-mining
• Kweekvijver voor talent via meer begeleiding
uit beroepswereld
33