Astronomisch waarnemen.

Sinds kort ben ik in het bezit van een D 70mm / f 700mm telescoop en ben van plan van de winter wat astronomische waarnemingen te gaan doen. Dit was de aanleiding om nu mijn geheugen nog maar eens op te frissen door op te schrijven hoe een en ander ook alweer in zijn werk gaat
Hierbij dan ook enkele zaken die zo bij mij op komen ..........

Waarnemen van sterren.

Algemeen.

Sterren zijn eigenlijk "zonnen" net als onze eigen zon. Zij stralen zelf licht uit, waardoor de Sterren s'nachts met het blote oog waargenomen kunnen worden.
Alle sterren die wij aan de hemel kunnen waarnemen zijn sterren uit ons "eigen" melkwegstelsel, sterker, het zijn sterren uit de spiraalarm van ons melkwegstelsel waar onze eigen zon zich ook bevindt.
Om sterren te kunnen waarnemen moet het nacht zijn, immers als overdag de zon de hemel verlicht overstraalt het zonlicht veruit het zwakke licht dat vanuit de sterren onze Aarde bereikt, en kunnen wij de sterren, hoewel ze er WEL zijn, niet zien.
Doordat het 's winters veel langer donker is en de nachten langer als de dagen zijn, is de winter het seizoen bij uitstek om het beste sterren te observeren.

Sterrenbeelden

Om wegwijs te kunnen maken uit alle sterren die we aan de hemel zien hebben de mensen al in heel vroege tijden de sterren gegroepeerd in sterrenbeelden. Heldere sterren die bij elkaar stonden werden met denkbeeldige lijnen met elkaar verbonden en vormden daardoor (mytologische) figuren zoals "Orion" en "Cassiopeia", en later ook dier figuren, zoals "Grote Beer", "Grote Hond", "Dolfijn" en "Haas".
Het zelf herkennen van sterrenbeelden vereist enige oefening. Je moet enig idee van de "topografie" van de sterrenhemel krijgen, en gevoel voor "dimensie" (wat is groot en wat is klein) opbouwen.
Mijn ervaring is dat als je eenmaal een sterrenbeeld herkent en gezien hebt , je het daarna altijd terug kan vinden.
Makkelijke sterrenbeelden om te oefenen zijn (in volgorde van makkelijkheid):

Orion (een groot "Vlinderdasje" dat op zijn kant staat)
Grote Beer (een "Steelpannetje")
Cassiopeia (een grote letter "W")
Leeuw (een zittende Leeuw gezien op zijn rechterzijkant)
Lier (een klein parrallelogram met daaraan vast een hele heldere ster)
Kleine Beer (ook een soort "steelpannetje" met de Poolster aan het einde van het handvat)

Dimensies aan de hemelbol

Om aan te geven hoe "groot" objecten aan de hemelbol zijn hebben we niets aan lineaire eenheden zoals meters of kilometers. Immers de afstand tot de aarde van al die objecten varieert enorm waardoor de werkelijke grootte van een object eigenlijk niets voor de waarneming ervan zegt.
Om de grootte van een hemelobject enigzins aan te geven we dit aan met een hoek en drukken dit uit in (boog) graden of minuten of seconden. Dit houdt in dat we aangeven hoe groot de hoek tussen het ene en het andere uiteinde van het object uit elkaar liggen.
Om hier enig idee van te krijgen zijn hier enkele vuistregels voor ontworpen.

Als we 's nachts naar de hemel kijken en onze arm gestrekt voor ons houden me de vingers gespreid, dan is de (hoek) afstand tussen het uiteinde van de duim en de pink ongeveer 22 graden. (dit is de afstand tussen de ster Betelgeuze in het sterrebeeld Orion, en de hoofdster van het sterrenbeeld Stier: Aldebaran)

Houden we met gestrekte arm een gesloten vuist voor ons, dan is de hoekafstant tussen de uiteinden van onze vuist ongeveer 8 graden. (de afstand tussen de twee 'onderste' sterren die de bodem van het "steelpannetje" van het sterrenbeeld Grote Beer vormen)
Bij gespreide vingers is de afstand van een vingerdikte ongeveer 2 graden. (de afstand van de twee dichtbij staande sterretjes in het sterrenbeeld Cassiopeia).
Voor kleinere (hoek) afstanden gebruiken we als referentie de diameter van de volle Maan. Deze is 1/2 graad oftewel 30' (boogminuten) aan de hemel. Voor nog kleinere afstanden maken we als referentie gebruik van de dubbelster Alcor en Mizar in het sterrenbeeld Grote beer. De hoekafstand tussen de sterren Alcor en Mizar is 11,8' (boog minuten) dus ongeveer 1/3 van de diameter van de Maan. Een nog kleinere afstand is de afstand tussen Mizar en zijn begeleider Mizar (accent). Deze afstand bedraagt 14,4" (boog seconden)

Helderheid van sterren

Niet alle sterren lijken even helder aan de hemel. Dit komt doordat er sterren zijn die veel verder weg van de aarde staan dan anderen, maar ook doordat sommige sterren veel meer licht (straling) uitstralen dan anderen, of gewoonweg veel groter zijn dan anderen.
De helderheid waarmee wij op aarde een ster zien is dus een "schijnbare" helderheid, en heeft eigenlijk niets te maken met de werkelijke helderheid van die ster.
De schijnbare helderheid van sterren wordt uitgedrukt in de eenheid "Magnitude" . Hoe helderder een ster bij ons te zien is des te kleiner is de magnitude waarde die we aan die ster toekennen. Hoe hoger de magnitude waarde hoe vager de ster te zien is.
De helderste ster die wij kunnen zien, Sirius, heeft magnitide -1, en de ster Wega heeft magnitude 0.
Met het blote ook kunnen wij (onder goede observatie condities !) sterren tot magnitude 4 waarnemen.

Baan beweging van sterren

Bij ons op het noordelijk halfrond komen alle sterren (net als de Zon en de Maan) in het Oosten op, bereiken hun hoogste stand in exact het Zuiden (culmineren) en gaan in het Westen weer onder.
Afhankelijk van de breedtegraad waarop wij ons op Aarde bevinden verandert de hoek waaronder de sterren ten opzichte van de horizon op, of ondergaan.
Als we op de evenaar zouden staan zien we alle sterren (in het oosten) loodrecht boven de horizon opkomen, en ook (in het westen) loodrecht weer ondergaan.
Op de noordpool gaan de sterren niet op of onder maar bewegen zich evenwijdig aan de horizon gedurende een dag rondom ons heen.
In Nederland, dat op een breedtegraad van N 52 ligt, komen de sterren onder een hoek van 90 - 52 = 38 graden ten opzichte van de horizon op of onder.
In tegenstelling tot de planeten en de zon, die afhankelijk van de seizoenen (winter zomer etc) een hogere of lagere baan aan de hemel beschrijven, doorlopen de sterren het hele jaar door dezelfde baan aan het hemel firnament.
Dat sterren en planeten een baan aan de hemel beschrijven komt omdat de aarde in een dag om zijn eigen lengte-as draait. Het lijkt hierdoor dat sterren per etmaal (24 uur) een keer om de stilstaande Poolster heen draaien. Deze beweging heet de "dagbeweging" van sterren.
De Aarde draait niet alleen (in een dag) om zijn lengte-as, maar beschrijft zelf ook (in een jaar) een baan rond onze eigen zon. Hierdoor zullen gedurende het jaar op dezelfde tijd op een dag (zeg exact 24:00 uur) in de zomer niet dezelfde sterren in dezelfde richting te zien zijn als op dat zelfde tijdstip op een dag in b.v. de winter. Deze beweging heet de "jaarbeweging" van de sterren.
Doordat we sterren alleen aan de nachthemel kunnen zien, kunnen we dus alleen het deel van de hemel dat aan de "schaduwzijde" van de Aarde staat goed waarnemen. Hierdoor wordt de sterrenhemel voor observatie doeleinden dan ook opgedeeld in een Winter, Lente, Zomer en Herfst sterrenhemel.

de Poolster

Bijna exact in het verlengde van de lengte-as van de aarde staat een ster die we de "Poolster" noemen.
Door de (toevalligge !) ligging van deze ster verplaatst deze ster zich niet gedurende de dag-, of jaarbeweging van de aarde, maar blijft altijd op dezelfde plaats in het Noorden aan de hemel te zien.
Doordat Nederland op de 52-e breedtegraad op Aarde ligt zien we de ster dan ook op een hoogte van 52 graden boven de horizon in exact het Noorden aan de hemel staan.
Het lijkt of alle andere sterren gedurende de dagbeweging van de Aarde in cirkels rondom de poolster heen draaien.
Opm:
Doordat de Poolster zo'n stabiel gegeven aan de hemel is, is hij voor oriëntatie op aarde, als ook voor oriëntatie in de sterrenhemel van groot nut !

Circumpolaire sterren

Net als de Poolster zelf (die altijd op dezelfde plaats blijft staan), gaan sterren die in de buurt van de Poolster staan niet "onder" aan de westelijke horizon, maar blijven altijd zichtbaar.
Opm:
Deze sterren (beelden) heten "circumpolair" en zijn voor oriëntatie aan de sterrenhemel ook van groot nut.

Hemel equator

Zoals de Poolster ongeveer in het verlengde van de lengte-as van de Aarde ligt, kan je je ook alle sterren voorstellen die zich recht boven de evenaar van onze Aarde bevinden. De denkbeeldige lijn door de hemel die door al deze sterren loopt heet de "hemel equator". Alle sterren die in de buurt van deze denkbeeldige lijn staan hebben een "declinatie" in de buurt van "0", deze sterren komen altijd PRECIES op in het exacte oosten en gaan onder in het exacte westen.

Oriëntatie aan de sterrenhemel

Om je te oriënteren in de sterrenhemel op het noordelijk halfrond kan je de volgende aanpak gebruiken :

Primaire herkenningspunten

Direct (en altijd zichtbare !) herkeningspunten aan de sterrenhemel zijn :

Grote Beer: Sterrenbeeld in de vorm van een "steelpannetje" is altijd zichtbaar aan de noordelijke hemel, gaat niet onder de horizon, (circumpolair)
Staat t.ov. de poolster in de richting van de Lente sterrrenhemel.
Poolster (Polaris): Ster in het sterrenbeeld de Klein Beer
Verleng de opstaande rand v/h "steelpannetje" 4 keer om bij de poolster te komen.
Cassiopeia: Sterrenbeeld staat ten opzichte van de Poolster "tegenover" de Grote Beer en ziet er uit als een grote letter "W"
Staat t.o.v. de poolster in de richting van de Herfst sterrenhemel

Loodrecht op de lijn Grote Beer, Poolster, Cassiopeia staan :

Wega: een heldere ster in sterrenbeeld Lier.
Staat t.o.v. de Poolster in de richting van de Zomerse sterrenhemel
Capella: een heldere ster in sterrenbeeld Voerman , staat t.o.v de poolster weer aan de andere kant van de ster Wega.
Staat t.o.v. de Poolster in de richting van de Winterse sterrenhemel

Seizoens gebonden sterrenhemels

In elk seizoen van het jaar zijn bepaalde delen van de sterrenhemel het beste te zien.
De seizoens gebonden sterrenhemel's worden gekenmerkt door karakteristieke ster configuraties voor dat specifieke seizoen :

Winter zeshoek: Zeshoek (rechtsom) gevormt door de heldere sterren Sirius (grote Hond), Procyon (kleine Hond), Pollux (Tweeling), Capella (Voerman), Aldebaran (Stier), en Rigel (Orion).
Lente driehoek: Driehoek gevormt door de heldere sterren Regulus (Leeuw), Spica (Maagd) en Arcturus (Ossenhoeder).
Zomer driehoek: Driehoek gevormt door de heldere sterren Altair (Adelaar), Deneb(Zwaan) en Wega(Lier).
Herfst vierkant: de vier sterren van het grote sterrenbeel Pegasus

Waarnemen van planeten.

Algemeen

Het waarnemen van planeten vind ik persoonlijk meer tot de verbeelding spreken dan kijken naar sterren. Een ster blijft een ster (uitz: dubbelsterren) , met hoe een grote kijker je er ook naar kijkt, maar een planeet komt door een telescoop echt tot leven. Je ziet een planeet door een telescoop als een echt schijfje aan de hemel staan, je ziet manen rond de planeet draaien, en soms zelfs enige tekening in het oppervlakte ervan, of zoals bij saturnus de ringen eromheen.
Ook is het vinden van planeten spannender omdat ze niet, zoals sterren, altijd op dezelfde plaats ten opzichte van de sterren staan.
Alle planeten van ons zonnestelsel draaien in dezelfde richting om onze Zon heen. De binnenste planeten draaien snel, en de buitenplaneten, die het verst van de zon staan, draaien langzaam om de zon.
Vanuit de Zon gezien van binnen naar buiten vinden we de volgende planeten :

Mercurius
Venus
de Aarde
Mars
Asteroïde gordel
Jupiter
Saturnus
Uranus
Neptunus
Pluto

De planeten die net als onze eigen Aarde in een eliptische baan om de Zon draaien geven van zichzelf geen licht, maar zijn toch goed waar te nemen, omdat ze, net als de Maan dat doet, het licht van onze Zon weerkaatsen. Een andere reden dat we ze kunnen waarnemen is dat ze vele honderduizenden malen dichterbij de Aarde staan dan de sterren die we zien.
Zoals overdag in de zomer de zon langer en hoger aan de (zichtbare) hemel staat, staan juist 's nachts in de winter de planeten langer en hoger aan de (zichtbare) hemel. De winter is dus nèt als bij de sterren ook het beste seizoen om naar de planeten te kijken.

Ecliptica

Doordat alle planeten min of meer in hetzelfde vlak rond de zon draaien vinden we, als we naar de planeten (en ook de Maan en de Zon !) kijken, deze altijd ergens op een denkbeeldige lijn in het firnament staan. Deze denkbeeldige lijn heet de "Ecliptica".

Opmerking:
Een andere eigenschap van de "ecliptica" is dat alle sterrenbeelden, waar deze denkbeeldige lijn doorheen loopt, onderdeel van de zogenaamde dierenriem zijn.

Aan de positie van de Zon, ten opzichte van deze Dierenriem of "Zodiac" sterrenbeelden op je geboortedag, worden persoonlijke eigenschappen en ook bepaalde toekomstvoorspellingen voor je afgeleid.
Dit laatste heeft geen enkele wetenschappelijke grondslag maar komt uit de meer "zwevende" Astrologie in plaats van de wetenschappelijke Astronomie, waar we het hier over hebben.

Het woord planeet komt van het griekse woord "Planos" dat zwerven betekent. Men had al vroeg in de oudheid ontdekt dat planeten niet, zoals sterren ten opzichte van elkaar op dezelfde plaats bleven, maar dat de planeten tussen de sterren door zwerven. Om planeten te vinden kunnen we dus niet uitgaan van vaste posities, maar moeten we in astronomische jaarboeken, of met speciaal hiervoor gemaakte computerprogramma's opzoeken waar wanneer een bepaalde planeet zich in de hemel bevindt.
Wat we wel weten is dat waar we een planeet ook zullen aantrefen, dit altijd op of dicht in de buurt van de "ecliptica" zal zijn ! Is dit niet het geval dan gaat het niet om een planeet maar om een ster of nog iets anders ????

De draai-as van de aardbol is ten opzichte van het vlak waarin hij zijn rondjes om de zon draait met 23,5 graden gekanteld. Hierdoor staat de "ecliptica" onder een hoek van 23,5 graden op de "hemel equator". Deze kanteling van de aard-as is er de oorzaak van dat wij op Aarde seizoenen als zomer en winter kennen.

Waarnemen van "binnen" planeten.

Bij het hoofdstuk over het waarnemen van sterren had ik al uitgelegd dat vanwege de geografische positie van Nederland ten noorden van de evenaar (52 graden noorderbreedte) de hemel equator een hoek van 90 - 52 = 38 graden met de horizon maakt.
Doordat de ecliptica op zijn beurt weer een hoek van 23,5 graden met de hemel equator maakt kan het, afhankelijk van de situatie, zijn dat deze twee hoeken van elkaar worden afgetrokken, of juist bij elkaar opgeteld worden.
Voor het waarnemen van planeten die zich dicht in de buurt van de Zon bevinden (Mercurius, en in iets mindere mate Venus) is het nodig deze planeet of in het westen vlak NA zonsondergang waar te nemen, of in het oosten vlak VOOR zonsopgang waar te nemen. Ook voor de andere planeten die zich toevallig ook op de ecliptica dicht bij de positie van de Zon bevinden gaat dit verhaal op.
Bij waarnemingen zoals hier bedoeld is het gunstig dat de hoek die de ecliptica met de horizon maakt "steil" is, omdat dan de planeet nog hoog boven de horizon staat als de Zon nèt onder is gegaan, of nèt nog niet is opgekomen.

De gunstigste tijden om Mercurius (of Venus) waar te nemen zijn :

In de herfst in het Oosten vlak VOOR zonsopgang
In de lente in het Westen vlak NA zonsondergang

Lentepunt

Er zijn twee (denkbeeldige) punten waar de (denkbeeldige) "ecliptica" de (denkbeeldige) "hemel equator" kruist.
Eén van die punten bevind zich tussen de sterrenbeelden Leeuw, en Maagd, en het andere punt bevindt zich in het sterrenbeeld Vissen . Dit laatste punt heet het "Lentepunt" of punt Ariës , en is het feitenlijke nulpunt van het astronomische coördinaatstelsel van Rechte Klimming en Declinatie , waarin de posities van alle (vaste) hemelobjecten uitgedrukt worden.
Opm:
De dag en het tijdstip waarop de Zon zich exact op het punt Ariës bevindt, is het begin van de Astronomische Lente.

Waarnemen van de Maan

De maan is het hemelobject dat het dichts bij onze Aarde staat. Hij staat gemiddeld op een afstand van 384.401 kilometer van de aarde. Astronomisch gezien dus vlak bij ! Als het ware in onze achtertuin.
In juni 1979 zijn voor het eerst Amerikaanse astronauten van de Appollo 11 missie op de Maan geland.
De Maan is een hemellichaam dat nauw met onze aarde verbonden is en eigenlijk ook op hetzelfde moment ontstaan is. De Maan draait in een baan om de Aarde. Hij doet er 29,53 dagen over om een volledige baan om de aarde te beschrijven.
Vanwege zwaartekrachts effecten is de tijd die de maan om zijn eigen as draait exact gelijk aan zijn omlooptijd rond de Aarde. Hierdoor kijken wij vanaf de aarde altijd naar dezelfde kant van de maan.

De Maanfasen

De Maan geeft niet zoals de sterren, die eigenlijk zelf zonnen zijn, zelf licht, maar weerkaatst het zonlicht naar de aarde waardoor wij hem kunnen zien.
Doordat de maan in een baan om de Aarde draait staat hij soms precies aan de andere kant van de Aarde als de Zon, zodat het volledig door de zon verlichtte deel van de Maan naar de aarde toe wijst en wij de maan goed zien. Dit noemen wij "Volle Maan".
Soms staat de Maan tussen ons en de zon in, zodat de verlichte kant van de Maan van ons af wijst, en wij de maan dus niet kunnen zien. Dit noemen wij een "Nieuwe Maan"

Zon- en Maansverduistering

Annimatie van de verschillende maan fasen.

Tijd en Oriëntatie

Met de achtergrond informatie die we tot nu toe weten kunnen we het nu wat theoretischer en moeilijker gaan maken. In dit hoofdstuk wil ik ingaan op de manier waarop in de astronomie de lokaties van de vaste hemelobjecten vastgelegt , en ook later weer teruggevonden ,kunnen worden, en uitleg geven over de daarbij horende aparte tijdsrekening.

Coördinaat stelsels

Om op een "bol" een plaats vast te leggen kunnen we volstaan met het opgeven van twee hoeken die loodrecht op elkaar staan. Voor elk coördinaatstelsel gaan we uit van een "grondvlak" en een loodrecht daar op staande draaias, en moet er een logisch "nulpunt" vastgestelt worden.
Als voorbeeld kunnen we de geografische coördinaten nemen waarme we een plaats op de aard(bol) vastleggen.
Als grondvlak voor dit coördinaatstelsel wordt de evenaar gekozen. Het draaivlak is de Noord-Zuid-as van de Aarde. Het nulpunt is de Nul meridiaan door het plaatsje Greenwitch in Engeland.
Om een plaats vast te leggen noemen we de Lengtegraad en de Breedtegraad, dat de exacte plaats die we bedoelen op Aarde vastlegt.

Azimuth , Hoogte

Als we 's nachts naar de sterrenhemel aan het kijken zijn, zien we die als een halve bol (de hemel koepel) boven en rondom ons liggen. We kunnen nu een plaats op deze Bol vastleggen volgens een systeem waarbij we de horizon als grondvlak nemen, en aangeven in welke richting het object dat we bedoelen staat.

Vervolgens moeten we met een tweede hoek aangeven hoe hoog het object boven de horizon staat. Deze richting en hoek leggen het object aan de hemelkoepel precies vast.
De verdeling over het horizonvlak kunnen we maken met de gradenverdeling van een kompasroos, dat de hele omtrek in 360 graden onderverdeeld. Het nulpunt is het Noorden (0 graden) het Zuiden is 180 graden. De hoogte benoemen we met een hoek tussen 0 en 90 graden.
In dit stelsel heet de (kompas) richting het Azimuth , en de hoogte gewoon Hoogte.
Azimuth en hoogte zijn dus zeer "Aardse" coördinaten die voor het aanwijzen van astronomische objecten niet zo geschikt zijn, immers door de aardse draaiing veranderen de Azimuth en hoogte coördinaten van alle sterren continue.

Uurhoek en Declinatie

Zoals eerder gezegt bereikt een hemelobject altijd zijn hoogste punt boven de horizon als het precies door het Zuiden gaat. Doordat dit zo'n belangrijk gegeven is noemen we de verticale lijn die de horizon precies in het zuiden snijdt de (lokale) Meridiaan.

Uurhoek

Bij het Azimuth, hoogte coördinatenstelsel gebruikten we het horizonvlak als grondvlak waarop we de richting in graden (tussen 0 en 359) aangaven. In de Astronomie is het beter om als grondvlak uit te gaan van de hemel equator.
Deze denkbeeldige cirkel delen we niet op in 360 graden, maar, net als bij de klok, in 24 uur, en dat dan weer in minuten en seconden. Waarom dit nut heeft wordt later uitgelegt als we het over sterretijd hebben.
Als nulpunt van dit stelsel geldt de (lokale) Meridiaan, dus de "zuiddoorgang". De uren verdeling voor de "uurhoek" loopt in de richting Z-W-N-O-Z.
In feite laat de uurhoek dus zien hoe ver een object dus al voorbij de zuidmeridiaan is geschoven.

Declinatie

Om de plaats van een hemelobject precies vast te leggen, leggen we in dit stelsel Loodrecht op de hemel equator ook nog de Declinatie van een object vast.
De declinatie geeft aan hoeveel graden een ster boven of onder de hemel equator staat. Sterren die boven de equator staan hebben een positieve declinatie, en sterren die er onder, ten zuiden van, staan een negatieve declinatie. De declinatie loopt van 0 tot 90 en van 0 tot -90 graden.
Opm:
De poolster heeft een declinatie van 90 graden.

Rechte Klimming

Voor het vastleggen van (vaste) astronomische objecten kunnen we goed gebruik maken van de Declinatie , omdat bij het bewegen van de hemelbol om ons heen dit gegeven niet wijzigt. Voor de uurhoek geldt dit echter niet, omdat het nulpunt hiervoor (de zuid meridiaan) in feite met de aardse draaiing mee verandert. Voor het vastleggen van hemelobjecten moet er op de hemel equator dus een ander nulpunt worden gekozen, dat tussen de sterren een vast punt is, en dus met de sterren aan de hemel meebeweegt.
Dit vaste nulpunt is bij afspraak het "Lentepunt" of punt "Ariës". Als we de hemel equator nu weer in 24 uren en minuten en seconden opdelen, maar nu juist in de richting W-Z-O tellen, heet de coördinaat op de hemel equator van een ster in dit stelsel de Rechte klimming.
Dus net als dat je in een gewone atlas de aardse coördinaten van Amsterdam zou kunnen opzoeken, zijn er sterren atlassen waarin je de Rechte klimming en Declinatie van alle sterren zou kunnen vinden.
De Rechte klimming wordt vaak aangegeven met de kleine griekse letter a (alfa) en de Declinatie met de kleine griekse letter d (delta).

Zonnetijd, Standaard tijd en Sterretijd

Om het begrip Rechte klimming en uurhoek nog beter toe te kunnen passen is het nodig het verschil tussen de begrippen Zonnetijd en Sterretijd te begrijpen.

Zonnetijd

Bij ons op Aarde is een dag eigenlijk de tijd die de aardbol nodig heeft om eenmaal rond zijn lengte-as te draaien. Iets precieser gezegt : De tijd die ligt tussen een Zuiddoorgang van de zon tot de volgende Zuiddoorgang van de zon. (in het zuiden bereikt een hemellichaam, dus ook de zon, zijn hoogste stand boven de horizon).
Er zit iets van variatie in deze draaiing van de aarde maar als we dit uitmiddelen spreken we van de "middelbare Zonnetijd".
Deze tijd kunnen we opdelen in uren (24 in een hele cyclus) minuten (60 minuten in een uur) en seconden(60 seconden in een minuut). Hier op is onze normale tijdrekening, die iedereen gewend is te gebruiken, gebaseerd.
We weten allemaal dat 18:00 uur de tijd is dat we gaan eten, en bijvoorbeeld 08:00 u de tijd is dat we naar het werk gaan.

Standaard tijd meting

Natuurlijk gaat niet overal op aarde op dezelfde tijd de zon op- of onder, waardoor het ook niet overal op aarde dezelfde (zonne)tijd is. Om het begrip tijd enigzins in te pas te laten lopen met het dag en nacht ritme hebben we de aarde opgedeeld in 24 tijdzones. Zo heeft Nederland de Midden Europeese Tijd
(MET = GMT + 1 uur)
Voor astronomische tijd en positie berekeningen is het nodig de tijd te standariseren naar een standaard tijd. Deze standaardtijd heet "Greenwich Mean Time" of GMT. GMT wordt ook wel UT (Universal Time) genoemd. Dit is de tijd die geldt op de lengtegraad "0" meridiaan die door het plaatsje Greenwich in Engeland loopt.
Vervolgens moet de uitkomst dan worden gecorrigeerd naar de lengtegraad positie op aarde waar we aan het waarnemen zijn.

Laterale tijdscorrectie

Een dag duurt 24 uur (1440 minuten) . De aarde draait hierin 360 graden. Per graad dat we ons dus naast de "0" meridiaan bevinden is de tijd dus 1440 / 360 = 4 minuten later of vroeger. Voor Nederland geldt (ongeveer) : Nederland ligt op 5 graden Oosterlengte, dus is het in Nederland 5 x 4 = 20 minuten later dan de standaard GMT tijd.

Sterretijd

Zoals al uitgelegd draait de aarde niet alleen om zijn lengte-as, maar draait ook nog zelf om de Zon rond. Voor de definitie van een Zonnedag, en daarmee de Zonnetijd, gingen we uit van de tijd tussen twee opeenvolgende zuiddoorgangen van de Zon.

Voor de definitie van een Sterredag gaan we uit van de tijd tussen twee zuiddoorgangen van een bepaalde (willekeurige) ster !
Deze tijd is iets KORTER dan de tijd die nodig is om de Zon weer in het zuiden te krijgen, immers in de tijd die de Aarde nodig heeft om volledig rond zijn as te draaien, zodat de ster weer precies in het zuiden staat, is hij ook een stukje in zijn baan rond de zon gevorderd. Hierdoor moet de Aarde om een volledige Zonnedag rond te maken (de Zon weer in het zuiden te zien) nog 1 graad extra doordraaien, waar de aarde nog 4 minuten extra over doet.
Een Sterredag duurt dus (gemiddeld) 4 minuten korter dan een Zonnedag , en geeft eigenlijk de preciese "siderische" omlooptijd van de Aarde rond zijn lengte-as aan.
Als we nu de Sterredag ook opdelen in uren, minuten en seconden hebben we de Sterretijd bepaald.
We moeten nu nog iets bedenken om de sterrenklok op "nul" te zetten :
Per definitie is het zo dat als het "lentepunt" zijn hoogste punt boven de horizon in het zuiden heeft bereikt (culmineert), de sterretijd 0:00:00 uur is.
De sterretijd heeft dus niets te maken met ons dag-nacht ritme, maar geeft meer aan wat de actueele stand van de sterrenhemel boven de aarde is, of anders gezegt wat de actueele stand van de Aardbol ten opzichte van de sterren (en dus NIET de Zon !), die om ons heen staan, is.
De Zonne-tijd-klok loopt dus niet gelijk met de Sterre-tijd-klok en staan slechts op één moment in het jaar precies gelijk met elkaar.

Niet dat het belangrijk is voor het bepalen van de positie van een ster, maar toch leuk om te weten is dat de dag dat de zonne-tijd gelijk loopt met de sterre-tijd toevalligerwijze jaarlijks op 2 Oktober valt.

Een ster met een rechte klimming van bijvoorbeeld 3.20 uur bereikt zijn hoogste punt boven de horizon (in het zuiden !) als de sterretijd 3:20 uur is, en zo ook voor alle andere objecten met andere waardes voor hun rechte klimming.

De "sterretijd" is in feite dus de uurhoek van het "lentepunt" Ariës. En ook geldt:
De uurhoek (in sterre uren !) van een object is de sterretijd minus de Rechte klimming van dat object.

Waarnemen met optische instrumenten

In het hoofdstukje over de schijnbare lichtsterkte van hemelobjecten geef ik aan dat met het blote oog sterren met een helderheid tot magnitude 4 nog zichtbaar zijn. Er zijn echter nog veel meer sterren en andere hemelobjecten zoals sterrenevels, gasnevels en satelieten van planeten die we niet met het blote oog kunnen zien. Om deze objecten te kunnen zien zijn we aangewezen op het gebruik van een een of ander optisch instrument.
Voor astronomische waarnemingen kunnen we gebruik maken van de volgende soorten optische instrumenten :

Prismakijker: Een prismakijker is een mooie naam voor wat wij in het dagelijks gebruik kennen als een gewone hand verrekijker. Het heet prismakijker, omdat er in de kijker door middel van een aantal prismas het licht dat het objectief binnenkomt, met een omweg naar het occulair geleid wordt. Hierdoor kan er, ondanks dat de afmeting van de kijker compact blijft, toch een zekere bruikbare brandpuntsafstand worden bereikt.
De aanduiding op een prismakijker is meestal zoiets als 7 x 50. Dit betekent dat de kijker een vergroting heeft van 7 keer (het onderwerp waar we naar kijken wordt 7 keer dichterbij gehaald) en dat het Objectief (de voorste lens) een diameter van 50 mm heeft.
Refractor: Een telescoop kijker die opgebouwd is uit twee lenzen die in een koker recht achter elkaar gemonteerd zijn heet een refractor.
Een refractor biedt nèt iets betere prestaties dan een prismakijker, maar valt toch onder de catagorie amateur kijker. Bij een refractor kijker is de diameter van het objectief ( D ) vaak zo'n 60 of 70 mm, en de brandpuntsafstand ( f ) ongeveer 60 à 70 centimeter.
Spiegel telescoop: Een spiegel of Newton telescoop hoort echt onder de professionele kijkers, waarmee hele vage of kleine objecten, zoals de planeet Pluto, nog waargenomen kunnen worden. De diameter ( D ) van een spiegeltelescoop voor amateurgebruik kan oplopen tot wel zo'n 200 mm ! Bij een spiegeltelescoop wordt er geen gebruik gemaakt van een Objectief lens voor in de telescoopbuis, maar staat er achter in de telescoopbuis een optisch zeer zuiver geslepen reflecterende "holle" spiegel. Deze spiegel reflecteerd het opgevangen licht in een brandpunt, waar het met een spiegel afgebogen wordt naar de zijkant van de buis, en dan met een occulair op het netvlies geprojecteerd kan worden.

Optische eigenschappen van het instrument.

De optische prestaties van een optisch instrument worden voornamelijk bepaald door de diameter ( D ) en kwaliteit van het objectief van het instrument.

Vergroting

De vergroting van een telescoop kan worden berekend door de brandpuntsafstand van het Objectief te delen door het brandpuntsafstand van het Occulair.
Voorbeeld:
Een telescoop met een Objectief met brandpuntsafstand 700 mm en een occulair met brandpuntsafstand 20 mm heeft een vergroting van 700 / 20 = 35 keer.
Als vuistregel voor de maximaal bruikbare vergroting van een telescoop kan worden uitgegaan van de formule : max = D _obj in mm. Dus bij een Objectief met diameter 60 mm is de maximale vergroting waarbij nog goed geobserveerd kan worden 60 keer.
Het is niet altijd nodig om de maximale vergroting te gebruiken, een grote vergroting is alleen nodig bij hele heldere objecten zoals het oppervlakte van de maan, of bij het observeren van planeten. Voor het observeren van sterren is het vaak beter om een kleinere vergroting te gebruiken, omdat dan het gebied van de hemel dat je in het occulair ziet groter is, en het dus eenvoudiger is de ster te vinden. De meeste telescopen zijn dan ook uitgerust met een aantal verwisselbare occulair lenzen van verschillende brandpuntsafstand.

Oplossend vermogen

Het oplossend of scheidend vermogen van een telescoop geeft aan hoe kleine details nog van elkaar onderscheiden kunnen worden. Ook dit gegeven is weer afhankelijk van de diameter ( D ) van het objectief. Als vuistregel geld de formule Oplossend vermogen R" (in boog seconden) = 120 / D _obj in mm.
Voorbeeld:
Met een objectief met een diameter van 60 mm is het maximaal oplossend vermogen 120 / 60 = 2" (boog seconden).
Om te testen hoe het oplossend vermogen van een telescoop in werkelijkheid is kan je kijken naar dubbelsterren waarvan de onderlinge scheding van de komponenten bekent is.

Enkele veelgebruikte dubbelsterren om de prestaties van je telescoop te beoordelen zijn :
Alcor en Mizar (in sterrenbeeld Grote Beer) Dubbelster waarvan de helderste component ook nog een 'eigen' begeleider heeft.
Alibreo (in sterrenbeeld Zwaan) meerkleurige dubbelster met kleine scheiding 34,3" boogseconden
èta Lyrae (ster e van het sterrenbeeld Lier) Dubbelster waarvan de onderlinge componenten op zich ook weer dubbelsterren zijn. componenten e1 en e2 staan 208" boogseconden (dus ongeveer 3,5' boogminuten) uit elkaar.

Gamma Aquarius (ster G van sterrenbeeld Waterman) Twee sterren die erg dicht bij elkaar staan. De scheiding is 1,7" boogseconden. Dus een echte tester voor je telescoop !

Lichtsterkte

Met het blote oog kunnen we tot ongeveer magnitude 4 à 5 sterren zien. Met een prismakijker tot ongeveer magnitude 7. Met een telescoop wel tot magnitude 11 !
Om te zien hoe lichtsterk de telescoop is kan je gebruik maken van de "polaire groep", een aantal zwakke sterren die rond de Poolster gegroepeerd staan, waarvan de magnitude excact bepaald is.
In het kaartje zijn de magnituden van de sterren zonder de decimale punt weergegeven, dus als er in het kaartje staat 62 wordt een magnitude van 6,2 bedoeld.

Als je nog meer wilt weten is hier een hele interessante site van Marc van der Sluys met allerlei practische informatie.

John Geus
Juni 2005