Astronomie

Dit zit eigenlijk tussen vrije tijd en werk in. Veruit het grootste deel van mijn activteiten hierin deed ik zonder vergoeding te verwachten. Ik heb wel tegen betaling het netwerk ontworpen en glasvezels geleverd voor de "BlackGEM" sterrenwacht op La Silla, Chili en storingsonderzoek gedaan van het "Meerlicht" netwerk in Sutherland, Zuid Afrika. Ik ben ook vanaf het begin betrokken geweest bij het ontwerp van de BlackGEM telescopen en het testen van de montering in Nijmegen. En ik heb geprobeerd bij anderen het enthousiasme aan te moedigen voor een drie assige telescoopmontering. Zo'n montering is wel wat lastiger te besturen, maar het is ook een oplossing voor bezwaren waar andere monteringen last van hebben.

Interesse heb ik altijd wel gehad in astronomie, al was dat meer door er over te lezen dan er werkelijk wat aan te doen. Ik had een kleine spotting scope, zo'n monoculaire verrekijker als die vogelaars gebruiken. In 1999, met mijn verjaardag ben ik in het gezelschap van een groep vrienden naar Noord-Frankijk gereden voor de zonsverduistering. We hadden erg veel bewolking en geen zichtbare corona, maar de totaliteit was evengoed heel indrukwekkend. 

In 2001 begon deze hobby prettig uit de hand te lopen. Ik heb samen met Peter Willems en Erwin Labijt een paar winterse avonden besteed om met hun telescopen sterren te gaan kijken. Ik was verkocht. Vrij vlot daarna kocht ik een refractor met een 15 cm objectief op een handmatig aangedreven montering. Na ongeveer twee jaar wat visueel waargenomen te hebben wilde ik toch wel lang belichte foto's maken. Handmatig een ster voigen met de hand is voor een telescoop met een brandpunt van 1200mm onbegonnen werk. Dat moet toch makkelijker kunnen.

Op basis van oude stappenmoteren uit een printer, een wormwiel vertraging van een ruitenwisser motor, wat zelf geknutselde elektronica en software van het Internet lukte het me om de montering computer gestuurd te maken. Een uiterst leerzame ervaring! Ik kreeg dit dus werkend, en daarmee ook vlot een idee hoe je alle telescopen kunt besturen. Ik heb daar behoorlijk wat mensen en organisaties mee kunnen helpen. 

In het begin heb ik dus best veel aan astrofotografie gedaan. En in 2006 heb ik een totale zonsverduistering meegemaakt in Turkije. We hadden prachtig weer!

Tegenwoordig ben ik wat minder fanatiek met astrofotografie, maar niet in mijn enthousiasme om anderen op gang te helpen met de wat praktische aspecten van astronomie. Op welke wijze dan ook.

Rondleidingen Radboud Universiteit

Als lid van de Astronomische Kring Nijmegen verzorg ik voor de afdeling Sterrenkunde van de Radboud Universiteit in de maanden september, oktober, november, januari, februari en maart iedere laatste vrijdag van de maand een publieksrondleiding.

Vertaling planetarium programma Cartes du Ciel / SkyChart

Je kon lezen dat ik een aantal telescopen met hun monteringen computer bestuurd heb gemaakt. Om die vanuit een computer te kunnen bedienen heb ik steeds Cartes du Ciel gebruikt. Een fantastisch goed programma dat alles doet wat je maar zou kunnen wensen en nog gratis ook. Je kunt er letterlijk alles aan hemel-objecten mee afbeelden, als het maar coordinaten heeft. Zelfs lastigere objecten als kometen een snelbewegende objecten als aardscheerders. Als het object boven de horizon staat, dan kun je de telescoop met een klik in het scherm naar dat object laten bewegen. 

Kort na het uitkomen van de eerste versie 3 van dit programma zag ik dat er geen Nederlandse vertaling beschikbaar was. Dat heb ik opgelost. Klik hier voor de informatie en gratis download.

Publiciteit

BlackGEM en Meerlicht

Het was erg leuk om de media te halen met het korte moment dat we de grootse (optische!) telescoop van Nederland in Nijmegen hadden. We moesten zowel de telescoop als de montering testen voordat we deze als prototype naar Zuid-Afrika konden sturen. Dit type telescoop is het idee van prof. dr. Paul Groot en een ontwerp ir. Harrie Rutten. Paul stuurde Harry Balster (AKN) en mij in 2011 een voorstel om een aantal lenzen te testen die afkomstig waren van CERN op geschiktheid voor een idee dat hij had. Harry en ik hebben in de zomer vakantie een testopstelling gebouwd en de lezen opgemeten. We hebben Paul Groot verteld wat de specificaties waren. We kwamen er achter dat de lenzen wel heel lichtsterk waren voor 'dichtbij', maar zeker niet voor veraf (~oneindig). Dat had te maken met aanwezige baffles. Bovendien was er nog een behoorlijke kromming van het veld waarin een afbeelding scherp zou worden afgebeeld. Dat leidde bij ons tot de vraag van: "waarvoor wil je de lenzen gebruiken?". (In een winkel wil ik de vraag niet krijgen waarvoor ik iets nodig denk te hebben!)

Het idee van Paul was om samensmeltende neutronensterren, witte dwergen en zwarte gaten in het visuele spectrum vast te leggen. De modellen waarop hij zich baseerde (al in 2009) zouden aangeven dat wanneer zo'n samensmelting zou plaats vinden binnen 200 Mpc, dus tot ruim 600 miljoen lichtjaar afstand van onze aarde, dit met een redelijk kleine telescoop vastgelegd zou kunnen worden. Onder ideale omstandigheden, dat wel. En van onderlinge botsingingen van uitsluitend zwarte gaten wordt dan geen lichtspectakel verwacht.

De lenzen waren prachtig, maar volkomen ongeschikt voor wat hij van plan was. Het kwam er op neer dat hij met een hoge meetfrequentie foto's wilde maken van een zo groot mogelijk gebied aan de hemel. Belichtingen van een minuut, die daarna snel (liefst binnen enkele seconden) uitgelezen moesten worden. De sterren ('bronnen') moeten daarna worden opgemeten en de meetgegevens moeten daarna worden opgeslagen in een database. En dan weer de volgende foto, met een ander filter. Todat alle vijf filters geweest waren. En dan naar een volgende plek aan de hemel. Het optisch systeem moest de gevoeligheid hebben om tot magnitude 21 te kunnen meten. Dat is 250 miljoen keer zwakker dan de ster Wega. De fotografie moest allemaal automatisch gedaan worden, zonder tussenkomst van mensen. En het moet natuurlijk helemaal op afstand te besturen zijn. Het was namelijk zijn bedoeling dit telescoopsysteem te plaatsen in Chili op een berg waar het bijna altijd onbewolkt - en de luchtonrust minimaal is. 

Zo'n telescoopsysteem volledig te automatiseren en op afstand te besturen, dat was wel eerder gedaan. Maar de telescoop die hij wensde, die was niet te koop.  

Gelukkig kenden we Harrie Rutten, opticus, als hoofdontwerper bij Oce in Venlo in ruste, maar daarnaast nog actief met zijn bedrijfje Castor Optics. Hij is de medeauteur van Telescope Optics, een standaard werk onder amateurs maar zeker ook goed gelezen door professionals. Harrie is een veelzijdig begrip. En hij wilde wel een optisch ontwerp maken. Het heeft hem uiteindelijk een dikke vier maanden gekost maar toen was er wel een heel gebalanceerd ontwerp. Een telescoop met een brandpunt van 3300 mm, een effectieve diameter van 60 centimeter met een vlak beeldveld van 100x100 mm. Tot in de hoeken waren de afgebeelde sterren puntjes, voor alle kleuren licht, mede dank zij een intern lenzensysteem dat het ook nog mogelijk maakte om te kunnen corrigeren voor atmosferische dispersie. Nu geloof ik dat die laatste suggestie door Rik ter Horst gedaan is, maar het ontwerp maakte het wel mogelijk. En nog een specialiteit van Harrie: er was geen kans op hinderlijke spookbeelden als gevolg van ongelukkig gepositioneerde lenzen en filters. Dat is wat kennis en ervaring van een liefhebber kan doen. Met de CCD-chip (STA1600, 10560x10560 pixels, iedere pixel 9x9 micron) die Paul Groot in gedachte had kon dit gaan voldoen aan zijn wensen. 

De telescoop moest nog wel gebouwd worden. Het eerste fysieke ontwerp hebben we (Paul Groot, Arno Engels, Harrie Rutten, Harry Balster en ikzelf) gedaan en later zijn er veel meer mensen van het Techno Centrum bij betrokken geraakt toen ook onderdelen gebouwd moesten worden. De parabolische hoofdspiegel is gemaakt door Mike Lockwood (VS), de sferische secundaire spiegel kon de oorspronkelijke leverancier (Schott) niet binnen de specificaties maken en is uiteindenlijk door Rik ter Horst van ASTRON in Dwingeloo gemaakt. De carbon constructie van de telescoop kwam van Airborne Nederland. De CCD-chip van een vrij klein bedrijfje (STA) uit de VS, de cryostaat (de gekoelde behuizing voor de CCD-sensor, de 'camera') is gebouwd door Gert Raskin van de KU Leuven. De montering, het apparaat dat de telescoop moest bewegen kwam van  Fornax (Hongarije) en veel van de telecoop besturing gaat via het ABOT systeem ontwikkeld door Sybilla Technologies in Polen.

Dan bleven er nog dingen over om te ontwerpen en bouwen als de elektronica, software en montage van het filterwiel, de atmosferische dispersie corrector, piezo-elektrische autoguider en focusser. En ook de torens voor de koepels moesten nog ontworpen worden. Dat is in Nijmegen door het Techno Centrum gedaan. 

Het spul is uiteindelijk in elkaar gezet in de herfst van 2016 in de hoogste koepel van het Huygensgebouw neergezet. Eindelijk konden we beginnen met testen. En tegen de tijd dat die tests klaar waren bedacht ik me dat het ook wel een logisch moment was om de krant uit te nodigen, want dit was het moment dat we de grootste werkende optische telescoop in Nederland hadden.

Steven Bloemen links, ikzelf rechts ten tijde van de tests (maart 2017) met het prototype van de telescoop en de montering. (Foto: Gelderlander / Algemeen Dagblad).

In de foto zie je links bijna alle elektronica onder gebracht zit in op de plek van het contragewicht. De elektronica is nodig voor het focuseren, bediening van het filterwiel, ADC, de koeling van de camera etc. Die behuizing van de elektronica is ook nog watergekoeld om te voorkomen dat temperatuurverschillen de beeldkwaliteit kan verstoren. De massa van de elektronika en de koelplaat dragen bij aan de balans en zit het op vaste plek ten opzichte van de telescoop. Dus geen verplaatsende kabels tussen telescoop en 'contragewicht'. Wel moeten er uiteindelijk nog kabels voor besturing vanaf het contragewicht, een slang voor het koelgas van de camera en een slang voor koelwater van het contragewicht nog van de montering naar andere plekken in het gebouw lopen. Die zijn hier op deze foto (testsituatie) nog niet aanwezig.

Ik ga niet uitwijden over de problemen die we nog tegen kwamen nadat de telescoop hier met goed gevolg getest was. Het waren er VEEL. Maar ik kan niet anders zeggen dan dat ze ook goed zijn opgelost. Uiteindelijk is de telescoop en montering die je hier ziet in de afbeelding in Zuid Afrika als de 'Meerlicht telescope' terecht gekomen, de optische tegenhanger van de 'MeerKat' radio telescope.

Inmiddels zijn er dus drie identieke telescopen gebouwd en in Chili geinstalleerd op de ESO-site La Silla, in de Atacama woestijn op ca. 2400 meter boven zeeniveau. 

Maar hoe nu te zoeken naar de botsingen die Paul wil vastleggen? Tegenwoordig zijn er de Ligo en Virgo laser interferometers actief om op zoek te gaan naar zwaartekrachtgolven. Combinaties van botsende witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten zijn ook bronnen van zwaartekrachtgolven. Aan de hand van de tijdverschillen waarmee de zwaartekrachgolven in de interferometers ontdekt zijn kun je uitrekenen waar ongeveer die objecten aan de hemel moeten staan. Nu is het met maar een paar detectoren nog niet heel erg precies uit rekenen waar je moet gaan zoeken aan de hemel, dus moet je vlot nog een behoorlijk groot gebied aan de hemel afspeuren. De laserinterferometers kunnen tegenwoordig binnen een paar minuten uitrekenen in welk gebied aan de hemel gezocht moet worden. Zo'n gebied is naar verwachting tussen de 100 en 200 vierkante graden. Ter vergelijking, de maan is een ongeveer een kwart vierkante graad. Zo'n explosie is wel *enorm* geweldadig, toch zal de helderheid snel (binnen een dag?) afnemen en met het verstrijken van de tijd zal ook het lichtspectrum enorm veranderen. Om goede kans te maken om de precieze plaats aan de hemel te vinden is het de bedoeling dat in twee uur tijd het hele gebied van die 200 graden wordt afgezocht. BlackGEM het nu proberen met drie telescopen, meer is beter. 

Wanneer de BlackGEM telescopen de precieze plek aan de hemel vinden waar de botsing geweest is, dan volgt er een automatisch signaal naar de echte grote telescopen zoals de Hubble Space Telescope in de wereld om nog veel nauwkeurigere metingen te doen.

Ondertussen is de BlackGEM Array klaar en operationeel. Althans de eerste drie telescopen! Hier de link naar de publicatie met technische details van dit bijzondere project. De noodzaak is er om meer van deze telescopen neer te zetten om betere kansen te hebben om die kortstondige uitbarstingen aan de hemel goed te kunnen vinden. 

BlackHoleFinder app

BlackHoleFinder is het citizenscience project dat ontstaan is in het verlengde van BlackGEM. Iedereen kan een bijdrage kan leveren in het herkennen nog nooit eerder geziene objecten aan de hemel. Ik ben niet de ontwikkelaar van deze app, ik ben gewoon een gebruiker. Af en toe dan. Graag had ik hier wat reclame willen maken om jullie aan te moedigen ook mee te zoeken naar dit soort bronnen. 

Maar tot mijn teleurstelling lijkt het erop als of er een technisch probleem is met de website. Hier toch de link.

De professor Jan Troosterprijs

In 2019 ontving het team waar ik deel van uit maakte deze prijs voor de ontwikkeling van de Meerlicht en BlackGEM telescopen.

Aardscherende planetoide (308635) 2005 YU₅₅

In november 2011 waren we met een gezelschap van amateurs en professionals aan het waarnemen met de 35 cm telescoop. De aanleiding was ook wel bijzonder: een kleine planeet zou volgens de voorspellingen langs de aarde vliegen op aan afstand veel dichter dan de maan. Een kleine planeet is in dit geval dan ook echt klein: een geschatte diameter van 400 meter. Het viel niet mee om dit kleine object te vinden. In de eerste plaats omdat we in no time met een bevroren camera kwame te zitten. Na ongeveer een uur was het ijs weer van de sensor af. Maar ook daarna heeft het nog heel lang geduurd om het objectje te vinden. Gelukkig kwam het goed. Op een bepaald punt in de baan heb ik de telescoop op de sterren laten volgen en een reeks opnames gemaakt. De reeks opnames hebben we in ongeveer 20 minuten gemaakt en dat vervolgens bewerkt tot een (versneld!) filmphje. Daarin zie je het objectje als een bewegend puntje van boven naar beneden gaan, ten opzichte van de achtergrond met wat sterren.  

Hier het verhaal dat VOX (universiteitsblad) erover schreef.

Link naar de website van ASTRON met daarin een beschrijving door Sander ter Veen.

Hier het (versnelde) filmpje dat ik van de foto's heb gemaakt.

"Superbloedwolfmaan!"

De lokale omroep RN7 van Nijmegen had via andere media opgepikt dat er op 21 januari 2019 een totale maansverduistering op komst was. En er was enorm veel sensatie in de andere media. De term superbloedwolfmaan werd van stal gehaald om .. ja waarom eigenlijk? Aandacht? Ieder jaar is er wel een maansverduistering. De maan draait in een ellipsvormige baan, dus er zijn momenten dat deze dichter bij de aarde staat en soms wat verder weg. Geen mens die het merkt, behalve als je heel precies gaat meten. En dat doen maar heel weinig mensen. Wanneer heb je voor het laatst de diameter opgemeten van de maan?

En zeg dan eens, hoe groot (in graden en boogminuten) is de maan als die laag aan de horizon op komt? En hoe groot is die dan als die een paar uur later hoog aan de hemel staat? Ik zal je helpen: de maan beslaat altijd ongeveer een halve graad (30 boogminuten) aan de hemel. Het verschil in de schijnbare diameter kan 7% bedragen tussen de dichtste nadering en het verste punt in de omloopbaan om aarde. Ik heb het verschil nooit gezien. Wel de enorme optische illusie, het idee dat er een groot verschil is de afmetingen van de opkomende maan en de maan een paar uur later, hoog aan de hemel. Maar dat heeft niks met maansverduisteringen te maken. Het is een prachtige optische illusie die je verassend eenvoudig zelf kunt testen:

• Strek je arm en hand maximaal uit met de nagels naar boven.
• Richt je arm en hand nu zodanig dat je de maan net ziet boven de nagel van je pink.
• Kijk over de nagel van je pink naar de maan en vergelijk de diameter van de maan met die van je nagel
• Herhaal deze stappen als de maan hoog aan de hemel staat

We doen de aanname dat je nagel tussendoor niet enorm groeit of krimpt. Je zult merken dat je nu geen verschil ziet. Ook niet als de maan een paar dagen later wat dichterbij staat dan gemiddeld of juist wat verder weg. Het meetbare verschil ligt namelijk maar net boven het oplossend vermogen van onze menselijke ogen. 

Nou, de media vonden dus dat de maan super is als die het dichtst bij staat en vol is. Hoe gaan we de maan dan noemen als die vol is en het verste weg staat? Of heel gemiddeld ver weg en vol is?

En bloed. Ja dat is pas sensationeel! Alleen omdat er wat licht door de aardatmosfeer wordt afgebogen dat dan de maan in een wat donker rode gloed doet oplichten? 

Wolf moest de maan heten omdat het de eerste maan in het jaar was. Wat 'wolf' te maken heeft het begin van het jaar weet ik niet. (j anuari, sneeuw, drs. P, Trojka??) Ik wist niet dat het nuttig was om de volle maan te voorzien van extra termen afhankelijk van het moment in het seizoen. Maar als het jullie helpt, doe gerust! Het zegt me niets, en het heeft ook niets veranderd aan het karakter van wat deze maansverduistering was. O ja, tijdens de maansverduistering .. heb ik niet gedroomd van wolven of bloed, maar gewoon lekker geslapen.

Hier de link naar de reportage die RN7 maakte. En o ja, ik ben en was geen astrofysicus. Dat heeft de omroep er van gemaakt.

Arlit krater in Niger

In 2008 heb ik niet helemaal per ongeluk een bijzondere geologische structuur gevonden in de woestijn van Niger, niet ver van de grens met Algerije. Er zijn kenmerken van een inslagkrater, met een diameter van ongeveer 10 km. De plek is zeer moeilijk te bereiken. De dichtst bij zijnde plaats met wegen is ongeveer 340 km ten zuid-zuidwesten van de krater en heet Arlit, bekend van zijn uranium mijn. Nu is die plek van de wereld naar mijn inschatting vooralsnog onvoldoende stabiel om daar eens fijn te gaan kijken of mijn vermoeden van de inslagkrater klopt. In ieder geval is mijn waarneming opgenomen in de lijst van mogelijke impact-kraters. Als je de de plek wilt zien in Google Maps, klik dan hier. 

Lidmaatschap Astronomische Kring Nijmegen

Als lid van de Astronomische Kring Nijmegen (AKN) draag ik bij aan rondleidingen en het onderhoud van de telescopen op de Radboud Universiteit. Ik zal er niet omheen draaien: de AKN is een wat obscuur genootschap waarvoor je je niet aan kunt melden. Je wordt gevraagd. Het voordeel is dan wel dat je geen contributie hoeft te betalen en je kunt 24 per dag, alle dagen van het jaar terecht bij de telescopen op het Huygensgebouw. (Ok, de studenten moeten hun practica wel ongestoord kunnen doen.) De tegenprestatie van dit lidmaatschap is wel de verplichting bij te dragen aan publieksactiviteiten en betrokkenheid bij het behoud of uitbreiding van het instrumentarium. En je mag ook je commentaar geven op ontwikkelingen binnen de afdeling Sterrenkunde, maar nog belangrijker suggesties te doen ter verbetering waar mogelijk. 

Secretaris Centaurus A

Ik ben al erg lang lid (2003?) van Centaurus A en iets minder lang ben ik de secretaris. Onze vereniging had toen ik lid werd ca. 12 leden. Het gebeurde in die tijd wel dat er 5 mensen kwamen voor een lezing waardoor we ons wel eens ongemakkelijk voelden wanneer de spreker een enrome reis had moeten maken voor het houden van een lezing. Gelukkig speelt dat nu al lang niet meer, momenteel hebben we meer dan 60 leden en gebeurt het dat we soms een grotere zaal moeten gebruiken om iedereen behoorlijk te laten zitten. 

Tsja, als secretaris draag ik zorg voor de communicatie, website en notulen. Dat laatste is nou niet bepaald mijn hobby. Gelukkig wordt ik daarin bijgestaan door de andere leden. Mijn dank daarvoor!