Je leest:

De ‘vliegende’ ster

De ‘vliegende’ ster

Auteur: | 8 november 2004

Sterren zijn enorme gasbollen die net als onze zon licht uitstralen. Sommige zijn vele malen groter dan onze zon. Toch zijn ook zij zelfs door de grootste telescopen niet groter te zien dan een lichtpuntje. De afstanden in het heelal moeten onnoemelijk groot zijn. Hoe ver staan de sterren eigenlijk?

De bepaling van de afstanden van sterren was lange tijd een lastige opgave voor de sterrenkunde. In 1728 stelde de Engelse astronoom James Bradley pogingen in het werk. Later boog ook Sir William Herschell, een van de beste waarnemers die de astronomie ooit gekend heeft, zich over het probleem. Toch zou het nog tot 1838 duren alvorens de eerste afstandsbepaling van een ster een feit was.

Bradley en Herschell gebruikten deze methode voor hun metingen. Net als bij landmeetkundige driehoeksmeting kan de afstand van een object worden bepaald door vanaf twee plaatsen zijn hoekverandering te meten ten opzichte van een ver verwijderde achtergrond. Zo’n hoekverandering, of trigonometrische parallax, kan iedereen dagelijks waarnemen als hij op armlengte afstand een vinger voor de ogen houdt. Wanneer men eerst met het rechteroog en daarna met het linkeroog naar de vinger kijkt, ziet men die ten opzichte van de achtergrond verspringen. Dit verspringhoekje is de parallax.

Parallax: als je vanuit twee verschillende plekken naar hetzelfde voorwerp kijkt, zie je het tegen een andere achtergrond. Als je de afstand tussen de uitkijkpunten weet en de parallaxhoek meet, kun je daaruit de afstand tot het voorwerp berekenen: hoe groter de parallaxhoek, hoe kleiner die afstand namelijk is. Bron: Lunar Parallax Demonstration

Parallaxmeting wordt steeds onnauwkeuriger naarmate de afstanden van de te meten objecten groter worden. De verschilhoek wordt immers steeds kleiner. Bradley en Herschell namen daarom een zo groot mogelijke basislijn door waarnemingen te doen met een tussentijd van zes maanden. In die tijd heeft de aarde immers de helft van haar baan om de zon afgelegd. Zo onstaan twee waarnemingspunten, die tweemaal de afstand aarde-zon, ofwel 300 miljoen km, van elkaar verwijderd zijn.

Toch konden beide sterrenkundige geen parallax bij de door hen waargenomen sterren ontdekken. Naar we nu weten doordat zij sterren kozen die voor deze methode veel te ver verwijderd zijn. In 1838 deed Friedrich Bessel, directeur van de Königsberg-sterrenwacht in Duitsland, een veel slimmere keuze. Hij koos de ster 61 Cygni, waarvan de afstand hem betrekkelijk gering toescheen omdat het een ver uit elkaar gelegen dubbelster is.

Bovendien vertoont 61 Cygni een vrij grote ‘eigenbeweging’. Per jaar verschuift de ster 5,25 boogseconden ten opzichte van de achtergrond van veel verder verwijderde sterren. Bessel noemde 61 Cygni dan ook de ‘vliegende ster’.

In december 1838 bracht Bessel zijn rapport uit met de titel ‘Bestimmung des Entfernung des 61. Sterns des Schwanes’ (Afstandsbepaling van de 61e ster van de Zwaan). Bessel gaf daarin voor 61 Cygni een afstand van 600.000 maal de afstand aarde-zon, ofwel 90 biljoen km.

De hele sterrenkundige wereld juichte. Sir John Herschell, de zoon van William Herschell en in die tijd president van de prestigieuze Royal Astronomical Society in Engeland, verleende Bessel in 1841 de gouden medaille van dit genootschap. “Ik feliciteer u én mijzelf dat wij in leven zijn om zo onoverkomelijke barriere in de sterrenkunde eindelijk geslecht te zien,” sprak Herschell: “Dit is de grootste en meest glorieuze triomf die de praktische sterrenkunde ooit heeft meegemaakt.”

Twee maanden later kwam ook Thomas Henderson, directeur van de sterrenwacht bij Kaap de Goede Hoop, met opzienbarende resultaten. Hij had in hetzelfde jaar als Bessel de afstanden van de Sirius en Alpha Centauri gemeten. Alleen had hij met de uitwerking van zijn berekeningen gewacht tot hij in Schotland terug was. Voor Alpha Centauri vond Henderson een afstand van ‘slechts’ 260.000 maal de afstand aarde-zon.

Nog steeds is Alpha Centauri – een stelsel van drie om elkaar heen draaiende sterren – het dichtstbijzijnde stersysteem ten opzichte van ons zonnestelsel.

De positie van 61 Cygni in het sterrenbeeld Zwaan Bron: Astronexus, www.astronexus.com/3duniv/anim.php

Deze animatie laat zien dat 61 Cygni sneller beweegt dan de sterren in zijn omgeving. Hier is de verplaatsing van 61 Cygni in 6000 jaar te zien. De meeste sterren doen er 50.000 jaar over om zo’n afstand te overbruggen. Bron: Astronexus, www.astronexus.com/3duniv/anim.php Klik op refresh om de animatie nog een keer te bekijken

Bij die allereerste metingen werden de afstanden van de sterren nog uitgedrukt in afstanden aarde-zon, ofwel astronomische eenheden (AE). Maar al snel bleek die afstandsmaat te klein voor de enorme afstanden in het heelal. De overgang naar lichtjaren – de afstand die het licht in één jaar aflegt: 9,5 biljoen km – kwam later in de 19e eeuw. Vervolgens kon worden gerekend in de nu zo vertrouwde afstanden: 4,3 lichtjaar voor de afstand van Alpha Centauri, 8,7 lichtjaar voor die tot Sirius, en 10,7 lichtjaar tot 61 Gygni.

Tegelijkertijd kwam een andere veelgebruikte afstandsmaat in opkomst: de {parsec}. De waarde van één parsec is de afstand tussen de aarde en een ster die een parallax van 1 boogseconde vertoont. Dit komt overeen met 206.265 AE = 30,86 biljoen km = 3,26 lichtjaar. Voor grotere afstanden in het heelal gebruikt men de kiloparsec (kpc) = 1000 parsec en de megaparsec (Mpc) = 1.000.000 parsec.

Afstandsbepaling van sterren door middel van het meten van trigonometrische parallax komt tegenwoordig nog maar weinig voor. De methode werkt slechts tot op een afstand van ongeveer 100 parsec en binnen die straal zijn bijna alle sterren nu wel gemeten. Voor nog grotere afstanden werden andere methoden ontwikkeld, die neerkomen op het vergelijken van schijnbare en absolute helderheid van sterren of voor melkwegstelsels hun beweging door de ruimte (dopplerverschuiving).

Maar nog steeds neemt de ‘vliegende’ ster 61 Cygni een bijzondere plaats in in de sterrenkunde. Het was deze ster die de onmetelijke ruimte openlegde. Wie hem wil bekijken, kan hem zelf opzoeken in het sterrenbeeld Zwaan, niet ver van de heldere ster Deneb.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 november 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.