Kijk op waarnemen

(uitwisseling van ervaringen)




Sprekers: R.H. Clevering, W. Krijgsveld, P. Knol, W.A. Zijlema, W.T. Zanstra
Telescopen: A.H. Smit, W. Krijgsveld, W.A. Zijlema
Plaats en datum: Gebouw ASWA te Appingedam, 15 oktober 2005, 14.00 uur
Aantal aanwezigen: 20, onder wie 15 donateurs en 5 sprekers

  • Astronomische navigatie (Rikkert Clevering)
      In deze voordracht brengt de spreker een aspect van het nut naar voren dat het waarnemen van astronomische verschijnselen voor de mensheid heeft gebracht. Het gaat om de positiebepaling ten behoeve van de navigatie op zee. Deze wordt met behulp van twee grootheden vastgelegd: de geografische breedte en lengte ten opzichte van een referentiesysteem van breedte- en lengtecirkels over het aardoppervlak. De evenaar en de polen die samenhangen met de aardrotatie spelen daarbij een belangrijke rol. De evenaar dient als nulcirkel voor de breedte. De lengtecirkel over Greenwich dient als nulmeridiaan voor de lengte. Zo ligt Appingedam op een noorderbreedte van 53º 20' en een oosterlengte van 6º 50'.

      Voor de 15e eeuw wisten de Vikingen al door het waarnemen van de Poolster en de zon langs de 62e breedtecirkel van Noorwegen naar Groenland te varen. Columbus kwam in 1492 op dezelfde manier van de Canarische Eilanden naar de Bahama's. Er werden steeds betere instrumenten ontwikkeld om de breedte (de poolshoogte) te bepalen. Van de kamal kwam men via het kwadrant, het astrolabium, de Jacobsstaf, de backstaff en het octant uit op het tegenwoordig nog in gebruik zijnde sextant. Voor de lengtebepaling was er tot het begin van de 18e eeuw geen goede methode. In 1714 werd de Board of Longitude opgericht met o.a. Newton en Halley die een prijs van £ 20.000,- uitloofde voor degene die een manier wist te bedenken om de geografische lengte tot op een halve graad nauwkeurig te bepalen. Dit had alles te maken met een nauwkeurige tijdmeting. Halley bedacht dat dit mogelijk moest zijn met behulp van de positie van de maan. Ondanks redelijke tabellen werd echter na langdurige berekeningen toch maar een nauwkeurigheid bereikt van één graad. Onvoldoende dus. Dankzij de waarnemingen van sterbedekkingen door amateurs werden deze tabellen wel steeds preciezer. Een andere methode werd in 1730 ontwikkeld door Harrison. Hij maakte een zeer nauwkeurige klok met 2 symmetrisch verbonden slingers die elkaar compenseer-den voor het slingeren van het schip. Ook werden de slingers gecompenseerd voor de werking t.g.v. temperatuurverschillen. De klok kreeg drie verbeterde opvolgers waarvan de laatste in 1759 gereed kwam en voldoende nauwkeurig bleek te zijn om voor de uitgeloofde prijs in aanmerking te komen. Na heftige discussie werd de prijs pas in 1773 toegekend aan de eenvoudige klokkenmaker. Kapitein James Cook was zeer tevreden met deze vorm van tijdmeting.

      Vanaf 1833 werd in Greenwich elke dag om 13 uur een tijdsein gegeven voor de daar vertrekkende schepen. Sinds 1900 worden de tijdseinen over de radio uitgezonden. In de 2e wereldoorlog kwamen de geallieerden met radiobakens met behulp waarvan de positie kon worden gepeild. Na de oorlog werden de mechanische klokken vervangen door extreem exacte atoomklokken en kwam het Amerikaanse Global Positioning System (GPS) van de grond, dat nu in bijna iedere auto te vinden is. Europa komt binnenkort met een soortgelijk navigatiesysteem: Galileo met toepassingen in zeevaart, defensie, verkeer en landbouw.

      Literatuur: "Lengtegraad" (Dava Sobel, ISBN 90 414 0398 1).
  • Astrofotografie (Werner Krijgsveld)
      Aan de hand van de meegebrachte 10 cm lenzenkijker met digitale camera demonstreerde Werner de mogelijkheden van de moderne techniek met betrekking tot de astrofotografie. Met behulp van een computersysteem is de telescoop in staat om zich automatisch op het gewenste object aan de hemel (of plafond) te richten en het object te volgen. De digitaal gemaakte opnamen worden eveneens digitaal bewerkt.

      Rond 1980 verscheen de eerste commerciële telescoop die aangedreven werd op beide assen met een worm en wormwiel systeem en stappenmotoren. Vier jaar later kwam de elektronische aandrijving en in 1990 het eerste commerciële autoguide systeem (Sbig St-4) waarmee een object aan de hemel nauwkeurig gevolgd kon worden bij gebruik making van een heldere ster in de buurt van het te fotograferen object. In 1992 kwam de eerste commerciële goto-telescoop op de markt, waarmee automatisch op het gewenste object ingesteld kon worden.

      Het begrip "autoguiding" duidt erop dat een te fotograferen object zo perfect mogelijk met de telescoop gevolgd kan worden, opdat na lange belichtingstijden geen volgfouten op de foto zichtbaar worden. Hiervoor is uiteraard een goede opstelling en montering onder de kijker noodzakelijk naast een guidesysteem (digitale camera en/of webcam) en een computer met de benodigde software en een groot aantal snoeren. In de praktijk gaat de hele bediening via de laptop. Voor een goede werking van het goto-systeem is het nodig dat de telescoop eerst wordt uitgelijnd op de Poolster en daarna met de hand wordt ingesteld op twee referentiesterren. Via de computer kunnen dan sterren, planeten en zelfs de ISS automatisch worden opgezocht. Met een foto van het plafond wordt de verdere werking van de opstelling gedemonstreerd. Achtereenvolgens komt het scherpstellen van de camera, het autoguide systeem (foto maken, referentiester zoeken, corrigeren van de afwijkingen bij het volgen) en het herhaalde fotoschieten tot er voldoende is belicht en de opname verder bewerkt kan worden.

      http://members.home.nl/wernerkrijgsveld/index.htm
  • Waarnemen van de zon (Arnold Smit, Werner Krijgsveld en Wim Zijlema)
      In de pauze werden drie telescopen opgesteld op een van de binnenplaatsen van het ASWA-gebouw. Arnold Smit, Werner Krijgsveld en Wim Zijlema gaven een demonstratie van het waarnemen van de zon.

      Goede filters en kijkeropeningen zijn daarbij zeer belangrijk. Helaas zat er maar één vlekje op de zon, vlak bij de rand en soms amper te zien. Het was een goede manier om de verschillende mogelijkheden om de zon waar te nemen onder de aandacht te brengen.
  • Meteoren per radio (Peter Knol)
      Meteoren zijn de lichtsporen in de dampkring van de aarde op zo'n 100 km hoogte in de ionosfeer. Evenals de verschillende lagen in de ionosfeer zijn de meteoren in staat om radiogolven te reflecteren. De reflecties aan meteoren kunnen duren van enkele breukdelen van seconden tot vele minuten. Als radiozendamateur (PA1SDB) is Peter in aanraking gekomen met de ontvangst van voorwaartse reflecties van radiogolven aan meteoren op een als verticale dipool opgestelde antenne. Daarbij maakt hij gebruik van een Italiaanse televisiezender (RAIUNO) op 1200 km afstand die continu met een (hopelijk) constant vermogen en op een constante frequentie (53,739540 MHz USB) uitzendt. Door de kromming van de aarde is deze zender in Appingedam niet te ontvangen, maar wel via terugkaatsing van de golven aan meteoren. De signalen worden via een ontvanger (Alinco DX70) doorgegeven naar een computer die voor de verdere verwerking zorgt. Afhankelijk van de methode van ontvangst hoort men piepjes (pings, bursts) of stilte tussen de ruis als teken van de verschijning van een meteoor. De pings ontstaan in de SSB of CW mode (Single Side Band of Continuous Wave); de stiltemomenten via de FM of AM (Frequentiemodulatie of Amplitudemodulatie). In het laatste geval kan je beslissen of er al of niet sprake is van een meteoor. Aan de hand van de pings kan meer informatie worden verkregen, zoals het Dopplereffect dat ontstaat door verplaatsing van het reflectiegebied. Bovendien zijn de pings gemakkelijker waar te nemen door er een frequentie bij te mengen en naar de verschilfrequentie te luisteren.

      Met behulp van computersoftware (geluidskaart) kunnen de signalen hoorbaar worden gemaakt of zichtbaar in een spectrogram, waarbij deze verschilfrequentie wordt uitgezet tegen de tijd. De duur van de signalen en het eventuele frequentieverloop t.g.v. het Dopplereffect zijn daarin goed af te lezen, evenals het optreden van de verschillende meteorshowers. Met één beeldvullend spectogram kan bijvoorbeeld een opname van 1 uur audio zichtbaar gemaakt worden. De inspectie van zo'n spectrogram kost dan circa 10 seconden, zodat men niet continu standby hoeft te zijn.

      Het tellen van de reflecties aan meteoren ging in eerste instantie handmatig. Hoewel de spectrogrammen veel meer reflecties zichtbaar maakten, werden slechts die reflecties geteld die langer dan 30 seconden duurden. De resultaten van de tellingen werden in Excel in een grafiek gezet. Voorbeeld: de Geminiden en Ursiden in december 2004, de Boötiden in januari 2005 en het dagelijks verloop van de aantallen sporadische meteoren als gevolg van het opveegeffect van de aarde.

      Sinds januari 2005 is de M_Analyzer (tel-robot) ingezet om de meteoren tellen. Deze hanteert min of meer dezelfde telmethode als bij het handmatig tellen uiteen werd gezet, maar dan volledig automatisch. Uit de tellingen worden colorgrammen en grafieken gegenereerd. Voorbeeld: de Perseïden van augustus 2005. Zie De Vangspiegel 2005, nummers 1 en 6. Ter controle maakt de M_Analyzer ook 1 audio spectrogram per 24 uur. Parallel aan het programma M_Analyzer loopt als experiment nu ook Spectum Lab (tel-robot II) mee die ook de zeer zwakke signalen kan verwerken. Dit programma is niet puur bedoeld als meteoren-tel-robot, maar kan wel als zodanig geprogrammeerd worden. Voorbeeld: het verloop van de sporadische achtergrond op 30 september 2005 en een glimp van de amper waarneembare Draconiden rond 8 oktober 2005.

      Meer info: http://members.home.nl/peter-knol/meteors/
  • Van sterrenbeeld tot zonnevlek (Wim Zijlema)
      De ruimtevaart was in 1977 de aanleiding voor Wim om met de sterrenkunde-hobby te beginnen. In eerste instantie werden daarover vele boeken en tijdschriften verslonden, zoals "De Mens in het Heelal" van Chriet Titulaer. Een logisch gevolg was het waarnemen van de sterrenhemel met behulp van diverse telescopen vanuit achtereenvolgens twee zelfgebouwde sterrenwachtjes.

      Vanaf 1983 begon het populariseren met de deelname aan de jaarlijkse Landelijke Sterrenkijkdagen en werd Wim lid van een aantal sterrenkundige organisaties: de Jongeren Werkgroep, de (nu) Stichting Weer- en Sterrenkunde Eemsmond, de (nu) Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde met de werkgroepen Zon en Sterbedekkingen. In totaal werd gebruik gemaakt van 6 kleinere (3 cm) en grotere (15 cm) telescopen, waarvan 4 lenzenkijkers en 2 spiegeltelescopen, altijd voornamelijk met de hand bediend. Van 1986-1992 was een grote lenzenkijker opgesteld in een eigen observatorium in Thesinge: een tuinhuisje met roldak.

      Waarnemingen werden voornamelijk gedaan aan sterrenbeelden, meteoren (Perseïden), kometen, de maan en planeten, verduisteringen van de maantjes van Jupiter, sterbedekkingen en verduisteringen van zon en maan. Een logboek van dit alles is in een uitgebreide database ondergebracht. Een aantal bijzondere gevallen hieruit zijn de waarnemingen van komeet Halley (1985-1986), een sterbedekking door Venus (1988 en ook door Wim Zanstra waargenomen), de komeetinslag op Jupiter (1994), komeet Hyakutake (1996), komeet Hale Bopp (1997), de totale zonsverduistering (11 augustus 1999), de Mercuriusovergang (2003) en de Venus-overgang (2004). Tegenwoordig houdt Wim zich voornamelijk met de zon bezig. Het voordeel daarvan is dat geen last wordt ondervonden van de oprukkende lichtvervuiling, dat er geen grote kijker nodig is, dat de verschijnselen op de zon zeer afwisselend zijn en dat deze waarnemingen weinig tijd en moeite kosten om een langjarige meetreeks van het Wolfgetal voort te brengen met een 9 cm lenzenkijker. Mooie opnamen waren gemaakt met de stilstaande 15 cm Newton (webcam) van zon, Saturnus en maan.

      (http://home.hcc.net.nl/w.zijlema)
  • De eerste STAZA (Wim Zanstra)
      Deze voordracht gaat over storingen of veranderingen die optreden in het magnetische veld van de aarde ten gevolge van onregelmatigheden in de zonnewind en/of wijzigingen in het stromingspatroon in de ionosfeer. Als oorzaken hiervoor kunnen worden aangewezen: uitbarstingen op de zon, het ineenstorten van filamenten op de zon, meridiaanpassage van coronale gaten op de zon en plotselinge veranderingen in de intensiteit van de naar de aarde gerichte ultraviolette straling door het over de rand komen (of gaan) van actieve gebieden.

      Al jaren worden het gedrag van de zon en de effecten daarvan op de aarde gevolgd door Rob Stammes (Dirkshorn) en Wim Zanstra (Appingedam), zowel door de eigen telescopen als via het internet. De waarnemingsreeks van het Wolfgetal van de zonnevlekken van Wim dateert reeds van 1977.

      Tijdens het laatste maximum kon vooral dankzij het internet veel van het gedrag van de zon worden geleerd. De effecten op het aardse magnetische veld werden over het algemeen ook duidelijk. Nu de zon op weg is naar het volgende minimum neemt ook het aantal geomagnetische verstoringen af. Daardoor worden echter bepaalde kleinere verstoringen beter zichtbaar, zoals op 21 mei 2005 het geval was. Rob Stammes meldde toen een uitslag van zijn magnetometer rond 20 UT en kon daar in eerste instantie geen verklaring voor vinden in het gedrag van de zon. Er waren geen uit-barstingen, ineenstortende filamenten of coronale gaten geweest die de storing hadden kunnen veroorzaken. De storing werd bevestigd door het magnetogram van Kiruna in Zweden. Door verder te zoeken op het internet kwam Wim erachter dat de oorzaak zou kunnen liggen in het over de rand komen van een actief gebied met zonnevlekken (AR767) dat sterk straalde in het extreem ultraviolet. Een opname van de SOHO satelliet bij de golflengte van 28,4 nm (FeXV) toonde dit aan. De plotselinge toename van het ultraviolette licht veroorzaakte extra ionisaties (elektrische stromen) in de ionosfeer die op hun beurt weer zorgden voor de magnetische verstoringen op de aarde in Dirkshorn. Daar een dergelijk verschijnsel verder niet in de literatuur beschreven wordt, werd er gezocht naar soortgelijke situaties in het verleden. Al snel werd in de eigen archieven gevonden dat er op 6 februari 2005 iets dergelijks aan de hand was bij de komst over de rand van actief gebied AR720. Na 21 mei werd duidelijk dat het hier niet om een zeldzaam verschijnsel gaat. Vele voorbeelden dienden zich inmiddels aan. Kortgeleden nog, op 3 en 5 oktober 2005, gebeurde het twee maal als gevolg van een dubbel gebied met sterke ultraviolette straling dat over de zonnerand kwam, terwijl er zelfs geen visuele zonnevlekken zichtbaar werden. Omdat het hier over een nog niet benoemd effect gaat werd er door Rob Stammes en Wim Zanstra de naam StaZa aan gegeven: Storing door Aankomende Zonne-Activiteit. Het exacte ontstaan van een StaZa is nog niet helemaal duidelijk. Waarom na zonsondergang en waarom steeds een vergelijkbaar magnetisch patroon? Voor een verklaring zal de werking van ultraviolette straling op de ionosfeer verder moeten worden bestudeerd.