Landelijke zonnekijkdag 2020 livestream – Dwingeloo Radiotelescoop

Auteur(s): Tammo Jan Dijkema en Ard Hartsuijker

Livestream: CAMRAS; Reportage; RTV Drenthe

Tijdens de KNVWS Landelijke Zonnekijkdag 5 juli 2020 werd er vanuit de radiotelescoop twee keer live gestreamd terwijl de radiotelescoop op de zon gericht was en er toelichting werd gegeven over de radiotelescoop en de radiogolven die van de zon afkomen. Elke demonstratie duurde ongeveer een half uur.

Vanwege de covid-19 maatregelen was de radiotelescoop voor bezoekers gesloten. Daarom verzorgden CAMRAS-vrijwilligers Tammo Jan Dijkema en Ard Hartsuijker deze online-demonstratie.

De zon is de dichtstbijzijnde ster vanaf de aarde en die is fascinerend om in zichtbaar licht te bekijken. Dat is veilig te doen met speciale filters en telescopen. Zonder deze filters is de intensiteit van de zon uiterst schadelijk voor je ogen. Amateurastronomen en sterrenwachten hebben de juiste apparatuur om veilig naar de zon kijken.

De zon produceert ook golven buiten het zichtbare licht, zoals infrarood (warmte), ultraviolet (kleurt of verbrandt de huid) en radiogolven. Het bijzondere van radiogolven is dat wolken en regen de radiogolven van de zon niet tegenhouden. De radiotelescoop is een prachtig instrument om de radiogolven van de zon te ontvangen en dat in een livestream te demonstreren. De wind leek ’s ochtends met een krachtige windvlaag – die de motoren uitschakelde – bijna een spelbreker te worden, maar hield zich na die vlaag voldoende rustig.

Ruim 900 kijkers namen deel aan een van de twee livestreams. Daarna zijn de livestreams op 5 en 6 juli nog minstens 8000 keer bekeken.

Van de twee livestreams – elk van ongeveer 35 minuten – maakte Tammo Jan onderstaande versie van 29 minuten, door het beste samen te voegen en wat onvolkomenheden weg te laten.

RTV Drenthe maakte van deze activiteit onderstaand nieuwsitem van 2 minuten.

Bij het bekijken van de livestreams op YouTube werd de chat gebruik om vragen te stellen. Die werden vaak door andere kijkers beantwoord omdat Tammo Jan en Ard slechts met zijn tweeën in de telescoop waren en niet doorlopend de chat in de gaten konden houden.

Chat vragen & antwoorden

Klik in het vouwmenu hieronder op een vraag om het corresponderende antwoord te lezen.

V1: De zon staat op 4 januari dichterbij de aarde dan in juli. Zijn de zomers op het zuidelijk halfrond dan ook warmer dan op het noordelijk halfrond?

A1: Dat verschil is het gevolg van dat de baan van de aarde om de zon een uitgerekte cirkel (ellips) is. Je zou dus denken dat de zomers op het zuidelijk halfrond warmer zijn. Maar er zijn heel veel andere factoren die daar een rol in spelen zoals de hoeveelheid land en water op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Die variatie in afstand van ongeveer 5000 kilometer heeft maar zeer beperkte invloed. Maar veranderingen van de ellipsvorm kunnen op de lange duur wel gevolgen hebben. Lees bijvoorbeeld Seizoenen op Astronomie.nl.

V2: Wat betekent de afkorting nm?

A2: Nanometer (afkorting nm) is een miljardste meter. Zichtbaar licht heeft een golflengte tussen ongeveer 400 nm (violet) en 750 nm (rood).

V3: Worden radiogolven gemeten met afstand?

A3: Golflengte is een afstand. De golflengte is de afstand tussen twee opeenvolgende golftoppen. Denk maar aan golven achter elkaar in water.

V4: En hoe zit dat dan met de frequentie? Wat betekent frequentie van licht of radiogolven?

A4: Frequentie betekent hier het aantal trillingen per seconde. Dat is het aantal golftoppen dat je in een seconde voorbij ziet komen. Denk maar weer aan golven achter elkaar in water.

V5: Is de zon een bol of een plat oppervlak?

A5: De zon is een grote bol met een middenlijn van 1,4 miljoen kilometer (109 aardes naast elkaar).

V6: Hoe wordt snelheid van licht bepaald? En wat houdt dat precies in?

A6: Het idee dat de lichtsnelheid niet oneindig groot is is al oud en zal wel komen van dat de geluidsnelheid ook een niet oneindig groot is. Bij geluid kan je dat zelf vaststellen met bijvoorbeeld een geluidsecho. De eerste astronomische meting van de lichtsnelheid werd gedaan door Rømer in 1676 met behulp van de planeet Jupiter en de maan Io. Hij kwam uit op 225.000 kilometer per seconde. In de tweede helft van de 19de eeuw werden nauwkeuriger metingen gedaan door Fizeau, Foucault en Michelson. Zie bijvoorbeeld Meten van de lichtsnelheid op Wikipedia. Afgerond is de lichtsnelheid in vacuüm 300.000 kilometer per seconde.

V7: Waarom is signaalsterkte van de zon groter als de telescoop vlak naast de zon wijst dan dat hij recht op de zon staat (vanwege dat dipje in het midden)? Is de zonneatmosfeer (corona) sterker in radio-intensiteit dan de zon zelf?

A7: Op golflengtes van een centimeter of kleiner is de radiozon ongeveer even groot als de zon in zichtbaar licht en is de intensiteit van de radiogolven gelijkmatig verdeeld over de zonneschijf. Op die golflengtes komen de radiogolven vooral van de fotosfeer – de onderste laag van de zonneatmosfeer – net als het meeste zichtbare licht. Op decimeter golflengtes (CAMRAS nam de zon waar op 23 centimeter) is de radiozon wat groter dan de zon in zichtbaar licht en zien we ook dat de intensiteit van de radiogolven aan de randen van de zon toeneemt (limb brightening). Deze radiogolven komen uit de chromosfeer – een hogere laag in de zonneatmosfeer. Daar zijn meer vrije elektronen dan in de fotosfeer. De radiogolven ontstaan door het bewegen van vrije elektronen in het magneetveld van de zon. Bij grotere golflengtes neemt het effect van limb brightening toe. Maar bij radiogolven met golflengtes groter dan een meter verdwijnt de limb brightening en is intensiteit van de radiogolven in het centrum het hoogst. Bij die golflengtes is de radiozon veel groter dan de zon in zichtbaar licht. Die radiogolven ontstaan in de corona van de zon. Omdat de Dwingeloo Radiotelescoop op 23 centimeter golflengte geen details kan zien kleiner dan een halve graad wordt het effect van de limb brightening wat uitgesmeerd en afgevlakt.

V8: Hoe komt het dat links in de grafiek van de zon een dip zit lager dan de achtergrond, en rechts een piekje?

A8: De zon heeft hier en daar heldere plekken en uit de coronoa komen ook radiogolven. Antennes zoals de radiotelescoop zijn heel gevoelig in één richting (de hoofdbundel die samenvalt met de as van de parabolische spiegel) maar zij vangen ook radiogolven op daarbuiten uit de veel minder gevoelige zijbundels. Radiogolven die via de zijbundels op de antenne komen beïnvloeden het beeld. Bij echte waarnemingen moet de astronoom daarvoor corrigeren en dat houdt meer meetwerk in dan de waarneming die wij in deze demonstratie deden.

V9: Wat valt eruit radiosignalen te leren?

A9: Net zoals astronomen uit waarnemingen in verschillende kleuren van het zichtbare licht kunnen begrijpen hoe de zon of een ster in elkaar zit, doen astronomen dat ook met andere delen van het elektromagnetische spectrum, zoals radiogolven. Radiogolven in het heelal komen vooral van vrije elektronen die in magneetvelden bewegen. Uit die gegevens kunnen astronomen gecombineerd met andere waarnemingen veel beter begrijpen hoe de zon in elkaar zit, of het restant van een geëxplodeerde ster (supernova) of een melkwegstelsel. Maar ook de radiogolven van het neutrale waterstofgas in de Melkweg (de 21-cm waterstoflijn) en andere melkwegstelsels geven informatie over bijvoorbeeld hoe het melkwegstelsel roteert en hoeveel massa er in het melkwegstelsel zit.

V10: Wat betekent het precies: Cassiopeia A is de helderste radiobron aan de hemel?

A10: Sirius is de helderste ster aan de hemel. Van de duizenden radiobronnen die astronomen aan de hemel kunnen waarnemen is altijd één helderste: dat is Cassiopeia A. Cassiopeia A is geen ster maar het restant van een geëxplodeerde ster. Deze staat op ongeveer 11.000 lichtjaar van ons vandaan. Overigens verliest Cassiopeia A de status van helderste object aan de hemel bij heel lange radiogolven en heel korte.

V11: Hoe lang geleden is de ster die Cassiopeia A vormde ontploft?

A11: Uit de verandering in beelden in zichtbaar licht van de gasslierten heeft men kunnen uitrekenen dat die supernova omstreeks 1667 heeft moeten plaats vinden. Let op: astronomen kijken terug in de tijd. Het licht en de radiogolven doen er 11.000 jaar over om hier aan te komen. De supernova vond dus 11.000 jaar eerder plaats.

V12: Hebben jullie wel eens last van storingen door bijvoorbeeld etherpiraten of radarinstallaties?

A12: Radiotelescopen zijn extreem gevoelig. De radiosignalen uit het heelal zijn uiterst zwak (die worden gemeten in een eenheid – de Jansky – die 26 nullen achter de komma heeft; Wikipedia). De golflengtes waarop astronomen meten zijn internationaal beschermd, die golflengtes mogen niet gebruikt worden voor andere doeleinden. Radarsignalen, schrikdraad, zendmasten voor TV en radio, telecommunicatiemasten, weerballonnen, etherpiraten, mobiele telefoons, auto’s, brommers, magnetrons, enzovoort, maar ook onweer, het kan allemaal storing geven. Met goede techniek kan de storing bij de storingsbron worden voorkomen. De technici waar astronomen mee samen werken zijn heel goed in het wegfilteren van storing met behulp van elektronica en software, maar er zit een grens aan de mogelijkheden als de storing te sterk is of te breedbandig en het gaat altijd ten koste van de gevoeligheid van de radiotelescoop.

V13: Leuk dat jullie Stellarium gebruiken. Is de Melkweg dat grijzige vlak?

A13: Stellarium is een gratis open source planetarium programma voor je computer. Het is een mooi programma dat toont wat je met het blote oog, verrekijker of telescoop aan de hemel kan zien. De vrijwilligers van CAMRAS gebruiken het vaak bij demonstraties voor bezoekers. Dat grijze vlak is inderdaad onze Melkweg.

V14: Is het mogelijk de telescoop ook even langs komeet NeoWISE te laten gaan? Die staat vlakbij de zon nu.

A14: Helaas nee. C/2020 F3 NeoWISE slaan we over. Astronomen hebben wel radiowaarnemingen gedaan aan kometen, ook in Dwingeloo. De radiogolven die van kometen afkomen zijn zwak en karakteristiek voor de moleculen die in de komeet zitten. Dat vraagt aanpassing van het ontvangerssysteem. Het antenne- en ontvangersysteem waar CAMRAS op dit moment mee waarneemt moet dan verder aangepast worden. Dat de komeet dicht bij de zon staat nu: dat is geen argument want de radiotelescoop kan alle richtingen aan de hemel bereiken. Meer info over kometen op Astronomie.nl.

V15: De zon heeft een 11 jarige cyclus. Ik begreep dat de piek van die cyclus er al had moeten zijn. Is die er nu of laat de piek nog op zich wachten?

A15:De zonneactiviteit zit op dit moment in een minimum waar we uit omhoog lijken te kruipen. De laatste cyclus was relatief rustig en men weet dat de cycli niet precies 11 jaar zijn maar iets langer of korter kunnen duren en in activiteit heel verschillend kunnen zijn. Lees bijvoorbeeld op Zonnecyclus op Wikipedia en recente info met grafieken op Zonnecyclus voortgang op Poollicht.be.

V16: Wat werd er bedoeld met gegrepen door de wind?

A16: Dat de kracht van de wind sterker was dan de motor. De motor slaat dan uit en en alles moet opnieuw gestart worden. De schotel is van gaas, wind kan daar doorheen denk je. Maar bij de maaswijdte van het gaas van 7 millimeter begint de schotel voor wind eigenschappen van een gesloten oppervlak te krijgen. De oppervlakte van de schotel is 500 vierkante meter. Bij waarschuwingen voor te verwachten windstoten in Drenthe van 80 kilometer per uur wordt de telescoop in de zogenaamde stormstand gezet (naar boven gericht) en worden de vier wielen aan de railbaan vastgeklemd.

V17: De elektromotor lijkt wel een elektromotor uit grootmoeders tijd. En hebben jullie geen “auto pilot”?

A17a: Grootmoeders tijd dat klopt, de hele radiotelescoop (geopend in 1956) is uit grootmoeders tijd. Die grote (op de beelden de groen geverfde) motor is de originele Heemaf motor die de telescoop snel in horizontale richting (azimut) kan doen ronddraaien. Die motor wordt niet meer gebruikt. Voor langzame beweging zoals het volgen van een object aan de hemel zaten er nog andere motoren in de telescoop. De huidige motor (ook groen geverfd) is veel kleiner en kan zowel voor snel ronddraaien als voor langzame bewegingen zoals volgen worden gebruikt. Voor de verticale beweging (elevatie) zitten er vergelijkbare motoren bovenin de radiotelescoop.
A17b: Wij hebben niet de “auto pilot” zoals je die bij leveranciers van optische telescopen kunt kopen. Tot begin jaren zeventig van de vorige eeuw zat er een mechanische piloot in de radiotelescoop die de positie van een object aan de hemel (in hemelcoördinaten rechte klimming en declinatie) met de sterrentijd in Dwingeloo voortdurend omrekende naar azimut (hoek langs de horizon) en elevatie (hoek boven horizon). Nu gaat dat met een computer en speciale software, dus ook een soort “auto pilot”. Lees bijvoorbeeld De hemelbol en De draaiende sterrenhemel op Astronomie.nl en Astronomisch coördinatenstelsel op Wikipedia.

V18: De webcams hebben geen mooi beeld.

A18: We hebben verschillende camera’s. Van thuis meegenomen en inderdaad niet allemaal heel nieuw.

Totdat we ze weghalen zijn de oorspronkelijke livestreams nog te bekijken op:
– eerste sessie https://www.youtube.com/watch?v=2aX-c1PdSCA
– tweede sessie https://www.youtube.com/watch?v=4JkerJHFYCA

Chat vragen & antwoorden

Misschien ook iets voor u