Hoe werkt een astronoom Achter de schermen van de sterrenkunde

Transcriptie

1 Hoe werkt een astronoom Achter de schermen van de sterrenkunde Prof. Henny J.G.L.M. Lamers Astronomisch Instituut Universiteit van Amsterdam Overveen 15 october 2015 Hans Lipperhey ( ) Hollandsche kijker (1608) Brief van 10 sept 1608 Een paar dagen voor het vertrek van de Spinola bood een opticien uit Middelburg een paar lenzen aan aan Zijne Excellentie,, waarmee het mogelijk was om de ramen van de kerk in Leiden te zien. Zelfs sterren die niet met het blote oog kunnen worden gezien Galilei bouwt zelf een telescoop (8 x) Sidereus Nuncius (1610) Ontdekking van manen van Jupiter! Galilei s ontdekkingen in 1611 Schijngestalten van Venus Hoe groot moet een telescooplens zijn? 1. Hoe groter de lens, hoe meer licht er wordt ingevangen, dus hoe zwakker de objecten die je kunt zien. Oppervlakte van de lens De Hubble Space Telescope heeft een spiegel met een diameter van 2,4 meter. Venus draait dus niet om de aarde, maar om de Zon!! De zwakste sterren die de Hubble Space Telescope kan zien zijn 1 miljard maal zwakker dan de zwakste ster die je met het blote oog kunt zien! 1

2 Hoe groot moet een telescooplens zijn? 2. Hoe groter de lens, des te scherper kun je zien! Diameter van de lens Beeld van een puntbron is altijd een rond vlekje. Hoe groter de lens, des te kleiner het vlekje, des te scherper het beeld. Dubbelster Capella Onderlinge afstand aan hemel = diameter van een dubbeltje op 40 km afstand!! Osservatorio National de Chile Christiaans Huygens buisloze telescoop Waarnemen met een lenzen telescoop Met deze telescoop ontdekte hij op 19 febr 1656 de ring van Saturnus vanaf een heuvel in Soest. buisloze telescoop: lengte = 7 meter vergroting 100 X Christiaan Huygens en Saturnus Lenzenkijkers Nadelen van een lenzenkijker 1. Hoe groter de lens, hoe dikker het glas = zwaar!! 2. Kleuren schifting!! (brandpunt is afhankelijk van golflengte) : tekeningen van de veranderingen van de vorm van Saturnus Correctie dmv twee soorten glas nog zwaarder (Als in verrekijkers) 2

3 Spiegeltelescopen Eerste grote Newton spiegeltelescoop Voordelen van spiegel telescopen Newton kijker 1. Geen kleurschifting 2. Gewicht onderin de telescoop buis 3. Spiegel kan heel dun zijn (licht) Sir William Herschel ( ) componist en astronoom ontdekker van planeet Uranus (1781) 40-foot telescope (1789) Hoofdspiegel diameter 120 cm Brandpunt afstand 12 m (40 voet) Een ander type spiegeltelescoop Eerste grote Cassegrain spiegeltelescoop 100 Hooker telescope (1918) Cassegrain telescoop Edwin Hubble ( ) Mount Wilson Observatory Spiegeldiameter 2,5 meter Nieuwe technologie 5 mei 2015: Keck telescoop ontdekt het verste melkwegstelsel op bijna 13 miljard lj afstand Keck I + II telescoop (Mauna Kea, Hawaii) 10 meter spiegeldiameter 36 hexagonale spiegels 3

4 European Southern Observatory: ESO ESO sterrenwacht op la Silla (Chili) 3,6 meter telescoop La Silla Chili Paranal Chili Garching duitsland 20 Very Large Telescope (VLT) 1998 Europese sterrenwacht op berg Paranal in Chili ESO Very Large Telescope (VLT) 1998 Europese sterrenwacht op berg Paranal in Chili 4 reuzen telescopen (8,2 m spiegels) 4

5 Kueyen : een van de vier VLT telescopen Building an 8 meter telescope Schott, Germany Transport 8m spiegel naar Paranal M1 mirror cell voor VLT hierop komt een VLT hoofdspiegel Spiegel met honingraat struktuur aan onderkant Laser Guide Star Voordelen: 1. De spiegel is veel lichter 2. De spiegel is een beetje vervormbaar, om vervaging van beeld door luchtonrust te corrigeren 5

6 De afbeelding kan momenteel niet worden weergegeven Adaptive Optics aan het werk VLT X-shooter De krachtigste spectrograaf van de wereld Er zijn 12 instrumenten achter de 4 VLT telescopen Large Binocular Telescope het licht van sterren ontrafeld = spectrum van sterren Modern hoge resolutie spectrum van een heldere ster (opgevouwen) Korte golflengte (440 nm) Lange golflengte (800 nm) Kleuren van de regenboog met donkere strepen daarin Het spectrum van een ster ontleed door de X-shooter op VLT IC1613: onregelmatig dwerg sterrenstelsel afstand 2 miljoen lichtjaar De sterren in dit melkwegstelsel hebben een heel laag gehalte aan C, N, O, Fe enz.. Zij lijken op de eerste sterren in het heelal! 6

7 Ontwikkeling van MUSE instrument voor VLT Multi Unit Spectroscopic Explorer De chemische samenstelling en de snelheid van de schillen die uitgestoten zijn door supernova 1987A Telescopen in de ruimte boven de aardse dampkring 1. geen last van luchtonrust: scherpere beelden Hubble in space Hubble in Space 2. geen last van absorpties door dampkring: UV straling en Röntgen straling Hubble Space Telescope Gelanceerd op 24 april 1990 vanuit Space Shuttle Cassegrain spiegel telescoop : Hoofdspiegel: 2.4 meter 3 wetenschappelijke instrumenten (2 camera s, 1 spectrograaf) Geen last van aardse dampkring: Groot golflengte bereik, van ultraviolet tot infrarood Fantastische beeldscherpte : dubbeltje op 60 km afstand 42 7

8 Mooi resultaat van HST NASA Chandra X-ray telescope in Space sinds 23 juli 1999 Een supernova rest in de Grote Magelhaense Wolk restant van een ontplofte ster X-ray telescoop Hoofdspiegel: 1,2 meter Brandpuntsafstand: 10 meter Beeldscherpte: 0,5 boogseconde = dubbeltje op 4 km Rood = zichtbare straling gemeten door Hubble Telescoop Blauw = Röntgen straling van gas van paar miljoen graden : 8

9 Atacama Large Millimeter Array (ALMA) Radio en millimeter telescopen 66 telescopen van 7 tot 12 meter op berg Chajnantor op 5000 m hoogte in noord-chili ALMA Atacama Large Milimeter Array Voor onderzoek naar millimeter straling uit het heelal 52 Resultaat van ALMA HL Tau protoplanetaire disk Heel klein stukje van ALMA mm-spectrum van interstellaire wolk Ster HL Tauri Vorming van planetenstelsel Stervormende wolk SgrB2 9

10 Lijst van interstellaire moleculen Westerbork Radio Telescoop : een van de beste van de wereld Alcohol!! Inmiddels (2015) zijn er 222 verschillende moleculen ontdekt in de interstellaire ruimte! 56 LOFAR Low frequency Array een Nederlandse vinding! Andromeda stelsel door 3 telescopen Zichtbaar licht: sterren Infrarood licht : stof en stervorming Exloo 57 Radio straling : koud gas 58 Centaurus A door verschillende telescopen Centaurus A door verschillende telescopen stelsel met zwart gat in centrum!! Rontgen Rontgen Radio Radio Optisch 59 Optisch 60 10

11 Paranal Infrastructure Wie mag waarnemen met ESO telescopen? Hoe wordt dat bepaald? VLT plus laboratoria en werkplaatsen Hoe gaat dat waarnemen? Hotel, half ingegraven, onzichtbaar vanaf VLT een van de vier VLT telescopen 11

12 James Webb Space Telescope spiegel 6,5 meter, lancering 2018? de toekomst? Square kilometer Square radio kilometer telescope SKA array : klaar 2020? radio telescopen SKA centrale gebied in West-Australie European Extremely Large Telescope E-ELT Spiegel van 39 m 2018 klaar? Telescopen tot 3000 km afstand van centrale deel 12

13 Verhoudingen Afmeting van de ELT hoofdspiegels 400 jaar na de uitvinding van de telescoop in de Gouden Eeuw van de sterrenkunde E-ELT komt op Cerro Armazones in de buurt van de VLT Hoofdspiegel bestaat uit 798 zeskantige spiegels van 1,4 m met een dikte van 5 cm E-ELT OWL = Overwhelmingly Large Telescope 100m ESO 13

14 The End 14