Waarnemingen

De Griekse filosoof Democritus (450-370 v.Chr.) opperde dat de heldere band aan de nachtelijke hemel, bekend als de Melkweg, zou kunnen bestaan uit verre sterren. Aristoteles (384-322 v.Chr.) geloofde echter dat de Melkweg werd veroorzaakt door "de ontsteking van de vurige uitademing van enkele sterren die groot, talrijk en dicht bij elkaar stonden" en dat de "ontsteking plaatsvindt in het bovenste deel van de atmosfeer, in het gebied van de wereld dat in verbinding staat met de hemelbewegingen." De neoplatonische filosoof Olympiodorus de Jongere (ca. 495-570 n.Chr.) was kritisch over deze opvatting en betoogde dat als de Melkweg sublunair was (gelegen tussen de Aarde en de Maan), deze er op verschillende tijdstippen en plaatsen op Aarde anders uit zou moeten zien en dat deze parallax zou moeten hebben, wat niet het geval was. Volgens hem was de Melkweg hemels.

TERUG

Volgens Mohani Mohamed deed de Arabische astronoom Ibn al-Haytham (965-1037) de eerste poging om de parallax van de Melkweg te observeren en te meten, en hij concludeerde aldus dat, omdat de Melkweg geen parallax had, deze ver van de Aarde verwijderd moest zijn en niet tot de atmosfeer behoorde. De Perzische astronoom al-Biruni (973-1048) opperde dat de Melkweg een verzameling was van talloze fragmenten van nevelachtige sterren. De Andalusische astronoom Avempace stelde voor dat de Melkweg was samengesteld uit vele sterren die elkaar bijna raakten en een continu beeld leken te vormen als gevolg van de refractie van sublunair materiaal. Hij noemde daarbij zijn observatie van de conjunctie van Jupiter en Mars als bewijs dat dit gebeurde wanneer twee objecten dicht bij elkaar waren. In de 14e eeuw opperde de in Syrië geboren Ibn Qayyim al-Jawziyya dat de Melkweg een "ontelbare hoeveelheid kleine sterren is die dicht op elkaar gepakt zijn in de bol van de vaste sterren" ...

Afzonderlijke sterren

Het daadwerkelijke bewijs dat de Melkweg uit vele sterren bestaat, kwam in 1610 toen de Italiaanse astronoom Galileo Galilei (foto) deze met een telescoop bestudeerde en ontdekte dat ze was samengesteld uit een enorm aantal zwakke sterren.

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de Galilei (15 februari 1564 – 8 januari 1642), gewoonlijk Galileo Galilei genoemd, was een Italiaanse astronoom, natuurkundige en ingenieur, soms omschreven als een alleskunner. Hij werd geboren in de stad Pisa, destijds onderdeel van het hertogdom Florence. Galileo wordt wel de vader van de observationele astronomie, de klassieke natuurkunde van het moderne tijdperk, de wetenschappelijke methode, en de moderne wetenschap genoemd.

In 1750 speculeerde de Engelse astronoom Thomas Wright terecht dat het een roterend lichaam van een enorm aantal sterren zou kunnen zijn, bijeengehouden door zwaartekracht, vergelijkbaar met het zonnestelsel maar op een veel grotere schaal, en dat de resulterende schijf van sterren vanuit een perspectief binnenin de Melkweg als een band aan de hemel te zien zou zijn. In zijn verhandeling uit 1755 werkte Immanuel Kant Wrights idee over de structuur van de Melkweg verder uit.

Vorm van de Melkweg

Het eerste project om de vorm van de Melkweg en de positie van de Zon te beschrijven werd in 1785 ondernomen door William Herschel (foto), die het aantal sterren in verschillende delen van de hemel telde. Hij produceerde een diagram van de vorm van het sterrenstelsel met het zonnestelsel dicht bij het centrum. Met een verfijndere aanpak kwam Kapteyn in 1920 tot het beeld van een klein (diameter ongeveer 15 kiloparsec) ellipsoïde sterrenstelsel met de Zon dicht bij het centrum. Een andere methode van Harlow Shapley, gebaseerd op de catalogisering van bolvormige sterrenhopen, leidde tot een radicaal ander beeld: een platte schijf met een diameter van ongeveer 70 kiloparsec en de Zon ver van het centrum. Beide analyses hielden geen rekening met de absorptie van licht door interstellair stof in het galactische vlak; maar nadat Robert Julius Trumpler dit effect in 1930 kwantificeerde door open sterrenhopen te bestuderen, ontstond het huidige beeld van de Melkweg.

Andere nevels

Enkele sterrenstelsels buiten de Melkweg zijn op een donkere nacht met het blote oog zichtbaar, waaronder het Andromedastelsel (foto), de Grote Magelhaanse Wolk, de Kleine Magelhaanse Wolk en het Triangulumstelsel.

In de 10e eeuw maakte de Perzische astronoom Abd al-Rahman al-Sufi de vroegst bekende identificatie van het Andromedastelsel, waarbij hij het beschreef als een "kleine wolk". In 964 noemde hij blijkbaar de Grote Magelhaanse Wolk in zijn Boek van Vaste Sterren, verwijzend naar "Al Bakr van de zuidelijke Arabieren", aangezien deze op een declinatie van ongeveer 70° zuid niet zichtbaar was waar hij woonde. Het was niet goed bekend bij Europeanen tot de reis van Magellan in de 16e eeuw. Het Andromedastelsel werd later onafhankelijk opgemerkt door Simon Marius in 1612.

Sterrenclusters

In 1734 speculeerde de filosoof Emanuel Swedenborg in zijn Principia (foto) dat er mogelijk andere sterrenstelsels buiten ons universum bestonden, die zich hadden gevormd tot sterrenstelselclusters die minuscule delen van het heelal vormden en zich ver uitstrekten voorbij wat zichtbaar was. Swedenborgs opvattingen "liggen opmerkelijk dicht bij de huidige opvattingen over de kosmos."

In 1745 vermoedde Pierre Louis Maupertuis dat sommige nevelachtige objecten verzamelingen van sterren waren met unieke eigenschappen, waaronder een gloed die groter was dan het licht dat de sterren zelf produceerden, en herhaalde hij Johannes Hevelius' opvatting dat de heldere vlekken massief en afgeplat waren vanwege hun rotatie. In 1750 speculeerde Thomas Wright terecht dat de Melkweg een afgeplatte schijf van sterren was en dat sommige van de nevels die 's nachts aan de hemel zichtbaar waren, afzonderlijke Melkwegen zouden kunnen zijn.

Stercatalogus

Tegen het einde van de 18e eeuw stelde Charles Messier een catalogus samen met de 109 helderste hemellichamen met een nevelachtig uiterlijk. Vervolgens stelde William Herschel een catalogus samen van 5000 nevels. In 1845 onderzocht Lord Rosse de door Herschel gecatalogiseerde nevels en observeerde hij de spiraalstructuur van Messier-object M51, nu bekend als de Wervelpoolstelsel.

Charles Messier was een Franse astronoom. Hij publiceerde een astronomische catalogus bestaande uit 110 nevels en sterrenhopen, die bekend kwamen te staan als de Messier-objecten, aangeduid met de letter M en hun nummer tussen 1 en 110. Messiers doel met de catalogus was om astronomische waarnemers te helpen onderscheid te maken tussen permanente en tijdelijke, visueel diffuse objecten aan de hemel.

Friedrich Wilhelm Herschel, later veranderd in Frederick William Herschel was een Duits-Britse componist, organist, muziekleraar en astronoom van Duitse (en mogelijk Tsjechische) afkomst.

Spectrografisch

In 1912 deed Vesto M. Slipher (foto) spectrografische studies van de helderste spiraalnevels om hun samenstelling te bepalen. Slipher ontdekte dat de spiraalnevels een hoge Doppler-verschuiving hebben, wat erop wijst dat ze met een snelheid bewegen die hoger is dan de snelheid van de sterren die hij had gemeten. Hij ontdekte dat de meeste van deze nevels zich van ons af bewegen.

In 1917 observeerde Heber Doust Curtis de nova S Andromedae in de "Grote Andromedanevel", zoals het Andromedastelsel, Messier-object M31, toen bekend stond. Door de fotografische gegevens te doorzoeken, vond hij nog 11 nova's. Curtis merkte op dat deze nova's gemiddeld 10 magnituden zwakker waren dan de nova's die zich in dit sterrenstelsel bevonden. Hierdoor kon hij een afstandsschatting van 150.000 parsecs maken. Hij werd een voorstander van de zogenaamde "eilanduniversumhypothese", die stelt dat spiraalnevels in werkelijkheid onafhankelijke sterrenstelsels zijn.

Afstanden

In 1920 vond er een debat plaats tussen Harlow Shapley en Heber Curtis, het Grote Debat, over de aard van de Melkweg, spiraalnevels en de afmetingen van het heelal. Om zijn bewering te ondersteunen dat de Grote Andromedanevel een extern sterrenstelsel is, merkte Curtis op dat er donkere banen verschenen die leken op de stofwolken in de Melkweg, evenals een significante Dopplerverschuiving.

In 1922 gaf de Estse astronoom Ernst Öpik een afstandsmeting die de theorie ondersteunde dat de Andromedanevel inderdaad een ver buitengalactisch object is. Met behulp van de nieuwe 100-inch Mount Wilson-telescoop kon Edwin Hubble (foto) de buitenste delen van sommige spiraalnevels waarnemen als verzamelingen van individuele sterren en identificeerde hij enkele Cepheid-variabelen, waardoor hij de afstand tot de nevels kon schatten: ze waren veel te ver weg om deel uit te maken van de Melkweg. In 1926 ontwikkelde Hubble een classificatie van de morfologie van sterrenstelsels die tot op de dag van vandaag wordt gebruikt.

Infrarood

Vooruitgang in de astronomie is altijd gedreven door technologie. Na eeuwen van succes in de optische astronomie hebben de afgelopen decennia grote vooruitgang geboekt in andere gebieden van het elektromagnetische spectrum.

Het stof in het interstellaire medium is ondoorzichtig voor zichtbaar licht. Het is transparanter voor ver-infrarood, dat gebruikt kan worden om de binnenste gebieden van gigantische moleculaire wolken en galactische kernen zeer gedetailleerd te observeren. Infrarood wordt ook gebruikt om verre, roodverschoven sterrenstelsels te observeren die veel eerder zijn gevormd. Waterdamp en koolstofdioxide absorberen een aantal nuttige delen van het infraroodspectrum, waardoor telescopen op grote hoogte of in de ruimte worden gebruikt voor infraroodastronomie.

Andere golflengtes

De eerste niet-visuele studie van sterrenstelsels, met name actieve sterrenstelsels, werd uitgevoerd met behulp van radiofrequenties. De aardatmosfeer is vrijwel transparant voor radio tussen 5 MHz en 30 GHz. De ionosfeer blokkeert signalen onder dit bereik. Combinaties van meerdere radiotelescopen maken het mogelijk om met behulp van zeer lange-basislijninterferometrie de actieve jets in kaart te brengen die worden uitgezonden door actieve kernen.

Ultraviolette en röntgentelescopen kunnen zeer energierijke galactische verschijnselen waarnemen. Ultraviolette flares worden soms waargenomen wanneer een ster in een ver sterrenstelsel wordt verscheurd door de getijdekrachten van een nabijgelegen zwart gat. De verdeling van heet gas in sterrenstelselclusters kan in kaart worden gebracht met röntgenstraling. Het bestaan van supermassieve zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels werd bevestigd door middel van röntgenastronomie.

Rotatiesnelheid

In 1944 voorspelde Hendrik van de Hulst (foto) dat microgolfstraling met een golflengte van 21 cm detecteerbaar zou zijn van interstellair atomair waterstofgas; en in 1951 werd dit waargenomen. Deze straling wordt niet beïnvloed door stofabsorptie, en daarom kan de Dopplerverschuiving ervan worden gebruikt om de beweging van het gas in dit sterrenstelsel in kaart te brengen. Deze waarnemingen leidden tot de hypothese van een roterende balkstructuur in het centrum van dit sterrenstelsel.

Met verbeterde radiotelescopen kon waterstofgas ook in andere sterrenstelsels worden opgespoord. In de jaren zeventig ontdekte Vera Rubin een discrepantie tussen de waargenomen rotatiesnelheid van sterrenstelsels en die voorspeld door de zichtbare massa van sterren en gas. Tegenwoordig wordt aangenomen dat het probleem van de rotatie van sterrenstelsels wordt verklaard door de aanwezigheid van grote hoeveelheden onzichtbare donkere materie.

Moderne waarnemingen

Vanaf de jaren negentig leverde de Hubble-ruimtetelescoop verbeterde waarnemingen op. De gegevens ervan hielpen onder andere vaststellen dat de ontbrekende donkere materie in dit sterrenstelsel niet uitsluitend kon bestaan uit inherent zwakke en kleine sterren. Het Hubble Deep Field, een extreem lange belichting van een relatief leeg deel van de hemel, leverde bewijs dat er ongeveer 125 miljard (1,25 × 10¹¹) sterrenstelsels in het waarneembare universum zijn. Verbeterde technologie voor het detecteren van spectra die onzichtbaar zijn voor mensen (radiotelescopen, infraroodcamera's en röntgentelescopen) maakt de detectie mogelijk van andere sterrenstelsels die niet door Hubble worden waargenomen. Met name onderzoeken in de Zone of Avoidance (het deel van de hemel dat in zichtbaar licht wordt geblokkeerd door de Melkweg) hebben een aantal nieuwe sterrenstelsels aan het licht gebracht.

Een studie uit 2016, gepubliceerd in 'The Astrophysical Journal' en geleid door Christopher Conselice van de Universiteit van Nottingham, analyseerde vele gegevensbronnen om te schatten dat het waarneembare universum (tot z=8) minstens twee biljoen (2×10¹²) sterrenstelsels bevatte, een factor 10 meer dan direct worden waargenomen in Hubble-beelden.

Bronnen

- Wikipedia
- ESO
- NASA
- Hubble
- Getty images
- Crafoord Auktioner Lund
- Taylor and Francis
- Dutch National Archives

Astropolis respecteert logischerwijze de auteursrechten, maar het blijkt helaas niet altijd mogelijk om te achterhalen wie de rechtmatige eigenaar is van betreffende foto of video. Bent u de eigenaar en maakt u bezwaar ? Neem dan gerust contact met ons op !