Waarom zoeken sterrenkundigen zo vaak de hoogte op? De grootste bekende telescopen van de wereld staan allemaal op de top van vulkanen of hoog in een gebergte. SRON-astronoom Jelle de Plaa werkt zelf met telescopen die de aarde zelfs helemaal verlaten. Om met eigen ogen te zien hoe een sterrenhemel er op grote hoogte uitziet, ging hij op onderzoek uit op de vulkaan Mauna Kea op Hawaii.
Het is een grijze donderdagmiddag in januari. Ik ben onderweg naar één van de beste plekken ter wereld om sterren te kijken. De Jeep heeft weinig moeite met de snelweg die langzaam naar boven slingert, maar de ruitenwissers moeten hard werken. De oostkant van het Big Island van Hawaii staat bekend om de regen en dat is te merken. Het komt met bakken uit de lucht terwijl ik langzaam de wolken in rij.
Tentjes van protest
Na een kwartier waterballet zie ik eindelijk blauw aan de horizon voor me. Ik nader het zadelpunt tussen de twee grootste vulkanen van het eiland die allebei 4 kilometer boven de zee uitsteken. Verrassend genoeg klaart het binnen een paar minuten rijden helemaal op en kijk ik ineens uit over een strakblauwe hemel.
Voor me ligt een afslag naar rechts omringd door felgekleurde tentjes, spandoeken en mobiele toiletten. Dit is de kern van het protest tegen de nieuwe 30 meter telescoop die sterrenkundigen op de vulkaan erbij willen bouwen. Voor een deel van de lokale bevolking is het een heilige plaats, vandaar dat bouwactiviteiten daar gevoelig liggen. Begrijpelijk. Ik heb geluk dat de demonstranten hun blokkade van de weg naar boven een paar weken eerder hebben opgeheven, als eerste resultaat van gesprekken tussen de partijen. Daarom kan ik nu voorzichtig tussen de tentjes door de afslag nemen.
Bijna buitenaards landschap
Het is een mooie zonovergoten, slingerende weg naar boven door een bijna buitenaards landschap van kleine kraters en vulkanisch steen in prachtige rode tinten. Aan het einde van de weg, op een hoogte van bijna 3 kilometer bruist het ineens van menselijke activiteit. Op een klein vlak stuk ligt een bezoekerscentrum waar je verplicht bent minstens een half uur te stoppen.
Je kunt er een kleine expositie bezoeken over sterrenkunde en door een zonnetelescoop kijken, maar er wordt vooral gewaarschuwd voor de gevaren op de top van de vulkaan. Hoogteziekte ligt hier op de loer, de weg naar de top is steil en onverhard, en het heeft de afgelopen week gesneeuwd. De grote telescopen die bovenop de berg staan zijn echter niet te bezoeken. Ik besluit daarom te voet een lokaal bergje in de buurt te beklimmen om naar de zonsondergang te kijken.
Een `glorie` en een mistboog bovenop de berg. Het zonlicht van de ondergaande zon weerkaatst in hele kleine waterdruppeltjes in de lucht. Door de vorm van de druppels wordt licht vooral onder specifieke hoeken gereflecteerd. Niet alleen de ring is zo’n hoek, maar ook recht vooruit, met de schaduw van mijn hoofd in het midden. Foto: Jelle de Plaa.
Boven heb ik een fenomenaal uitzicht over het eiland en de regenwolken die tegen de berg aan lijken te leunen. Terwijl de zon laag in het westen staat, ‘kolken’ de wolken een paar honderd meter lager tegen de oostkant van de berg. Soms wordt de bovenkant van een wolk even verder naar boven geblazen en ineens door de zon beschenen.
Omdat de wolken op deze hoogte uit hele kleine druppeltjes bestaan, zie je dan geen regenboog maar een mistboog, een witte ring van licht. De volledige boog is maar een paar tellen zichtbaar, want de wind blaast de wolk al snel uiteen. Rond de schaduw van mijn hoofd is ook nog een glorie te zien, omdat de druppeltjes ook licht terug reflecteren. Ik maak vlug een paar foto’s. Op m’n huid voel ik de kleine druppeltjes prikkelen als een lichte regen. Met uitzichten als deze begrijp je dat mensen Mauna Kea als een heilige plek zien.
De zonsondergang vanaf 3 kilometer hoogte. Links liggen de wolken met de regen over het oostelijk deel van het eiland, op de voorgrond het buitenaardse landschap met kleine vulkaankraters en links in de achtergrond de andere grote vulkaan op het eiland, Mauna Loa. Foto: Jelle de Plaa.
Telescopen op grote hoogte
De zonsondergang is kort maar spectaculair. De kleuren van het vulkaangesteente komen prachtig uit in het oranje zonlicht. De zon is nog tot kort voor de ondergang behoorlijk fel. Op deze hoogte zit er weinig vocht en stof in de lucht, waardoor het zonlicht niet veel wordt verstrooid en fel blijft. Dit is de reden waarom veel sterrenkundigen zo graag telescopen op grote hoogte zetten.
Vocht in de lucht zorgt ervoor dat sterlicht zwakker wordt en er een lichte waas over de hemel komt. Voeg daar nog lichtvervuiling aan toe en het wordt bijna onmogelijk om bijvoorbeeld zwakke melkwegstelsels te zien. Op 3 kilometer hoogte is dit vocht er duidelijk niet. Verder houdt water in de lucht infrarood licht tegen, dus als je op zoek wil naar water in het heelal, dan kun je maar beter een telescoop op een hoge berg bouwen of de ruimte in lanceren. Voor het meten van röntgenstraling uit het heelal is de atmosfeer op een berg zelfs nog te dik en moet je echt met een telescoop de ruimte in.
De ruimtetelescopen XMM-Newton en Chandra, waar SRON spectrometers voor bouwde, maken nog steeds foto’s in röntgenstraling en cirkelen daarboven rond. Over iets meer dan tien jaar hopen we dat de volgende Europese röntgentelescoop Athena, waar SRON nu onderdelen voor ontwikkelt, ook in de ruimte zijn waarnemingen gaat doen.
In het half uur na de zonsondergang wisselen de kleuren aan de westelijke hemel langzaam af van oranje tot donkerpaars. Foto: Jelle de Plaa.
Spectaculaire sterrenhemel
Op een afgelegen parkeerplaats bij het bezoekerscentrum wacht ik nog een uur totdat het echt helemaal donker is om goed sterren te kunnen kijken. De hemel is spectaculair als ik uitstap. De heldere ster in het westen (rechtsboven) is de planeet Venus. Op deze hoogte zie je een grijze waas om Venus heen hangen. Dit is geen aardse vervuiling, maar weerkaatsing van zonlicht aan stofdeeltjes in ons zonnestelsel. Dit `zodiakaal licht` is vanuit Nederland zelden te zien, maar op Mauna Kea kost het geen enkele moeite.
In deze tijd van het jaar staat het sterrenbeeld Orion hoog aan de hemel (midden onder). Dit sterrenbeeld, in de vorm van een zandloper, is ook in Nederland een bekende verschijning. Links ervan loopt het vlak van onze Melkweg en het is te zien dat daar meer sterren staan dan elders aan de hemel. We kijken daar als het ware door de `platte pannenkoek` van de Melkweg heen.
Groothoekopname van de sterrenhemel op Mauna Kea. Opvallende sterrenbeelden zijn o.a. Orion (midden onder) en Stier daar vlak boven. De sterrenhoop Pleiaden is in het midden van de foto te zien. Rond de helde planeet Venus in de rechterbovenhoek is het zwakke schijnsel van het zodiakaal licht te zien. De Melkweg loopt links van boven naar beneden. Foto: Jelle de Plaa.
Standaard voor sterrenkundigen
Voor een röntgensterrenkundige is dit stuk Melkweg interessant, want hier is de Krabnevel te vinden. Bijna 1000 jaar geleden, in 1054, ontplofte er een ster in het sterrenbeeld Stier. In zichtbaar licht kun je met een telescoop nog steeds de hete gaswolk zien die na de ontploffing overbleef. In het midden van die wolk zendt een neutronenster nog steeds veel röntgenstraling uit.
Al sinds de jaren zeventig is deze ster een standaard voor sterrenkundigen en heeft het zelfs zijn eigen eenheid, in de zin dat andere objecten zoveel meer of minder helder zijn dan ‘de Krab’. Toen ik als masterstudent bij SRON begon, was mijn eerste project het bestuderen van een bijna identieke neutronenster in een klein stelsel net buiten onze Melkweg. Het is mooi om dit deel van de sterrenhemel eens onder perfecte omstandigheden met mijn eigen ogen te zien.
Ik maak een paar foto’s met een camera op een klein statiefje vanaf het dak van de auto. Met een belichtingstijd van ongeveer 10 seconden kun je ongeveer op de foto krijgen wat je ook met het blote oog ziet. Het is al een mooi resultaat. Tevreden rijd ik de regen weer in. Hoewel ik niet op de top geweest ben, heb ik toch kunnen snuffelen aan de prachtige sterrenhemels die op grote hoogte te zien zijn. En ik begrijp beter waarom mijn collega’s hier telescopen bouwen.
Fotocredits:
Alle foto’s (c) Jelle de Plaa, met toestemming gebruikt
