Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde

De inrichting van de hemel

NTvN 90-04

Het aprilnummer is uit!

Zwaartekrachtgolfdetector LISA

De Europese Ruimtevaartorganisatie ESA heeft groen licht gegeven voor de lancering van de zwaartekrachtgolfdetector LISA. Lees meer over deze detector in het aprilnummer. Credits: ESA–C.Carreau.

Vorige Volgende

Artikel

De inrichting van de hemel

Gepubliceerd: 1 September 2016 15:00

In december 1877 werd Jacobus C. Kapteyn, 26 jaar oud, benoemd tot hoogleraar sterrenkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Niemand had in 1877 kunnen vermoeden dat met de benoeming van Kapteyn (1851 - 1922) de basis zou worden gelegd voor de internationaal vooraanstaande positie die de Nederlandse sterrenkunde in de twintigste eeuw zou gaan innemen en die nog steeds voortduurt. Kapteyns Groningse leerlingen Willem de Sitter en Jan Oort zouden vanaf 1920 de Leidse Sterrewacht een wereldnaam bezorgen. Talloze in Nederland opgeleide astronomen – wetenschappelijke kleinkinderen, achterkleinkinderen en achterachterkleinkinderen van Kapteyn – zouden sleutelposities gaan bezetten aan vooraanstaande Amerikaanse universiteiten, zoals Harvard, Yale, University of Chicago, Columbia University (New York), California Institute of Technology, alsmede aan vele kleinere Amerikaanse universiteiten en colleges.

Vorig jaar beschreef de wetenschapshistoricus David Baneke deze geschiedenis van de Nederlandse sterrenkunde in de twintigste eeuw in zijn boek De ontdekkers van de hemel (zie de boekbespreking Het succesverhaal van de Nederlandse sterrenkunde in NTvN 82-02), en nu is hier de eveneens zeer boeiende biografie van Jacobus Kapteyn, door de Groningse emeritus hoogleraar sterrenkunde Piet van der Kruit.

De geschiedenis van Kapteyns wetenschappelijke loopbaan toont dat men met inventiviteit en doorzettingsvermogen, vanuit een vrijwel onmogelijke uitgangspositie, toch iets geweldigs kan opbouwen. Kapteyn gaf slechts enkele uren per week college en had dus ruimschoots tijd voor het doen van wetenschappelijk onderzoek. Maar Groningen had geen sterrenwacht en zelfs geen telescoop.Kapteyns verzoek aan de minister van Onderwijs om in Groningen een bescheiden sterrenwacht te mogen inrichten werd afgewezen, op advies van de directeuren van de Leidse en Utrechtse sterrenwachten, die vonden dat twee sterrenwachten in Nederland meer dan genoeg was. Gelukkig ontmoette hij na enige tijd de astronoom David Gill uit Kaapstad die precies het omgekeerde probleem had: hij had een uitstekende telescoop en maakte de prachtigste opnamen van de zuidelijke sterrenhemel, maar had niemand om dit waarnemingsmateriaal te analyseren, dat wil zeggen: de posities en helderheden van de sterren op deze opnamen nauwkeurig te meten. Kapteyn bood aan deze metingen te gaan doen en dit leidde tot een jarenlange samenwerking, waarbij de zuidelijke sterrenhemel even betrouwbaar in kaart werd gebracht als de noordelijke, die dertig jaar eerder het onderwerp was geweest van de Bonner Durchmusterung van de Duitse astronoom Argelander.

Dit meetwerk, dat Kapteyn eerst lange tijd deed met slechts één technisch assistent en later met een klein legertje assistenten, leidde tussen 1886 en 1900 tot de publicatie van de Cape Photographic Durchmusterung, met de nauwkeurige posities van de 454.875 (bijna een half miljoen!) helderste zuidelijke sterren. Dit werk was van groot nut voor de gehele sterrenkunde en hiermee werd Kapteyns naam internationaal gevestigd.

Kapteyn had zich intussen gerealiseerd dat men de afstanden van sterren statistisch kan bepalen door hun eigenbewegingen te meten: nabije sterren hebben statistisch een grote eigenbeweging, verre sterren een kleine. Om de eigenbewegingen te kunnen bepalen moeten alle opnamen na een aantal jaren worden herhaald en opnieuw uitgemeten. Met de aldus verkregen statistische afstanden was hij in staat in 1922 het beroemde Kapteynmodel van de Melkweg op te stellen, waarin de zon nog vlak bij het centrum staat. Veel later is gebleken dat die centrale positie een schijneffect was: een gevolg van de toen nog niet bekende absorptie en verstrooiing van het licht van verre sterren door interstellaire stofdeeltjes.

Kapteyns student Jan Oort heeft in 1926, uit de bewegingen van de sterren in de omgeving van de zon, afgeleid dat het centrum van de Melkweg zich in de richting van het sterrenbeeld Sagittarius bevindt, op een afstand van ongeveer 30.000 lichtjaar. Hiermee werd ons Melkwegstelsel veel groter dan het stelsel van Kapteyn, en Oort bevestigde hiermee de ontdekking uit 1916 van de Amerikaan Shapley dat het centrum van het stelsel van bolvormige sterrenhopen zich ver weg, in de richting van Sagittarius, bevindt.

Van der Kruit laat goed zien dat Kapteyn niet alleen een gedreven wetenschappelijk onderzoeker was maar vooral ook een zeer inspirerend docent. Het is dankzij zijn colleges dat studenten als Willem de Sitter en Jan Oort voor een loopbaan in de sterrenkunde kozen. Zij gaven op hun beurt, via zorgvuldig opgestelde onderwijsprogramma’s, het stokje weer door. Zo ziet men dat voor schoolvorming in een vak niet alleen voortreffelijk wetenschappelijk onderzoek nodig is, maar vooral ook gedegen en inspirerend onderwijs. De door Kapteyn gestichte Leids-Groningse school op het gebied van de statistische en galactische sterrenkunde en de door Marcel Minnaert en Anton Pannekoek gestichte Utrechts-Amsterdamse astrofysische school hebben tezamen in de twintigste eeuw de sterke positie van de Nederlandse sterrenkunde gevestigd.

In deze prachtige biografie leest men hoe uniek en groot de rol van Kapteyn in dit alles is geweest.

Edward P.J. van den Heuvel, emeritus hoogleraar sterrenkunde, UvA