De pracht van sterren

HEBT u tijdens een heldere nacht weleens vol bewondering naar de duizenden sterren gekeken? Terwijl u naar die fonkelende lichtpuntjes keek, is het u misschien opgevallen dat ze verschillen in helderheid en zelfs in kleur. De Bijbel zegt terecht: „De ene ster verschilt in heerlijkheid van de andere” (1 Korinthiërs 15:41).

Waarom verschilt de ene ster van de andere in „heerlijkheid” of schittering? Waarom zien sommige er bijvoorbeeld wit uit en andere blauw, geel of rood? En hoe komt het dat ze fonkelen?

De kern van een ster is een gigantische nucleaire oven die enorme hoeveelheden energie produceert. Deze energie verplaatst zich naar de buitenste lagen van de ster en verspreidt zich in de ruimte, voornamelijk als zichtbaar licht en infraroodstraling. Het zal u misschien verbazen dat hete sterren blauw zijn, terwijl koele sterren rood zijn. Hoe komt het dat ze van kleur verschillen?

Licht kan gezien worden als een stroom deeltjes, fotonen genoemd, die zich ook gedragen als energiegolven. Sterren met een hoge temperatuur stoten fotonen met een hoge energie uit. Deze fotonen hebben de korte golflengten die aan het blauwe einde van het spectrum te vinden zijn. Koele sterren daarentegen geven fotonen met een lage energie af, waarvan de golflengten aan het rode einde van het kleurenspectrum liggen. Onze eigen ster, de zon, bevindt zich ergens in het midden en straalt vooral licht uit in het groen tot gele gedeelte van het spectrum. Waarom ziet de zon er dan niet groengeel uit? Omdat de zon ook veel licht uitstraalt op andere zichtbare golflengten. Vanuit de ruimte gezien is het eindresultaat een witte zon.

De atmosfeer ’kleurt’ de zon

We zien de zon door het filter van de atmosfeer. Daardoor kan de kleur van de zon, afhankelijk van het moment van de dag, verschillen. Midden op de dag heeft de zon bijvoorbeeld een felgele kleur. Maar bij zonsopgang en zonsondergang, als de zon laag aan de horizon staat, kan hij er oranje of zelfs rood uitzien. Deze verandering van kleur wordt veroorzaakt door gasmoleculen, waterdamp en allerlei microscopische deeltjes in de atmosfeer van de aarde.

Dankzij de samenstelling van de atmosfeer wordt blauw en violetkleurig zonlicht verstrooid en zien we op een heldere dag een strakblauwe lucht. Omdat blauw en violet aan het zichtbare spectrum van de zon onttrokken worden, is het directe zonlicht dat ’s middags overblijft, overwegend geel. Maar als de zon heel laag aan de hemel staat, komt het licht onder een veel scherpere hoek door de atmosfeer. Zonlicht moet dus een veel langere weg afleggen, waardoor er nog meer licht van het blauwe gedeelte van het spectrum en ook groen licht verstrooid wordt. De ondergaande zon ziet er daardoor vaak uit als een prachtige vuurrode bal.

 De kleurrijke sterrenhemel

Hoe we de sterrenhemel zien, wordt sterk beïnvloed door de gevoeligheid van onze ogen. Onze ogen nemen licht op via twee soorten sensoren: kegeltjes en staafjes. De kegeltjes kunnen kleuren onderscheiden, maar functioneren niet als er te weinig licht is. De staafjes kunnen geen kleuren waarnemen, maar zijn wel heel gevoelig voor licht. Onder optimale omstandigheden kan een staafje zelfs één foton waarnemen! Maar onze staafjes zijn vooral gevoelig voor de kortere golflengten aan het blauwe einde van het spectrum. Als we met het blote oog naar zwakke sterren met dezelfde helderheid kijken, zien we daarom vaak wel de blauwe maar niet de rode sterren. Gelukkig hebben we meer tot onze beschikking dan het blote oog.

Met verrekijkers en telescopen kunnen we slecht waarneembare voorwerpen aan de nachtelijke hemel, zoals sterren, sterrenstelsels, kometen en nevels, beter zien. Toch wordt ons gezichtsveld enigszins beperkt door de atmosfeer. Een oplossing voor dat probleem is de Hubble Space Telescope (HST), die in een baan rond de aarde draait. De HST is een wonder van techniek. Met deze telescoop kunnen voorwerpen waargenomen worden die slechts een miljardste van de helderheid hebben van de zwakste sterren die met het blote oog waarneembaar zijn! De HST heeft dan ook schitterende beelden  opgeleverd van verafgelegen delen van de ruimte, met inbegrip van sterrenstelsels en interstellaire stof- of gaswolken.

Toch zijn de nieuwe telescopen op aarde tegenwoordig in bepaalde opzichten net zo goed of zelfs beter dan de HST. Met ingenieuze technieken worden bijvoorbeeld de effecten van de atmosfeer gecompenseerd, waardoor er scherpere beelden mee gemaakt kunnen worden dan met de HST. Een van de grootste optische telescopen ter wereld is de Keck I, die deel uitmaakt van het W.M. Keck Observatory op Hawaii. Hiermee heeft de astronoom Peter Tuthill van de Universiteit van Sydney stofwolken ontdekt die worden uitgestoten door een dubbelster in het sterrenbeeld Boogschutter, dat zich — aan de hemel gezien — bij het centrum van ons eigen Melkwegstelsel bevindt.

Hoe verder astronomen in de ruimte kijken, hoe meer sterren en sterrenstelsels ze vinden. Hoeveel sterren zijn er eigenlijk? Daar kunnen we alleen maar naar raden. Maar onze Schepper, Jehovah God, weet het precies. In Psalm 147:4 staat: „Hij telt het getal der sterren; hij noemt ze alle bij hun naam.”

De profeet Jesaja deed vergelijkbare uitspraken. Hij ging zelfs een stapje verder en zei met opmerkelijke wetenschappelijke nauwkeurigheid dat het heelal een product is van Gods oneindige energie. Hij schreef: „Heft uw ogen naar omhoog en ziet. Wie heeft deze dingen geschapen? Het is Degene die het heerleger daarvan zelfs naar het getal uitleidt, ze alle zelfs bij name roept. Vanwege de overvloed van dynamische energie, en omdat hij sterk is in kracht, ontbreekt er niet één aan” (Jesaja 40:26).

Hoe wist Jesaja, die zo’n 2700 jaar geleden leefde, dat het heelal een product is van Gods oneindige energie? Hij heeft dat in ieder geval niet zelf bedacht! Hij schreef op waartoe Jehovah hem inspireerde (2 Timotheüs 3:16). Daarmee deden hij en andere Bijbelschrijvers iets wat telescopen en wetenschappelijke leerboeken niet kunnen. Ze maakten duidelijk aan wie de sterren hun heerlijkheid en pracht te danken hebben: de Schepper.

[Kader/Illustratie op blz. 16]

WAAROM FONKELEN STERREN?

Sterren fonkelen als gevolg van turbulentie in de atmosfeer van de aarde. Je zou het kunnen vergelijken met kleine lichtjes op de bodem van een zwembad. Als er een rimpeling door het water gaat, beginnen de lichtjes te fonkelen, net zoals sterren. Maar bij grotere lampen zou zo’n rimpeling nauwelijks invloed hebben. Planeten zijn te vergelijken met grote lampen, niet omdat ze groter zijn dan sterren, maar omdat ze veel dichter bij de aarde staan en daardoor groter lijken.

[Kader/Illustraties op blz. 17]

ZIJN DE KLEUREN ECHT?

Dankzij de HST hebt u waarschijnlijk weleens spectaculaire, kleurrijke foto’s van sterrenstelsels, nevels en sterren gezien. Maar zijn die kleuren echt? Eigenlijk zijn ze gereproduceerd en zijn ze een mix van kunst en wetenschap. De beelden die bij de HST binnenkomen zijn zwart-wit, maar bij het maken van de opnamen wordt een kleurenfilter gebruikt. Astronomen en beeldspecialisten gebruiken moderne technieken en software om de uiteindelijke foto’s te bewerken. Meestal proberen ze zo goed mogelijk weer te geven wat volgens hen de natuurlijke kleuren * zijn. Andere keren veranderen astronomen opzettelijk de kleuren in foto’s om bepaalde dingen te laten opvallen, bijvoorbeeld voor wetenschappelijke analyse.

[Voetnoot]

[Illustraties]

Zwart-wit

Rood

Groen

Blauw

Uiteindelijke foto nadat de drie kleuren gecombineerd zijn

[Verantwoording]

J. Hester and P. Scowen (AZ State Univ.), NASA

[Illustratie op blz. 16]

De ster V838 Monocerotis

[Illustratie op blz. 16]

Arp 273, sterrenstelsels die elkaar aantrekken

[Illustratieverantwoording op blz. 15]

NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration

[Illustratieverantwoording op blz. 16]

V838: NASA, ESA, and H. Bond (STScI); Arp 273: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)