Fotografie en de geboorte van astrofysica

• April 29, 2024

Telescopen hadden de astronomie grote vooruitgang laten maken, maar zelfs in de 19e eeuw was astronomie nog steeds een wetenschap die zich bezig hield met het in kaart brengen en eenvoudige classificatie. Er was niet echt een manier om meer te weten te komen zonder nieuwe hulpmiddelen.

Gelukkig experimenteerden veel mensen in het begin van de 19e eeuw met lichtgevoelige materialen in een poging om foto's te maken. De Franse kunstenaar en chemicus Louis Daguerre was de eerste die een succesvol proces openbaar maakte. Daguerreotypieën, zoals ze werden genoemd, waren foto's op koperen platen. Ondanks de lange blootstellingstijden en zeer giftige chemicaliën die nodig waren, waren ze duurzaam en gedetailleerd.

De geschiedenis van de astrofotografie is namelijk bijna net zo lang als die van de fotografie. Daguerre nam zelf de eerste foto van de maan en kort daarna nam de Amerikaan John William Draper de eerste overlevende foto van de maan. Dit was ook de eerste astronomische foto genomen in Noord-Amerika.

Hoewel John William Draper als de eerste astrofotograaf wordt beschouwd, was hij niet de laatste in zijn familie. Zijn zoon Henry was ook een gepassioneerd astrofotograaf. John Draper had de maan geen gemakkelijk doelwit gevonden, maar het is tenminste een helder object. Henry had een ambitieuzer doelwit: de Orionnevel.

Een nevel is een gigantische wolk van gas en stof die zich door de ruimte tussen sterren uitstrekt. Hoewel het geen eigen licht heeft, kan het worden verlicht door nabijgelegen sterren. Het blote oog kan de Orionnevel zien als een vage pluizige klodder, maar voor detail heb je een telescoop nodig.

Henry Draper kreeg de eerste foto van de Orionnevel in 1880. Om het gas vast te leggen, werden de heldere sterren overbelicht en voor moderne ogen lijkt de foto niet op de uitzonderlijke prestatie die het was. Het fotograferen van een vaag object in het donker zou lastig zijn en een extra lange belichtingstijd vergen. Als dat object in de lucht staat, is het nog moeilijker. Omdat de aarde om zijn as draait, probeer je effectief iets te fotograferen dat beweegt. Op de een of andere manier moet je ervoor zorgen dat de telescoop naar het te fotograferen object blijft wijzen - dit wordt tracking genoemd.

Als de telescoop niet volgt, is het beeld vol wazige sterbewegingen. Af en toe is het vastleggen van "sterrensporen" echter eigenlijk het hele punt van de foto. Klik om een ​​sterpadfoto te bekijken die is genomen bij het Gemini South Observatory.

Slechts drie jaar na de foto van Draper van de Orionnevel, produceerde de Engelse astronoom A. A. Common een foto van de Orionnevel waarvoor hij de Gouden Medaille van de Royal Astronomical Society in Londen kreeg. Er is niet alleen een grotere definitie, maar de lange belichting toont details - inclusief sterren - te zwak voor het menselijk oog om te detecteren.

Henry Draper had al een nieuw aspect van astrofotografie uitgeprobeerd. In 1872 nam hij de eerste foto van het lichtspectrum van een ster, die van Vega. Starlight is een mengsel van lichte kleuren. Met een spectroscoop kan het worden opgedeeld in een spectrum om deze kleuren te laten zien. Er is ook een reeks smalle lijnen die het spectrum kruisen. Deze lijnen vertellen ons veel over de ster, inclusief de temperatuur en waar hij van is gemaakt. Spectroscopie stond in de kinderschoenen in de late negentiende eeuw, maar Draper zag zijn potentieel voor astronomie. Hij was van plan een sterrencatalogus samen te stellen waarin de sterren werden ingedeeld op basis van hun spectra.

Helaas, hoewel Draper nog eens vijftig lichtspectra ging fotograferen, stierf hij toen hij slechts 45 was, waardoor zijn project onafgewerkt bleef. Maar daarmee was het nog niet afgelopen. Zijn weduwe Anna was een opmerkelijke vrouw, die werd beschreven als even prettig op het werk met haar man in het laboratorium als een gastvrouw in de samenleving. Ze doneerde geld aan Harvard Observatory om de sterrencatalogus compleet te maken.

Het grootste deel van de classificatie voor de Henry Draper-catalogus? drie kwart miljoen sterren? werd gedaan door de onverschrokken Annie Jump Cannon. Als je een ster ziet waarnaar wordt verwezen door een HD-nummer, is dat het nummer in de Henry Draper-catalogus.

Tegen het einde van de eeuw was astrofotografie een hulpmiddel voor het maken van sterrenkaarten, zoals het project Carte du Ciel (Map of the Sky). De kaart is nooit gemaakt, maar er is een enorme verzameling nuttige foto's met de posities van miljoenen sterren, waaronder heel vage.

Toch was er een ontwikkeling die nog belangrijker was dan het maken van sterrenkaarten en het ontdekken van objecten die te zwak waren voor het menselijk oog. Dit was, zoals Henry Draper zich had gerealiseerd, de studie van de spectra van sterren. Fotografie en spectroscopie samen waren de sleutel om astronomie te verplaatsen van het vinden van sterren naar het begrijpen ervan. Astronomie misschien geweest waar hemellichamen waren. Nu is het eindelijk mogelijk om te leren wat ze waren. Astrofysica was geboren.

Referenties:

(1) Hughes, S, "De eerste astrofotograaf John William Draper (1811? 1882)" //artdeciel.com/Exposure/post/2010/06/10/The-First-Astrophotographer.aspx
(2) Simkin, D, "The Daguerreotype Process" //www.photohistory-sussex.co.uk/dagprocess.htm