Een
Godin in doorkijkjurkEen
Godin in doorkijkjurk
Het dichte, witte wolkendek van Venus verhindert elk zicht op de planeet. Voor
een telescoopbezitter was Venus maar een saai object, want dit egale wolkendek
toont geen enkel detail. Een smetteloos witte bol, waarvan enkel de schijngestalten
zijn te volgen: van sikkel naar vol en weer terug. Tot voor kort, want met wat
moeite en met de juiste filters, is "de godin der liefde" wel degelijk
bereid haar sluiers af te werpen…
"Cynthiae figuras aemulatur mater amorum"
 |
| Venus, met vage wolkendetails. Tekening door de auteur naar het beeld door een 10 cm f/15 refractor, 15 juni 1983. |
 |
| "Deze vage, grijsachtige vlekken en banden zijn waarschijnlijk te wijten aan het contrast tussen de heldere planeet en de donkere achtergrond." Uit: Rükl, Astronomie voor iedereen, 1980, p. 77. |
 |
| De Venus-opstelling van de auteur met een Takahashi Mewlon 210. |
 |
| Venus in UV-licht. 14-02-2009, foto auteur. |
 |
| Venus in UV-licht. 30-01-2009, foto auteur. |
 |
| Venus in UV-licht. 27-01-2009. Foto auteur. |
 |
| Venus in Infrarood licht. De dagkant is zwaar overbelicht om de nachtzijde zichtbaar te maken. Foto auteur. |
Met dit anagram claimde Galilei in 1611 de ontdekking dat de planeet Venus – net als onze maan – schijngestalten vertoont. Letterlijk staat er: "De figuren van Cynthia (= de maan) worden nagebootst door de moeder der liefde (= Venus)."
De schijngestalten van Venus zijn het gevolg van het feit dat Venus haar baan beschrijft binnen die van de aarde. Daardoor kunnen we soms ook tegen de onverlichte zijde van onze zusterplaneet aankijken. De schijngestalten van Venus zijn al met een behoorlijke verrekijker waar te nemen.
Lange tijd was dat ook het enige dat je aan de planeet kon zien – ook met veel grotere telescopen. Immers, de dichte, egale atmosfeer van de planeet liet geen enkel detail zien. In tegenstelling tot Mars met zijn oppervlaktestructuren en poolkappen, Jupiter met zijn wervelende wolkengordels en Saturnus met zijn ringensysteem, was Venus voor waarnemers maar een saaie biljartbal.
Ik bekeek Venus voor het eerst serieus in de telescoop rond 1980, door een zelfbouw regenpijp-refractor met een Polarex 102mm f/15 achromaat. Van fotograferen was nog geen sprake; tekenen van de planeet was het hoogst haalbare. Opvallend was dat ik toen zeer vage details meende te herkennen in het Venerische wolkendek. Met name de poolgebieden – de "hoorns" van de Venussikkel – waren helderder dan de rest van de planeet, zoals de bovenste tekening hiernaast toont.
Literatuur uit die tijd maakte snel korte metten met deze waarneming. Vermeende
details in het Venuswolkendek bleken suggestie, ontstaan door het extreme contrast
tussen de zeer heldere planeet en de donkere hemelachtergrond, zie de illustratie
hiernaast (a).
Opmerkelijk genoeg heb ik sindsdien deze wolkendetails nooit meer waargenomen,
zelfs niet met betere optiek.
Inmiddels zijn de tijden van de maagdelijk gesluierde Venus voorbij. Sinds de komst van digitale opnametechnieken en betaalbare filters is het voor amateurs mogelijk om onze zusterplaneet in andere golflengten vast te leggen, zoals bijvoorbeeld Ultraviolet (UV) licht (ca. 300 tot 400 nm, grenzend aan violet). Dit licht is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar diverse CCD-beeldchips zijn in dit golflengtegebied nog wel gevoelig.
De planeet heeft wel degelijk onstuimige wolkenmassa's, echter: ze zijn voor
ons niet te zien! Vanaf aarde is slechts de top van de ondroordringbare witte
wolkenlaag op een hoogte van ca. 65 km boven het venusoppervlak zichtbaar. Daarboven
echter strekt zich tot op 76 km hoogte een doorzichtige laag uit die meer Ultraviolet
licht terugkaatst dan de dichte wolkenlaag eronder. Deze wolkenlaag is onstuimig
en vertoont veel structuur. Deze wolkenstructuren kunnen in UV-licht worden
gefotografeerd.
Lang was het echter onmogelijk om wolkendetails op Venus door amateurkijkers vast te leggen. Goede UV-filters voor de amateurmarkt bestonden niet. De in die tijd beschikbare filters – zoals van Edmund Optics – laten weliswaar UV-licht door, maar ook een beetje Infrarood. Aangezien de meeste beeldchips in IR veel gevoeliger zijn dan in UV, oversmeert deze IR-lekkage het UV-beeld. Een toegevoegd infrarood-blokkeerfilter bracht geen soelaas, omdat dit type filter ook veel UV tegenhoudt…
Deze hindernis werd opgeruimd toen er plotseling twee goede UV-filters op de amateurmarkt kwamen: het U-filter van Baader Planetarium en het Schüler UV-filter van Astrodon. Ik kocht het Baader filter in 2005. Toen ik dit filter uittestte op Venus door mijn Astro-Physics 130 mm EDT apochromaat, was er op het webcambeeld nagenoeg niets te zien. Het bleek al snel dat ik de verkeerde kijker gebruikte: UV-straling wordt effectief geabsorbeerd door glas, en in een triplet-apo zit nogal wat daarvan… Bovendien was de gebruikte webcam (Philips ToUcam Pro) ongeschikt, met name door compressieruis en de kleurenbeeldchip die de resolutie halveert en UV deels wegfiltert.
Pas na aanschaf van een Takahashi Mewlon 210 veranderde de zaak. Dit Cassegrain-model naar Dall-Kirkham vangt door de grotere opening meer licht op en bevat nergens glas waar licht doorheen moet, enkel spiegels. Daarnaast had ik ook de beschikking over een TIS DMK monochrome videocamera, die lichtgevoeliger was, scherpere beelden gaf dan een standaard webcam en bovendien ongecomprimeerde ruisarme beelden kon vastleggen.
Bij de avond-elongatie in voorjaar 2007 konden voor het eerst UV-opnames van Venus met wolkendetails worden vastgelegd. Echter was het planeetbeeld nogal klein door een 210mm f/12 kijker in primair brandpunt.
Inzet van een barlow bracht weinig verbetering: het beeld, hoewel groter, werd direct een stuk donkerder. Het vergde lange belichtingstijden en veel "gain" met bijbehorende ruis om nog iets afgebeeld te krijgen. Dat was dus weer foute boel: met een barlow introduceerde ik opnieuw UV-absorberende lenzen in de lichtweg…
Maar ook deze barrière werd geslecht. In Sky & Telescope vond ik een artikel dat mij op het spoor zette van lenzen van "fused silica", een synthetisch amorf kwarts dat zeer zuiver is en transparant voor UV. Deze waren verkrijgbaar via optiekfirma's als Melles Griot, en zelfs voorzien van speciale UV-coating. Najaar 2007 kocht ik zo'n lensje, dat ik inbouwde in een goedkope Chinese barlow, na verwijdering van de originele (flut)lens. Nu restte nog het lange wachten op verschijning van onze zusterplaneet aan de avondhemel…
In februari 2009 kon ik Venus eindelijk vastleggen door een "UV-vriendelijk" optisch systeem en inmiddels zijn de eerste UV-Venusopnamen gemaakt, waarin de dynamische wolkengordels duidelijk zichtbaar zijn. Met name de heldere wolken rond de polen vallen op. Dit doet verdacht veel denken aan mijn oude Venustekeningen uit de jaren tachtig…
Naarmate de sikkel smaller wordt, verliezen de details aan contrast. Dit komt omdat de UV-stralen van de rand van de planeet door meer Venusnevels heen moeten ploegen om de aardse telescoop te bereiken.
Venus is verre van saai meer en is voor fotografie even interessant geworden als Jupiter.
Nu nog iets over de filters. Nog steeds zijn het Schüler en Baader-filter de belangrijkste UV-filters. Tests lijken uit te wijzen dat het Schüler filter beter is. Het Baader-filter heeft toch nog een zeer zwakke IR-lekkage. Bovendien geeft het Schüler filter een helderder beeld. Dat laatste komt omdat de transmissiecurve van het Schüler filter meer naar het langgolvige ligt en dus ook een beetje zichtbaar (violet) licht doorlaat, waar de webcam veel gevoeliger voor is.
Ik heb ook het Schüler filter aangeschaft en beide filters gebruikt. Het Venusbeeld in het Schüler filter is inderdaad helderder. Maar de details zijn veel zwakker. Dat komt omdat de wolkenstructuren in violette licht veel minder goed zichtbaar zijn.
Ondanks de geringe IR-lekkage levert het Baader-filter meer contrast op in de Venuswolken. Daarom geef ik de voorkeur aan het Baader filter. Wellicht is het Schüler-filter weer beter bruikbaar als Venus lager staat en IR-lekkage in het Baader-filter spookbeelden gaat geven door de atmosferische dispersie.
Naschrift
Er is sinds kort een nieuw UV-filter op de markt: het Astrodon UVenus-filter,
dat de voordelen van Baader U en Schüler UV schijnt te combineren: geen
IR-lekkage en >90% transmissie in het UV-bereik van 325 - 381 nm. Ik heb
ook dit filter aangeschaft en hoop het spoedig uit te testen, als het eeuwige
wolkendek tenminste nog een keer verdwijnt voordat de avondzichtbaarheid van
de planeet ten einde is.
Venus vastleggen wordt nog interessanter, nu amateurs die UV-opnamen maken van onze zusterplaneet, daadwerkelijk een bijdrage aan de wetenschap kunnen leveren. Zij kunnen namelijk meedoen aan het Venus Amateur Observing Project van de ESA.
Ofschoon de Europese sonde Venus Express heel dicht bij de planeet komt en zeer gedetailleerde opnamen maakt, kunnen beelden die vanaf aarde worden vastgelegd zeer waardevol zijn. Immers, de Venus Express kan niet de hele planeet voortdurend in het oog houden. Delen die buiten het bereik van de Venus Express liggen kunnen worden "ingevuld" met aardse waarnemingen.
Een echte "doorkijkjurk" wordt het pas als Venus wordt gefotografeerd in Infraroodlicht. Met bepaalde filters is het mogelijk de nachtzijde van Venus vast te leggen. Soms spreekt men hierbij van het "asgrauwe licht", maar in werkelijkheid gaat het hierbij om thermische gloed, die afkomstig is van het gloeiendhete oppervlak van onze zusterplaneet.
Zoals bekend heerst er op het Venusoppervlak – dankzij het broeikaseffect van de koolzuuratmosfeer – een helse temperatuur van 450°C. Dit Venusoppervlak straalt dus veel warmtestraling uit (= infrarood), maar deze thermische gloed wordt door de koolzuuratmosfeer effectief vastgehouden – de essentie van het broeikaseffect – en is dus van buitenaf niet zichtbaar.
Bij een aantal golflengten dringt deze thermische gloed echter wel door de Venusdampen naar buiten. Dit zijn de zg. infraroodvensters bij onder meer 850, 900, 1010, 1100 en 1180 nm. Deze vensters staan ons toe om de thermische gloed van het oppervlak toch waar te nemen. Het enige bruikbare venster is dat rond de 1010 nm. Bij kortere golflengten overstraalt de lichte Venushelft te veel; bij langere golflengten zijn gangbare ccd's niet meer gevoelig.
Arnaud van Kranenburg (zie Literatuur) had al ervaring met het fotograferen van de nachtzijde van Venus. Een bruikbaar filter is het Schott RG-1000 filter, o.m. verkrijgbaar bij Edmund Optics. De transmissie van dit filter begint rond 1000 nm. Het filter, los verkrijgbaar in een diameter van 1", heb ik ingebouwd in de vatting van een gesloopt Vixen kleurfiltertje. De meest geschikte periode was eind februari/begin maart 2009, omdat de Venussikkel in die tijd smal was.
Toen was het wachten op helder weer. Wekenlang liet Venus zich niet zien vanwege onophoudelijke bewolking. Op de avonden van 2 en 8 maart 2009 waren er kortdurende opklaringen en heb ik een eerste poging gedaan Venus bij 1000 nm te fotograferen. Voor het beste resultaat moet Venus worden gefotografeerd tegen een donkere achtergrond. Wachten tot de duisternis ging echter niet vanwege naderend slecht weer. Desondanks kon de nachtzijde van Venus net worden vastgelegd!
ESA Venus Ground Based Active Archive.