2002-02 MIRA Ceti sprak met... Jean Meeus

Jean Meeus voorstellen, hoeft dat nog? Sinds jaar en dag staat zijn naam immers niet alleen in Vlaanderen en Nederland, maar zelfs wereldwijd garant voor allerhande betrouwbare wiskundige berekeningen in verband met sterrenkunde. Het is niet voor niets dat de boeken die hij heeft geschreven, worden uitgegeven door een Amerikaanse wetenschappelijke uitgeverij. Trouwens, wie de VVS Hemelkalender of de Nederlandse Sterrengids ter hand neemt (en dat zou voor elk rechtgeaard amateur-astronoom toch een zich vaak herhalend ritueel moeten zijn), maakt meteen ook kennis met de goed georganiseerde en rijkelijk geïllustreerde denkwereld van deze lucide, in 1928 geboren geest.

 

Beste Jean, om te beginnen een wellicht wat eigenaardige vraag: heb jij iets te maken met de gemeente Kessel-Lo, bij Leuven? Ik ben namelijk zelf van daar afkomstig, en op de een of andere manier meen ik te weten dat er een verband is, maar ik heb totaal geen idee wat voor een verband.

Ik had een privé-sterrenwacht bovenop de Kesselse Bergen, een vierkant gebouw met in het midden een koepel. Daarin bevond zich een Japanse refractor van zes duim (15,24 cm). Soms kwamen er andere amateurs langs om mee waarnemingen te doen, en af en toe kreeg ik zelfs groepen op bezoek.

 

Woonde je daar ook?

Ja, in 1958  had ik die sterrenwacht samen met ons huis laten bouwen. Nu zijn de Kesselse Bergen een beschermd natuurgebied, maar in die tijd was dat niet het geval: in de week kwamen de soldaten uit Heverlee er oefenen, en die kerels durfden al wel eens over de draad klauteren, en in het weekend was het de beurt aan de motorcrossers. Ik heb van dat soort fratsen wel veel last gehad, hoor!

 

Maar op het vlak van donkerte zat je daar waarschijnlijk toch wel goed?

Aanvankelijk wel, tot men op een bepaald moment aan de spoorweg in Leuven, op enkele km van waar ik woonde, grote verlichtingspylonen begon te installeren. Het licht van één ervan scheen precies in de richting van mijn observatorium. Ik moet wel zeggen dat men met mijn bezwaren heeft rekening gehouden, want er werd een scherm geplaatst, zodat het bovenop de berg weer mogelijk werd om in redelijke omstandigheden waar te nemen.

Nu, in de winter waren de omstandigheden soms verre van ideaal. Als het enkele dagen gevroren had, waren de betonnen muren rond de koepel uiteraard erg koud. Volgden er dan één of twee dagen met zachte, vochtige westenwind, dan waren zowel de muren als de kijker ten gevolge van condensatie door en door nat.

In 1967 zijn we verhuisd en hebben we ons huis en de sterrenwacht verkocht, ten dele ook omdat ik me meer en meer begon toe te leggen op het berekenen van allerhande astronomische fenomenen en minder op het waarnemen zelf.

 

Wat is er nadien gebeurd met die telescoopkoepel?

De nieuwe eigenaars hebben alles afgebroken om er een grote villa te bouwen.

 

Geen observatorium meer, maar er werd wel een planetoïde naar jouw vernoemd?

Inderdaad, in 1981 werd planetoïde 2213 door Ted Bowell ontdekt. Ik krijg elke maand de Minor Planet Circulars toegestuurd met daarin o.a. de nieuwe namen voor ontdekte planetoïden. En tot mijn grote verrassing stond op een keer mijn naam bij op die lijst. Planetoïde 2213 droeg voortaan mijn naam.

 

Dat is toch een mooie blijk van waardering voor je werk! Hoe is jouw naam en faam op gebied van wiskundige sterrenkunde internationaal eigenlijk gegroeid?

Dat is heel geleidelijk gebeurd. Sinds ik me met de wiskundige kant van sterrenkunde bezig houd, heeft er een enorme evolutie plaats gevonden op het vlak van technologie: in het begin werkte ik als amateur-rekenaar met logaritmetafels met vijf en zes decimalen. Toen er nadien mechanische rekenmachines op de markt kwamen, kocht ik me meteen een dergelijk toestel, ook al was ermee rekenen een nogal omslachtige procedure. Om een getal te vermenigvuldigen met b.v. zeventien diende je dat getal eerst in te tikken om vervolgens zeven keer aan de hendel van de eenheden te draaien en één keer aan die van de tientallen. Je kon natuurlijk soms ook trucjes gebruiken. Als je een getal wilde vermenigvuldigen met negenennegentig, dan zou je negen keer de tientallen en negen keer de eenheden moeten manipuleren. Weet je wat ik deed? Ik draaide één keer aan de hendel van de honderdtallen en dan draaide ik één keer achteruit bij de eenheden. Ik vermenigvuldigde dus met honderd min één. Dat klinkt misschien allemaal nogal omslachtig, maar dankzij dergelijke apparaten kon een volgende generatie rekenmachines ontwikkeld worden. Ik heb nadien nog één mechanische rekenmachine gekocht, een instrument dat de vier hoofdbewerkingen kon uitvoeren. En toen pas, rond het begin van de jaren 1970, was de tijd aangebroken van eerst de zakrekenmachine en vervolgens de computer.

In de loop der jaren heb ik allerhande formules en methodes samengebracht om bepaalde astronomische fenomenen te berekenen. Men wist mij voor dergelijke zaken steeds te vinden, en in plaats van altijd maar weer dezelfde vragen te moeten beantwoorden, leek het mij een goed idee meteen een boekje te schrijven, in het Engels, zodat ook personen die Nederlands onkundig waren het zouden kunnen gebruiken. Dat werd dan “Astronomical Formulae for Calculators”, voor het eerst in 1978 uitgegeven door Volkssterrenwacht Urania. Nadien kocht de Amerikaanse uitgeverij Willmann-Bell de rechten om het boek te publiceren, en sindsdien zijn er vier edities van verschenen. Zoals de titel suggereert, is dat boek vooral bedoeld om met behulp van een zakrekenmachine astronomische berekeningen uit te voeren.

Maar weldra verscheen de computer ten tonele, en aangezien dat instrument zodanig kan geprogrammeerd worden dat de mogelijkheden ervan haast onbeperkt zijn, leek het mij nodig een nieuw boek te schrijven. En zo verscheen in 1991 “Astronomical Algorithms”, een meer uitgebreid werk met tal van nieuwe formules,  aangepast aan hetgeen de computer op het gebied van wiskundige berekeningen in functie van sterrenkunde te bieden heeft.

 

Ben je vanuit een wiskundige belangstelling bij sterrenkunde terecht gekomen, Jean, of is het net andersom in zijn werk gegaan?

Ik ben aan de universiteit van Leuven wiskunde gaan studeren om nadien op de Koninklijke Sterrenwacht van Ukkel aan de slag te kunnen, maar door omstandigheden is dat er niet van gekomen.

Om aan een voldoende aantal cursus-uren te komen, dienden we in het laatste jaar één of twee optievakken aan ons studiepakket toe te voegen. Ik koos toen sterrenkunde en weerkunde. Maar eigenlijk heb ik aan de universiteit in de eerste plaats veel wiskunde geleerd, terwijl ik sterrenkunde vooral nadien, op mijn eentje, heb bestudeerd. Momenteel ben ik daar dus ongeveer vijftig jaar mee bezig, en het spreekt voor zich dat een mens in de loop van al die jaren wel wat inzicht in die materie verwerft.

 

Dat tweede optievak, meteorologie, is wel bepalend geweest voor je professionele bezigheden?

Ja, in plaats van in Ukkel ben ik als meteoroloog in Zaventem terecht gekomen bij de Regie der Luchtwegen. Er zijn in ons land drie weerkundige diensten operationeel: die van het KMI, van het leger en van de Regie der Luchtwegen. Wij voorzagen niet alleen Sabena, maar alle luchtvaartmaatschappijen die Zaventem aandeden van de nodige weerkundige informatie.

 

Ook op meteorologisch vlak is er enorm veel veranderd in de loop der jaren. Volg jij die evolutie met de vele verschillende weersatellieten e.d. nog steeds op de voet?

Neen, ik ben gepensioneerd en heb nu dus tijd om mij rustig met sterrenkunde bezig te houden.

 

En om aan o.a. de Hemelkalender te werken?

Ja, die Hemelkalender is intussen een stuk van mijn leven geworden. Te denken dat het allemaal begonnen is in het begin van de jaren 1960 met simpelweg wat berekeningen voor een Nederlandse vereniging, die jaarlijks een sterrengids publiceerde. Toen enkele jaren later de auteur van die gids overleed, kwam men bij mij terecht om de fakkel over te nemen. En zo heb ik tot 1974 jaarlijks de Nederlandse sterrengids samengesteld. In 1974 werden er echter een aantal reorganisaties doorgevoerd, Stichting De Koepel werd opgericht en ik besloot om vanaf toen elk jaar samen met de Vlaamse Vereniging Voor Sterrenkunde een sterrengids uit te geven. Dat werd de VVS Hemelkalender, en die produceer ik dus sinds 1975.

Uiteraard bezorg ik ook de mensen van Stichting De Koepel de nodige informatie voor hun jaarlijkse Sterrengids. En sinds 1991 maak ik ook voor de Société Astronomique de France een sterrenkundig jaarboek.

 

Het produceren van de vele illustraties en sterrenkaartjes voor de Hemelkalender moet op zich al een enorm werk zijn?

Al die tekeningen zijn gemaakt met een speciale laserprinter die werkt op basis van een speciaal voor een dergelijk toestel ontworpen grafische taal. Voor ik met deze printer aan de slag kon, kwam er bij het aanmaken van de illustraties voortdurend knip- en plakwerk aan te pas. Soms was het echt een gepruts en een gesukkel van jewelste vooraleer het gewenste resultaat op papier stond. Maar ondanks het feit dat met de speciale laserprinter alle tekeningen nu veel efficiënter kunnen gerealiseerd worden, kruipt er nog steeds heel wat werk in. Voor elke illustratie is het immers nodig via verschillende afdrukken uit te proberen welke schikking het duidelijkst is, waar alle naam- en letteraanduidingen best geplaatst worden zodat ze geen sterren of andere objecten zouden bedekken, enzovoort.

 

In de Hemelkalender voor 2002 zie ik staan dat planetoïde Pandora op 7 april de ster Pollux bedekt. Hoe kom je in hemelsnaam een dergelijke sterbedekking, die amper vijf seconden duurt, op het spoor?

Die sterbedekking heb ik toevallig ontdekt, toen ik voor de Hemelkalender op zoek was naar interessante conjuncties. De lijst in de Hemelkalender is geen volledige lijst, ik moet enkel die bepaalde bladzijden vullen, meer niet. Ik beperk me per jaar dus steeds tot de interessantste gevallen van samenstanden tussen sterren, planeten en planetoïden. 

Vroeger ging dat opzoeken als volgt in zijn werk: nadat men mij een lijst met efemeriden had bezorgd, nam ik een grote sterrenatlas en gelijnd kalkpapier, en op basis van rechte klimming en declinatie van de verschillende objecten kon ik zo vaststellen welke sterbedekkingen en conjuncties er zich zouden voordoen. Na dat opzoekwerk en het bepalen welke conjuncties de meest interessante waren, diende ik alles te herberekenen in functie daarvan.

Tegenwoordig maakt astronomische software het opzoeken veel gemakkelijker. Ik laat het sterrenkundig programma Guide draaien, en zie meteen op mijn computerscherm welke gevallen interessant zijn en welke niet. Zo leg ik lijsten aan, en vervolgens bereken ik nauwkeurig hetgeen ik voor de Hemelkalender nodig heb.  

 

Wie de Hemelkalender achteloos ter hand neemt staat er waarschijnlijk niet bij stil dat er bij  dergelijke tabellen zoveel opzoekwerk en rekenwerk komt kijken. Stel, Jean, dat jij op een dag zegt: “Ik heb genoeg gerekend”, staan er opvolgers klaar om jouw werk over te nemen?

Geen idee. Er zijn in ieder geval wel een aantal regels die je best in een bepaalde volgorde hanteert bij het maken van een dergelijk werk. Neem b.v. de hemelverschijnselen voor de maand april. Je begint dan niet met 1 april op te schrijven op een leeg blad papier, waarna je je vervolgens begint af te vragen wat er zoal voor interessants te vertellen valt over die bewuste 1 april. Neen, je begint best aan zo’n Hemelkalender te werken volgens de verschillende verschijnselen die er zich  in de loop van het jaar zullen of kunnen voordoen. Je maakt een tabel met de interessante sterbedekkingen voor die bepaalde periode. Is er b.v. een interessante sterbedekking op 3 april, dan kan je dat noteren op die datum. Vervolgens kan je het begin van de verschillende seizoenen aanduiden, enzovoort. Geleidelijk raakt je kalender goed gevuld. Hoewel men mij voortdurend zegt om die opmaak via de computer te doen, verkies ik toch alles met de hand neer te schrijven. Zo heb ik een beter overzicht en weet ik meteen waar ik een bepaalde figuur best kan plaatsen. Eens ik die figuren met behulp van mijn printer opgemaakt heb, kan het eigenlijke typwerk beginnen.

Toen er nog geen computers waren, was het een hele klus om aan alle nodige gegevens te raken. Zo schreef ik naar het Bureau des Longitudes in Parijs om te vragen dat ze me een lijst zouden toesturen met daarin alle verschijnselen van de Jupitermanen. Waarop ik dan een twaalftal velletjes bezorgd kreeg met de gevraagde informatie. Vervolgens toog ik aan de slag met een tabelletje waarop te lezen viel wanneer bij ons de Zon opkwam en weer onder ging, idem dito voor Jupiter. En zo kon ik van die Parijse lijst schrappen hetgeen voor ons niet van toepassing was. Voor de Saturnusmanen schreef ik naar Washington, de informatie die ik nodig had i.v.m. de sterbedekkingen kreeg ik vanuit Engeland toegestuurd.

Maar in het begin van de jaren 1980 gaven ze in Engeland te kennen dat ze weldra met die berekeningen zouden stoppen. Als ik de volgende jaren aan die informatie wou komen, moest ik naar een Japans instituut schrijven. Toen besloot ik zelf maar aan het rekenen te gaan met behulp van een krachtige computer. Ik kreeg de toestemming van professor de Loore van de VUB om gebruik te maken van de universiteitscomputer, die toen de snelste wetenschappelijke computer was van het land. Claude Doom, in die periode medewerker van professor de Loore, heeft me geholpen bij de verschillende programmeertalen, zodat ik zelf een programma kon ontwikkelen om mijn berekeningen door de computer te laten uitvoeren. En zo berekende de computer in amper 55 seconden voor mij alle goed zichtbare sterbedekkingen voor een bepaald jaar en voor een welbepaalde plaats.

Nadien maakte ik ook gebruik van de computer op mijn werk om dergelijke berekeningen uit te voeren. Dat duurde dan wel wat langer dan op de VUB, 12 minuten in plaats van 55 seconden, maar ik moest er niet meer speciaal voor naar Etterbeek. En tegenwoordig staan we nog een stap verder: een doodgewone huiscomputer rekent zo razendsnel, dat de lijstjes die ik laat berekenen hooguit een halve minuut op zich laten wachten. Wanneer de computer b.v. in negen seconden alle tijdstippen berekent van opkomst, doorgang en ondergang van de Maan voor alle dagen van het jaar voor Ukkel, dan hoeft het voor mijn niet sneller meer: de printer moet immers kunnen volgen met afdrukken. 

 

Zijn er in de loop der jaren hemelfenomenen geweest die jij bij de opmaak van de Hemelkalender over het hoofd had gezien?

Ik kan me toch niet meteen herinneren dat ik belangrijke dingen zou vergeten zijn. Fouten heb ik natuurlijk wel al gemaakt. Zo heb ik per vergissing ooit geschreven dat Mercurius ’s ochtends in het westen te zien zou zijn, terwijl dat natuurlijk het oosten moest zijn.

 

Een belangrijk gegeven bij vele sterrenkundige berekeningen is het fenomeen ‘tijd’. Welke factoren spelen een rol om het exacte tijdstip van een bepaald gebeuren te bepalen?

Je hebt om te beginnen de sterrentijd, die een rol speelt bij het berekenen van de hoogte en de tijdstippen van opkomst, doorgang en ondergang van een bepaald hemellichaam. Wil je voor dat object de uurhoek kennen, dan trek je gewoon de rechte klimming van dat object af van de sterrentijd. Om heel nauwkeurig te werken, moet eigenlijk ook rekening gehouden worden met de schommelingen van de aardas ten gevolge van de aantrekking van de Maan. 

Naast de sterrentijd heb je ook de dynamische tijd, gebaseerd op atoomklokken. Het is een eenparig verlopende tijd, die o.a. gebruikt wordt voor het uiterst nauwkeurig berekenen van planeetposities.

Onze alledaagse tijdmetingen zijn gebaseerd op de rotatie van de Aarde en worden uitgedrukt in wereldtijd, UT. Aangezien de aardrotatie langzaam maar zeker vertraagt, gaat de wereldtijd achterlopen op de dynamische tijd. En uiteraard moet met dat verschil rekening gehouden worden. Momenteel bedraagt het verschil 64 seconden. Wil je b.v. het juiste tijdstip van een maansverduistering berekenen, dan bereken je het eerst in dynamische tijd en vervolgens trek je er 64 seconden af. De verduistering lijkt vroeger te gebeuren, maar eigenlijk is het onze klok die achterloopt. Het verschil tussen dynamische tijd en wereldtijd is het fameuze bedrag Delta T, dat enkel van belang is voor de echte sterrenkundige rekenaars. Aangezien de vertraging van de aardrotatie niet gelijkmatig gebeurt, is het onmogelijk Delta T precies te voorspellen voor een tijdstip in de toekomst. Rond 1980 bedroeg de toename van Delta T ongeveer één seconde per jaar, terwijl dat nu nauwelijks een kwart seconde is. Omdat men niet weet welke waarde Delta T juist zal hebben in b.v. het jaar 2050, is het onmogelijk op de seconde nauwkeurig een sterbedekking of een zonsverduistering voor dat jaar te berekenen in UT.

En dan moeten we nog een onderscheid maken tussen verschijnselen die rechtstreeks afhangen van de aardrotatie en degene die er niet rechtstreeks mee te maken hebben. Tot deze laatste categorie behoren b.v. maansverduisteringen en de verduisteringen van Jupitermanen. Overal op het aardoppervlak waar je de Maan of Jupiter boven de horizon ziet staan, kan je deze fenomenen op hetzelfde moment waarnemen. In dat geval trek je gewoon Delta T af van de dynamische tijd. Maar een zonsverduistering of een sterbedekking is alleen maar waarneembaar in een beperkte zone van het aardoppervlak. Wanneer b.v. bij een zonsverduistering de maanschaduw eraan komt, mogen we niet vergeten dat die bepaalde plaats waar de verduistering zichtbaar zal zijn, door de vertraging van de aardrotatie, achter loopt op de klok. Dus moeten er bij Delta T nog extra seconden toegevoegd worden. En dat vergt dus ook extra rekenwerk.

 

Een laatste vraagje. Regelmatig verschijnen er in de media in verband met sterrenkunde de meest onwaarschijnlijke berichten. Hoe is het volgens jou mogelijk dat er in onze moderne informatiemaatschappij zoveel dwaasheid wordt verkondigd?

We worden haast voortdurend met dergelijke onzin geconfronteerd. Zo zou b.v. de Volle Maan van 22 december 1999 de helderste geweest zijn van de ganse eeuw. Door het maanlicht zou het ’s avonds buiten zo klaar zijn dat de auto’s zelfs zonder lichten zouden kunnen rijden. Wat natuurlijk helemaal niet bleek te kloppen. Hoe komt men nu tot dergelijke nonsens? Door onvoldoende kennis van zaken en verkeerde veronderstellingen. Het was Volle Maan, bovendien was het eind december, dus stond de Aarde dichter bij de Zon dan tijdens de rest van het jaar, met als gevolg dat zowel de Aarde als de Maan in deze periode het felst door de Zon zouden verlicht worden. Bovendien stond de Maan in zijn perigeum, dus ook al dichter bij de Aarde. En het was diezelfde dag ook het zonnesolstitium. Zo redeneerde men. Maar nu moet je mij eens uitleggen wat het solstitium met de helderheid van de Maan te maken heeft? Wat hierbij wel een belangrijke rol speelt, maar waarmee men totaal geen rekening had gehouden, is het zogenaamde fase-effect. Als je de helderheid van de Maan in functie van zijn fase in een grafiek zet, dan zie je van bij Nieuwe Maan een voortdurend stijgende curve, een piek bij Volle Maan, en daarna een dalende curve naar de volgende Nieuwe Maan. De helderheidspiek bij Volle Maan is opmerkelijk. Uiteraard krijg je een verduistering, en dus geen piek, wanneer de Maan precies tegenover de Zon komt te staan. Maar afgezien daarvan krijg je steeds een scherpe piek bij Volle Maan. De intensiteit van die helderheidspiek hangt dus af van de fase van de Maan, maar ook de positie van de Maan ten opzichte van de ecliptica bepaalt mee de fase. Hoe dichter de Maan bij de ecliptica, hoe intenser de piek. En bij die bewuste Volle Maan op 22 december 1999 bevond de Maan zich verschillende graden boven de ecliptica. Met als gevolg een kleinere fase, en dus geen superheldere Volle Maan, en zeker niet de helderste van de twintigste eeuw. Wat een drukte dus voor niets!

Volgend jaar zullen de media ongetwijfeld het volgende belangwekkende nieuws wereldkundig maken: tijdens de Marsoppositie van 2003 komt de rode planeet dichter bij de Aarde dan dat dit tijdens de laatste duizenden jaren ooit het geval was. Wat zal men daar volgend jaar allemaal van maken! Maar het vorige dichtheidsrecord dateert van 1924, en toen was de afstand tussen de Aarde en Mars slechts iets groter dan in 2003. Zal men dit in 2003 gemakshalve uit het oog verliezen om het fenomeen sensationeler te maken dan het in feite is?

Een ander voorbeeld toont aan hoe onzorgvuldig men vaak omspringt met bepaalde informatie. In 1970 vond er in het oosten van de VS een zonsverduistering plaats. Die verduistering werd aangekondigd als de laatste totale zonsverduistering van de twintigste eeuw. In 1979 vond er in het westen van de VS een zonsverduistering plaats, en ook die eclips werd aangekondigd als de laatste van de eeuw. Ook de totale zonsverduistering in Afrika in 1980 zou de laatste zonsverduistering van de eeuw zijn. Keer op keer maakte men die zelfde fout. Van de laatste zonsverduistering van de eeuw voor een specifieke plaats maakt men dan meteen de laatste zonsverduistering van de eeuw voor de ganse Aarde. En dat gewoon omdat men iets hoort over de laatste van de eeuw, dat slaat aan, en men kent eigenlijk onvoldoende van sterrenkunde om even kritisch over dat gegeven na te denken. Iedereen die een beetje op de hoogte is, weet immers dat zonsverduisteringen helemaal geen uitzonderlijk fenomeen zijn en meermaals per jaar voorkomen.

Ik vraag me vaak af of het alleen op het vlak van sterrenkunde is dat men foute informatie op een dergelijke grote schaal verspreidt. Is het omdat sterrenkunde toegankelijker lijkt dan b.v. scheikunde? Feit is in ieder geval dat er  veel astronomische nonsens verkocht wordt. 

 

Er is dus nog veel werk aan de winkel. We zullen er op de volkssterrenwacht maar weer met frisse moed tegenaan gaan. Alleszins bedankt, Jean, voor jouw antwoorden op mijn vragen.