Wie ontdekte dat de zon een ster is?
Inleiding
In het oude Griekenland begonnen vroege wetenschappers zoals Thales van Miletus (624-546 v. Chr.) voor het eerst te vermoeden dat de Zon niet de godheid Helios (Apollo) was die zijn strijdwagen rond de Aarde dreef, maar in plaats daarvan niet meer was dan een ronde vurige bal die in de ruimte hing. In 450 v. Chr. was de Griekse filosoof Anaxagoras dan de eerste ons bekende persoon in de geschiedenis die suggereerde dat de sterren eigenlijk andere zonnen waren zoals de onze, maar die op zo’n grote afstand lagen dat hun hitte hier op Aarde niet kon worden gevoeld.
Ook hij geloofde ten onrechte dat de Zon een gloeiend hete steen was “groter dan de Peloponnesos”. Natuurlijk kon Anaxagoras zijn theorieën niet bewijzen, die hoe dan ook als ketters werden beschouwd, en dat leidde tot zijn verbanning uit Athene.
Tot twee millennia later, toen de Wetenschappelijke Revolutie (1550-1700) plaats maakte voor de Verlichting (1685-1815), kon dankzij de vooruitgang in de wetenschap en de telescopen de precieze aard van de sterren worden vastgesteld. Ook de afstanden tot de sterren konden worden berekend, waarbij bleek dat hun helderheid inderdaad op die van de zon zou lijken als ze niet zo ver weg stonden.
In het midden van de 19e eeuw leverden verdere wetenschappelijke ontwikkelingen op het gebied van spectroscopie en fotografie, en daarmee de mogelijkheid om de oppervlaktetemperatuur en de chemische samenstelling van de zon en de sterren te meten, het definitieve bewijs dat de zon in feite toch ook maar een ster was.
Zonverering in de Oudheid
In de loop van de geschiedenis hebben de mensen de Zon beschouwd als een almachtige godheid die licht en warmte gaf om de duisternis te verdrijven en de bewoners van de Aarde te voeden en te onderhouden. Vanzelfsprekend dwong zo’n belangrijk opperwezen ontzag en respect af.
In het oude Egypte bijvoorbeeld werd de valkachtige Ra vereerd als de koning der goden. Aan de andere kant van de wereld brachten de Azteken van Meso-Amerika mensenoffers aan Huitzilopochtli, hun god van de zon en de oorlog, die werd afgebeeld als een blauwe man met een harnas en een met kolibrieveren gevederde helm.
In het Hindoeïsme, de oudste nog bestaande godsdienst ter wereld en nog steeds door meer dan 80% van de Indiërs beleden, wordt de Zon nog steeds als de godheid beschouwd en geassocieerd met de god Surya, de verdrijver van de duisternis.
Solar Deity In An Ancient Greece
De oude Grieken geloofden dat de Zon de god Helios was, die elke dag met zijn vurige strijdwagen door de hemel reed. Hoewel astronomen zoals Thales van Miletus (624-546 v.Chr.) zich begonnen te realiseren dat de Zon geen godheid was, verliep de overgang naar een minder bijgelovige en meer wetenschappelijke verklaring van de Zon, planeten en sterren langzaam.
Zelfs Plato merkt in zijn Symposium op dat Socrates (469-399 v.Chr.) de Zon elke morgen begroette en gebeden opbracht. Een andere herinnering aan de blijvende verering van de Zon in Griekenland was een wereldwonder uit de Oudheid, de Kolossus van Rhodos, een 33 meter hoog standbeeld van de Griekse titan-god Helios, waarvan de twaalf jaar durende bouw uiteindelijk in 280 v. Chr. werd voltooid.
Het is dan ook geen verrassing dat de Griekse filosoof Anaxagoras (500-428 v. Chr.) onder vuur kwam te liggen van de autoriteiten nadat hij had voorgesteld dat de Zon helemaal geen opperwezen was, maar een enorme roodgloeiende rots in de ruimte, vergelijkbaar met de sterren die men ’s nachts aan de hemel kan zien.
Anaxagoras (500-428 v. Chr.)
In de 5e eeuw v. Chr. kwam een Griekse filosoof genaamd Anaxagoras, afkomstig uit Klein-Azië, naar Athene waar hij het idee van de filosofie introduceerde, dat de basis vormt voor onze moderne wetenschap. Hij beschreef alles wat bestond als een mengsel van onvergankelijke, oneindig deelbare elementen, wellicht verwijzend naar atomen en moleculen, en poneerde zelfs de mogelijkheid van buitenaards leven.
Anaxagoras leidde ook correct af en verklaarde hoe verduisteringen plaatsvinden, zei dat de Maan geen lichtgevend lichaam was, maar dat zij gloeide door het weerkaatste licht van de Zon. Verder probeerde hij verklaringen te vinden voor meteoren, regenbogen en de Zon zelf.
– Logica achter Anaxagoras’ theorie
Anaxagoras stelde dat de Zon niet meer was dan een steen die van de Aarde was losgerukt en vervolgens door het snelle ronddraaien tot ontbranding was gekomen, en dat alle andere hemellichamen op soortgelijke wijze van steen waren gemaakt. Anaxagoras zou het volgende hebben gezegd:
“Alles heeft een natuurlijke verklaring. De maan is geen god, maar een grote steen en de zon een hete steen.”
Dat hij getuige was geweest van een meteoriet ter grootte van een wagen die in 467 v. Chr. in de buurt van de Dardanellen uit de lucht viel, kan de aanleiding zijn geweest voor zijn theorie. Nadat hij het voorwerp had onderzocht, concludeerde hij dat meteorieten stukken rots waren die van de Zon waren afgebroken en op de Aarde waren gevallen. Evenzo bevestigde dit voor hem dat de sterren en de Zon één en hetzelfde brandend gesteente waren, en dat dezelfde algemene regel in het gehele heelal gold.
Hij was in overtreding van de Atheense wetten op onkuisheid, en Anaxagoras werd ter dood veroordeeld, maar overleefde door in ballingschap te gaan. Hij trok zich vervolgens terug in de stad Lampsacus, waar hij tot zijn dood in 428 v.Chr. lesgaf aan een meer waarderend en respectvol publiek.
De Renaissance-periode (1300- 1700 n.Chr.)
Copernicus (1473-1543)
Omstreeks 1800 jaar later hielp Copernicus (1473-1543) de Wetenschappelijke Revolutie op gang door zijn baanbrekende werk ‘De Revolutionibus’ te publiceren, waarin hij aantoonde dat de Aarde slechts een andere planeet was die om de Zon draaide. Om vervolging door de katholieke kerk te voorkomen, deed Copernicus dit vanaf zijn sterfbed, en terwijl pogingen werden ondernomen om het boek uit de roulatie te nemen in afwachting van de nodige correcties, begonnen in heel Europa al wijdverspreide vermoedens te ontstaan dat de zon slechts een nabije ster was.
Giordano Bruno (1548-1600)
In 1584 publiceerde de Italiaanse filosoof en Dominicaanse broeder Giordano Bruno twee belangrijke boeken waarin hij de Copernicaanse theorie verdedigde, en betoogde dat als de planeten om de Zon cirkelden en de Aarde gewoon een andere planeet was, dat de Zon dan niet als iets bijzonders moest worden beschouwd. Zoals hij toen schreef:
“De samenstelling van onze eigen ster en wereld is dezelfde als die van zoveel andere sterren en werelden als we kunnen zien.”
Met andere woorden, het leek hem redelijk dat de zon gewoon een andere ster was, en hij maakte vervolgens onderscheid tussen “zonnen” die hun eigen licht en warmte genereren; en de “aardes” en manen die ronddraaien en door hen gevoed en aangedreven worden. Een gewaardeerd modern astrofysicus, Steven Soter, heeft zelfs gesuggereerd dat Bruno de eerste persoon in de geschiedenis was die werkelijk begreep dat “sterren andere zonnen zijn met hun eigen planeten.”
Helaas vond de Inquisitie Giordano Bruno schuldig aan ketterij, en hij werd in 1600 op de brandstapel gezet, maar is sindsdien erkend als een “martelaar van de wetenschap”.
Galileo Galilei (1564-1642)
In 1609 richtte Galileo Galilei zijn pas uitgevonden primitieve refractortelescoop op de sterren, en kon toen met behulp van Copernicus’ berekeningen aantonen dat de planeten, waaronder de Aarde, inderdaad om de Zon draaiden.
Maar met geen enkele vergroting die hij op zijn telescoop kon toepassen, kon Galileo de grootte van een ster vergroten en oplossen tot een waarneembare “schijf”. De sterren staan gewoon te ver weg, waardoor er weinig aanwijzingen zijn over hun aard. In feite zou het nog bijna drie eeuwen duren voordat de uitvinding van de spectroscoop de exacte wetenschappelijke samenstelling van deze hemellichamen zou bewijzen, en dat de zon ongetwijfeld een ster is.
Astronomische Spectroscopie
In 1666 toonde Isaac Newton aan dat een prisma wit licht scheidt in een spectrum van zijn samenstellende delen, in plaats van de regenboogkleuren te creëren die men ziet. In 1802 construeerde William Wollaston vervolgens een spectrometer die het spectrum van de zon op een scherm toonde, maar merkte op dat er donkere banden van ontbrekende kleuren waren.
In 1814 vond Joseph von Fraunhofer de spectroscoop uit en bracht 574 van deze lijnen in kaart, waarna een aantal wetenschappers de studie van de spectroscopie vooruit hielpen, waaronder Gustav Kirchhoff en Robert Bunsen die in 1857 een verband konden leggen tussen chemische elementen en hun eigen individuele spectrale patronen.
Verder onderzoek wees uit dat elk element licht van een bepaalde kleur absorbeert en zo een specifieke “signatuur” lijn achterlaat. En nadat spectroscopen aan telescopen waren gekoppeld, konden wetenschappers nog meer chemische elementen identificeren, de chemische samenstelling van sterren bepalen en nevels en sterrenstelsels aan de nachtelijke hemel van elkaar onderscheiden.
In deze periode werd de Italiaanse jezuïet Angelo Secchi (1818-1878), priester en astronoom, een pionier op het gebied van de stelspectroscopie. Door analyse van zo’n 4000 stelspectrogrammen ontdekte hij dat er een beperkt aantal soorten sterren bestond, die van elkaar te onderscheiden waren door hun unieke spectrale patronen. Hij bedacht vervolgens het eerste stellaire classificatiesysteem, en wordt erkend als een van de eerste wetenschappers die definitief vaststelden dat de Zon een ster is.
Wat we nu weten over de Zon
We weten nu dat de Zon een gele dwergster is, samengesteld uit ongeveer 73% waterstof, 25% helium, en 2% zwaardere elementen, zoals zuurstof, koolstof, neon, en ijzer. Haar spectraalklasse is GV2, waarbij G2 wijst op een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 5505 °C (5778 K); en V wijst erop dat de zon een actieve ster op de hoofdreeks is.