Venus meten met een telescoop en een stuk plastic met twee gaatjes
Een telescoop, een stukje zwart plastic en twee piepkleine gaatjes. Meer heb je niet nodig om de doorsnede van Venus te meten, de planeet die soms als helderste lichtpunt aan onze avondhemel staat. Een groep onderzoekers laat zien hoe je dit zelf kunt doen, met apparatuur die op elke keukentafel past.
De truc heet interferometrie. Dat klinkt ingewikkeld, maar het idee is simpel. Licht gedraagt zich soms als een golf. Als je licht van een ster of planeet door twee kleine gaatjes naast elkaar laat vallen, ontstaan er lichte en donkere streepjes: interferentiepatronen. Hoe verder de gaatjes uit elkaar staan, hoe zwakker die streepjes worden. Bij een klein genoeg lichtpuntje, zoals een verre ster, blijven de streepjes altijd zichtbaar, hoe ver je de gaatjes ook uit elkaar zet. Maar bij een object met een merkbare omvang, zoals een planeet, verdwijnen de streepjes op een gegeven moment helemaal. Precies op het punt waarop dat gebeurt, kun je uitrekenen hoe groot dat object aan de hemel lijkt: de zogeheten hoekdiameter.
Deze methode is niet nieuw. In 1921 gebruikten de astronomen Michelson en Pease dit principe voor het eerst om de doorsnede van een ster te meten, de reuzenster Betelgeuze. Daarvoor hadden ze een enorme telescoop nodig met gaatjes die 6,1 meter uit elkaar stonden, om een hoekdiameter van slechts 47 milliboogseconden te kunnen meten. Ter vergelijking: dat is ongeveer zo klein als een euromunt zien op een afstand van honderd kilometer.
Venus is voor onze ogen veel groter dan Betelgeuze, ondanks dat de planeet natuurlijk piepklein is vergeleken met een ster. Dat komt simpelweg doordat Venus zoveel dichter bij ons staat. Vanaf de aarde gezien is Venus ongeveer 10 tot 15 boogseconden groot, honderden keren groter dan Betelgeuze aan de hemel. Daardoor volstaat een afstand tussen de gaatjes van slechts 15 millimeter, in plaats van meters, om de interferentiestreepjes te laten verdwijnen. Dat maakt de proef geschikt voor een gewone telescoop op je balkon.
De onderzoekers testten de opstelling onder normale, alledaagse waarnemingsomstandigheden en die werkte betrouwbaar. Een leuke extra stap is om Venus te vergelijken met een heldere ster zoals Sirius. Bij Sirius blijven de streepjes altijd zichtbaar, hoe ver je de gaatjes ook uit elkaar zet, omdat het voor onze telescoop een puur puntje licht blijft. Dat verschil tussen een uitgestrekt object en een puntbron wordt zo in één oogopslag duidelijk.
Wat betekent dit (nog) niet
Dit is geen nieuwe wetenschappelijke ontdekking over Venus zelf. De hoekdiameter van de planeet is al lang bekend. Het gaat hier om een onderwijsproject: een manier om studenten en nieuwsgierige amateurs op een tastbare manier kennis te laten maken met een techniek die astronomen al meer dan honderd jaar gebruiken om de grootte van verre sterren te bepalen.
Toch is het bijzonder dat een meting die ooit een reusachtige, dure telescoop vereiste, nu met simpele materialen thuis is na te bootsen. Het laat zien hoe krachtig een eenvoudig natuurkundig principe kan zijn, en geeft iedereen de kans om zelf, letterlijk vanaf de eigen achtertuin, een planeet te "meten" op dezelfde manier als grote sterrenkundigen dat ooit deden met een verre ster.