Elseviers Geïllustreerd Maandschrift. Jaargang 20

[p. 27]

Wat is de melkweg?
Door dr. C. Easton.

A broad and ample road, whose dust is gold

And pavement stars.....

Milton.

Over-bekend is de satire:

Wer wird nicht seinen Klopstock loben?
Doch wird ihn Jeder lesen? - Nein.

En het ligt in den aard der dingen (niet 't minst aan de inrichting van ons literatuuronderwijs) dat het met vele klassieke schrijvers net zoo gaat als met den ouden, veel geprezen, ongelezen Klopstock.

Maar niet alleen in het rijk der letteren neemt onverschillige bewondering vaak de plaats in van belangstelling die tot kennismaking en genieten drijft. De sterrenhemel - het maanlicht - de melkweg - poëten en poëtasters van alle tijden hebben zich eraan vergaapt, ze zijn bezongen, berijmd en bedicht totdat ze eindelijk het lot deelden van al wat te uitbundig verheven en geprezen wordt: nuchtere stervelingen glimlachen wanneer men ervan rept, alsof de onvergankelijke schoonheid van de hooge hemelen ooit tot een banaliteit gemaakt konden worden, zelfs door opgeschroefde sentimentaliteit. De Melkweg... ah, zeker, magnifiek! Maar hoevelen, wier blik 's avonds niet hooger pleegt te gaan dan de straatlantaarns, hebben er de moeite voor over, naar den Melkweg te zien?

Nacht aan nacht welft zich de sublieme pracht van den goud-overstovenen, met sterren geplaveiden heirweg aan het uitspansel, en toch, de menschen worden geboren, werken en wroeten en kijken niet op, en sterven, zonder den Melkweg te hebben gezien - anders dan met 'n vluchtigen blik, juist omdat men er geen moeite voor hoeft te doen en hij er immers altijd is en blijft.

In het voorjaar en den voorzomer houdt in onze streken de Melkweg zich wat schuil. Eerst in de laatste dagen van Augustus, als de nachten al gaan lengen, en 't zwoel genoeg is om nog laat buiten te zitten, dan stijgt daar in het zuiden een breede gespleten lichtbaan langs den hemel naar boven, vlokkig en met zoo heldere plekken of 't witte wolkjes waren. Dat is een van de mooiste streken in den Melkweg, zóó grillig en levendig van tint, dat de groote von Humboldt van ‘landschaftlicher Reiz’ mocht spreken: inderdaad ligt er over dit hemelsche beeld iets van de bekoring van een landschap.

Meer naar het zenith toe en aan de overzijde van het hemelgewelf wordt de Melkweg vager en flauwer, hoewel de aandachtige beschouwing ook daar allerlei schakeeringen, vlekken, lichtstroomingen en donkerder holten te zien of te raden geeft. Onwillekeurig verlengt men in gedachten die schemerende boog onder de Aarde door, weer aansluitend bij haar begin - en werkelijk ziet de reiziger, die het zuidelijk halfrond bezoekt, dáár aan den hemel het andere, ons verborgen brok van den kring die onze planeet, ons zonnestelsel dus, geheel en al omspant, als een monochrome, eeuwigdurende regenboog.

Tusschen de sterren door beschrijft die lichtboog ongeveer een grooten cirkel. En de schakeeringen van helderder en donkerder plekken blijven, in 't algemeen, onveranderd. Ziedaar de twee kenmerken van 't verschijnsel welke het eerst in het oog springen en waardoor het al dadelijk als een niet-aardsch, een kosmisch verschijnsel kan worden gerangschikt.

Ten aanzien van zijn structuur blijft men ook niet lang in 't onzekere. Wie er op een helderen nacht eenige minuten achtereen naar kijkt, moet ongetwijfeld tot de overtuiging komen dat die lichtboog, in hoofdzaak tenminste, bestaat uit een ontzaglijken zwerm van kleine en allerkleinste sterren, te flauw en te dicht opeengedrongen om afzonderlijk zichtbaar te zijn, maar tesaam een schemerend licht vormende, waaruit telkens de scherpe sterrevonkjes even optintelen. Wie een kleinen goeden kijker op zoo'n sterwolkje richt, ziet ook dadelijk een macht van sterren: tien, honderd, waar het bloote oog er slechts een paar vertoont. Het schemerlicht van de gansche zone echter is ongetwijfeld ster-achtig. Reeds

[p. 28]

fig. 1. nevelsluier in cygnus. (gefotografeerd door ritchey, op de yerkes-sterrenwacht).

[p. 29]

de waarnemers der Oudheid hadden dit al heel wel erkend, al bracht de voorstellingswijs der Grieken mee dat men aan het verschijnsel ook een mythologische uitlegging gaf; zoo werd de melkweg het soldeersel der beide hemelhelften, of de weg waarlangs de afgedwaalde zonnewagen den hemel verzengd had, of 'n straal melkdruppeltjes, aan Juno's borst ontsprongen toen Hercules 't hoofd afwendde van zijn goddelijke voedster.

Aan die poëtische legende zal ook de Galaxias der Grieken wel zijn naam ontleenen, méér dan aan den aard van zijn lichtschijnsel, dat er eigenlijk in 't geheel niet melkachtig uitziet.

* _* *

De onveranderlijkheid van den Melkweg als geheel was ook wel bij de Ouden bekend, en reeds Ptolomaeus van Alexandrië, die in het jaar 130 van onze tijdrekening een vermaarde sterrenlijst samenstelde, gaf er een uitvoerige beschrijving van, tot in de vorige eeuw onovertroffen, maar... achttien eeuwen lang nagenoeg onopgemerkt gebleven!

Verder doordringen in den aard van het verschijnsel bleef echter onmogelijk, tot aan de toepassing van verrekijker, spectroskoop en hemelfotografie.

Niet zoodra had men de nog zeer onvolkomen kijkers op het melkweglicht gericht, of het eeuwenoude vermoeden werd bewaarheid: het schemerlicht loste zich op in een ontelbare menigte sterretjes. Het was een der eerste veroveringen van de teleskoop, in het begin der zeventiende eeuw door Galilei wereldkundig gemaakt, tegelijk met die van de Maan-kraters, den sikkelvorm van de planeet Venus, de Jupiter-satellieten - onthullingen van het uit Holland naar alle landen overgekomen instrument. Galilei deed den allereersten stap op den weg van de onderzoekingen, de op waarneming gegronde onderzoekingen naar den bouw van het heelal, toen hij vol geestdrift uitriep: ‘Het is een zaak van hoog gewicht, aldus een eind gemaakt te hebben aan het getwist over den aard van den Melkweg, en den bouw daarvan te hebben aangetoond’...

Deze woorden zijn te vinden in den Nuncius Sidereus van 1610. Merkwaardig is het, dat bijna twee eeuwen nog zouden verloopen voordat de lange, maar zekere en veilige weg van waarneming en berekening op dit gebied verder zou betreden worden: tusschen Galilei en den grooten Herschel immers zijn wel veel beschouwingen over den aard van den Melkweg, maar geen waarnemingen aan de orde geweest. Wij moeten er dadelijk bijvoegen, dat er heel vernuftige speculaties bij waren, en dat men in onzen tijd, als men zich een beeld wil vormen van 't heelal, 't nog volstrekt niet buiten dergelijke beschouwingen kan stellen.

Kepler, de groote Kepler, had het te druk met de wetten van ons zonnestelsel, om zich veel met de verwijderde sterrenwereld in te laten, maar hij formuleerde reeds zeer scherp de meening, dat de zon in een ledige ruimte stond waaromheen de sterren van den Melkweg in een ring gegroepeerd waren. Want de melkweg-band vormt - zoo redeneerde hij - een grooten cirkel die onze Aarde geheel omsluit, en de helderheid van den Melkweg is in alle richtingen vrijwel dezelfde.

Aan dit laatste ontbreekt nu nogal wat, maar toch legt Kepler hier nadruk op de allereerste waarnemingsuitkomsten. Verder gaat hij echter niet. Onze Christiaan Huygens, die een van de meest veelzijdige geleerden uit alle tijden is geweest, heeft ook veel over den aard van zon en sterren nagedacht. In een na zijn dood verschenen boek: Kosmotheoros getiteld, waagt hij zich aan gissingen over sterrenstelsels, die te vergelijken zouden zijn bij ons zonnestelsel, en z.i. ook door levende wezens bewoond moeten zijn; hij zegt niets bepaalds over den melkweg. Maar deze man met scherpen en ruimen blik erkende toch zeer juist het groote beginsel der gelijkwaardigheid van zon en sterren: het feit, dat onze eigen zon in 't heelal niet in een uitzonderingstoestand verkeert, maar dat de sterren andere zonnen zijn, andere planetenstelsels om zich heen kunnen hebben. En zeer waarschijnlijk onder den destijds grooten invloed der denkbeelden van onzen genialen landgenoot, ontstond het geschrift waarin het eerst op heldere wijze een nieuw inzicht ten aanzien van den Melkweg werd

[p. 30]

verkondigd: het boek van Thomas Wright.

Dit curieuse en uiterst zeldzame werk - het werd in 1750 gedrukt voor rekening van den schrijver, en vermeldt slechts 115 inteekenaars - draagt tot titel:

‘An original theory or new hypothesis of the Universe, founded upon the laws of Nature, and solving by mathematical principles the general phaenomena of the visible creation, and particularly the Via Lactea. Comprised in nine familiar letters from the author to his friend.’

fig. 2. ‘de drie grotten’.

Rijk geïllustreerd met fantastische platen, bevat het een wonderlijk mengelmoes van kennis en buitensporige fantaisie en dwaasheid, maar er is ten minste één geniale inval te vinden in dit boek, en die enkele bladzijde heeft den naam van den auteur de eeuwen doorgebracht. Th. Wright zegt daar ongeveer: Stel u een onbepaalde ruimte voor, aan twee zijden begrensd door platte vlakken (dus zoo iets als een molensteen) en verbeeld u deze ruimte gevuld met sterren die er in een soort van regelmatige onregel. matigheid verspreid zijn. (N.B. Dit is vóór Hegel! - de schrijver bedoelt: ordeloos, onstelselmatig verspreid); denk uzelf ergens midden tusschen die twee grensvlakken geplaatst, dan zult gij dwars op die vlakken een beperkt aantal sterren zien, maar hoe langer hoe meer sterren naarmate gij meer in de richting van de vlakken zelf kijkt, en tusschen de vlakken in (als de sterrenruimte zich maar ver genoeg uitstrekt) zoo ontzaglijk veel, ja oneindig veel sterren, dat ze hun licht vermengen: ‘Thus, all their Rays at last so near uniting, must meeting in the Eye appear, as almost in Contact, and form a perfect Zone of Light.’ Hij gelooft dat deze onderstelling met de werkelijkheid overeenkomt, en den waren aard van den Melkweg verklaart. En de onregelmatigheden die wij (in den Melkweg) waarnemen, zijn dan enkel toe te schrijven aan de stelling van onze Zon in de groote sterrenwereld, en aan de velerlei beweging onder de sterren zelf, die hier en daar ‘een wolk-achtige sterrenknoop’ vormen....

Wright had hier den grooten sprong gemaakt. De Melkweg lijkt een ring, maar behoeft in werkelijkheid geen ring te zijn. Die vorm van den lichtband aan het hemelgewelf kan óók worden verklaard op heel andere wijze, namelijk zooals Wright dit doet. En in hoofdpunten denken wij er nog juist zoo over als hij. Slechts op twee, maar dan ook zeer belangrijke punten in het melkweg-probleem hebben wij, anderhalve eeuw na den Durhamschen geestelijke, volkomen zekerheid verkregen: de begrenzing van het geheel, en het bestaan van plaatselijke opeenhoopingen der sterren. Maar daarover later.

* _* *

Het denkbeeld, dat de aanblik van den hemel ook verklaard wordt door een ‘schijfvormig sterren-heelal’ waarvan onze zon, niet ver uit het middenvlak gelegen, deel uitmaakt, - dit denkbeeld staat gewoonlijk op naam van den grooten wijsgeer Immanuel Kant, die in zijn jeugd (1755) een boekje schreef ‘Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels’, waarin hij,

[p. 31]

- nevens zijn beroemde theorie over het ontstaan van het planetenstelsel, - ten aanzien van het sterrenstelsel dergelijke ideeën verkondigde. Kant erkent echter zelf, zijn gronddenkbeeld ontleend te hebben aan een uittreksel uit Wright's boek, en in den grond der zaak voegt hij weinig bij diens hypothese over den bouw van het melkwegstelsel. Maar zoo duister, verward en onzuiver als Wright's beschouwingen, zoo kristalhelder en streng-logisch zijn de uiteenzettingen van den filosoof uit Koningsbergen, en zijn geschrift was het ook, dat invloed uitoefende en vruchtdragend werd. Kant verruimde het denkbeeld overigens nog met behulp van de analogie - een wijze van redeneering die destijds zeer in zwang was - hij houdt den melkweg voor ‘een dierenriem der sterren’: de tallooze sterren bewegen zich ten naastenbij in een vlak, gelijk de planeten in ons zonnestelsel. En zelfs ziet hij in de ovaalvormige nevelachtige lichtplekken, hier en daar vaag waar te nemen aan het uitspansel, àndere melkweg-stelsels, in afgronden van ruimte van ons verwijderd, maar bij het melkweg-stelsel waarvan onze zon deel uitmaakt, te vergelijken.

Iets later dan de geschriften van Wright en Kant (in 1761) verscheen een boekje van den beroemden wiskundige J.H. Lambert, die - onafhankelijk van zijn voorgangers - dergelijke beschouwingen over het melkweg-stelsel ten beste gaf. Cosmologische Briefe über die Einrichtung des Weltbaues’ heet dit, te Augsburg gedrukte bundeltje, dat in verre navolging van Fontenelle's ‘Discours sur la pluralité des mondes’ voor den vorm gericht is aan een vriend. Deze gefingeerde vriend wordt ook sprekende ingevoerd, en aan het eind van iederen brief met voor ons begrip koddige strijkages overladen:

‘Schreiben sie mir, mein Herr, was sie darüber gedenken.... Es würde mir sehr angenehm seyn, wenn sie mir dabey neuen Anlasz geben würden, noch mehrern Zusammenhang in meinen System zu finden, denn was ich dermalen gefunden, habe ich Ihren Anmerkungen zu danken, die mir in jeden Fällen nützlich und verbindlich gewesen sind.... Ich bitte sie, die meinigen (die Proben) als Wirkungen und Zeichen der unzertrennbaren Freundschaft anzusehen, die unsere Herzen auch in der Ferne vereinigt, und mit welcher ich verbleibe, mein Herr, etc....’

fig. 3. de omgeving van altair in den melkweg.

Wij zijn midden in den pruikentijd. - Maar Lambert was een scherpe geest, en zijn beschouwingen gaan veel verder dan die van Kant. Hij groepeert eerst een aantal sterren tot sterrehoopen of groepen, dat zijn dan de stelsels der 2^de orde, elk zonnestelsel als eenheid genomen. Al deze opeenhoopingen vormen tesaam een stelsel van de 3^de orde: het melkweg-systeem. Maar in het eindelooze heelal moeten er tallooze melkwegen zijn, talloos vele lens- of schijfvormige stelsels, en wij kunnen ons voorstellen dat die, bijeengenomen, weer een stelsel van hooger orde vormen, en zoo tot in het oneindige....

Verder kon de analogie niet gedreven worden. Vernuftig is de uitwerking van Lambert's denkbeelden ongetwijfeld, maar het werd tijd dat de waarneming een breederen en vasteren grondslag ging leggen: al deze speculatiën hadden ook alreeds geleid tot

[p. 32]

verkeerde analogie-conclusiën, bijv. tot de overtuiging dat een ‘centrale zon’ in het melkwegstelsel de rol vervullen moest, die in het planetenstelsel aan onze zon is toebedeeld. Ongelukkigerwijze bestaat zulk een centraal lichaam zeker niet (wat niet zeggen wil dat er zich geen sterverdichtingen in het zwaartepunt van het systeem kunnen bevinden), en droevig veel moeite en tijd is een eeuw lang door de astronomen verspild aan het zoeken naar zulk een ster, die als centrale melkweg-zon dienst kon doen.

fig. 4. melkweg in sagittarius.

Wat men nu noodig had, waren geen bespiegelingen, maar feiten. Die werden, een kwart-eeuw na Lambert, en later nog, bij massa's bijeengebracht door den vlijtigsten en scherpzinnigsten van alle sterrenkundige waarnemers: William Herschel.

Den bouw van het sterrenstelsel te doorgronden, dàt was, volgens zijn eigen bekentenis, Herschel's grootste levensdoel. Hij heeft het niet mogen bereiken, en wellicht zullen nog eeuwen na Herschel de grootste geesten ternauwernood de eerste aanduidingen kunnen ontraadselen van dat geweldig ingewikkelde hiëroglyphenschrift dat in lichtende sterrenfiguren aan den hemel staat - toch was zijn waarnemingsmateriaal een eeuw lang de rijke voorraad waarmee men 't opbouwen van nieuwe stelsels beproefde.

Herschel's methode was eenvoudig en scherpzinnig. Hij noemde haar zelf, in zijn schilderachtige taal: ‘het looden van den hemel’ (star-gauging). Want evenals de geograaf de diepte der zeeën bepaalt, door hier en daar het dieplood te laten zinken, en uit zulke plaatselijke bepalingen te concludeeren tot de algemeene gedaante en de gemiddelde inzinking van den zeebodem, zoo bepaalde Herschel den sterrenrijkdom van een groot aantal plekken aan den hemel, om hieruit ten slotte af te leiden, hoe ver het met sterren gevulde heelal zich naar verschillende richtingen uitstrekte.

fig. 5. melkweg omstreeks β cygni.

Om deze slotsom te kunnen maken, moest hij uitgaan van een paar willekeurige onderstellingen, deze namelijk: dat de sterren in de ruimte gemiddeld even ver van elkaar staan, en dat hij met zijn teleskoop alle in ons melkwegstelsel bestaande sterren kon waarnemen. Even nadenkend, ziet men gemakkelijk in, dat - in dat geval - ons sterrenstelsel zich des te verder in een richting uitstrekt, naarmate er in die richting méér sterren gevonden worden, m.a.w. dat het

[p. 33]

aantal sterren een maat is voor dien afstand, in een bepaalde richting, evengoed als het aantal meters, waartoe het dieplood zinkt in de overal even dicht met watermoleculen gevulde zee, een maat is van de hoogte van de waterzuil die er staat op een bepaalde plek.

Herschel telde nu de sterren in het gezichtsveld van zijn grooten, eigenhandig gemaakten spiegelteleskoop. Dit veld besloeg slechts 1:833.000 deel van den geheelen hemel; had hij dus het geheele hemelgewelf willen aftellen, dan had hij, 23 velden per avond waarnemend, en elken avond aan zijn kijker zittend, juist honderd jaren aan dien reuzenarbeid moeten besteden! Hij koos ongeveer 3400 velden - toch nog een ontzaglijke arbeid - en vond nu, dat ons ‘sterren-eiland’ zich naar de eene zijde van den melkweg (naar het sterrenbeeld van den Arend) veel verder uitstrekte dan naar den tegenovergestelden kant (Orion, Eenhoorn), terwijl natuurlijk de afmetingen van ons sterrenstelsel 't geringst waren loodrecht op het vlak van den melkweg, naar de polen van dien gordel toe.

In 1785 gaf Herschel die conclusiën in het licht. Ze waren - in tegenstelling met de min of meer vernuftige bespiegelingen van vroeger - de eerste die berustten op een breeden grondslag van gedetailleerd waarnemingsmateriaal. In dat opzicht dus een kolossale stap vooruit. En toch... is er van deze conclusiën minder overgebleven dan bijv. van de gewaagde speculatiën van een Lambert! Hetgeen bewijst dat voortbouwen op de waarneming in de natuurwetenschap de eenige goede weg is, maar dat zelfs een overstelpende massa waarnemingsresultaten op zichzelf nog niet 't bereiken van de waarheid kan waarborgen. De fout lag hier in de onderstellingen waarvan Herschel uitging. En de blijvende verdiensten van zijn werk liggen niet in die conclusiën van 1785, in de teekening van dat sterreneiland met zijn grillige gedaante; maar primo in de stertellingen zelf, nog pas weer door onzen landgenoot Kapteyn gebruikt, en ten tweede juist in de zoo verkregen aanduiding dat Herschel's uitgangspunten onjuist waren.

fig. 6. de groote nevelvlek in andromeda.

De groote man kwam ook, door zijn latere werk, zelf al meer en meer van die eerste slotsommen terug. Hij liet de voorstelling vallen van zijn melkweg-eiland, welker grootste doorsnede, 't zij hier terloops gezegd, 850 maal zoo lang zou zijn als de afstand van onze Zon tot de ster Sirius, een wijdte, zoo onbegrijpelijk groot, dat het licht, met een vaart van 300.000 kilometer in de seconde voortschietend, dertienduizend jaren noodig zou hebben om van het eene eind naar het andere te geraken!

Bijna veertig jaren van zijn leven hield

[p. 34]

Herschel zich bezig met dit grootsche probleem, en toen hij in 1819 stierf, was hij nog niet verder dan tot de zekerheid, dat ons sterrenstelsel in een vrij dunne laag verspreid is en uit meest zeer onregelmatige ster-ophoopingen of groepen bestaat, met vage nevels vermengd.

* _* *

Het was vooral de structuur, de fijnere samenstelling van den Melkweggordel, gelijk die hem verscheen in zijn machtig instrument, welke Herschel tot de overtuiging bracht dat zijn vroegere uitgangspunten verkeerd waren: dat zijn teleskoop nog niet bij machte was, overal de sterren-ruimte te peilen, en dat de sterren, alles dooreengenomen, niet gelijkmatig verdeeld zijn.

fig. 7. samenhang van nevels met sterren.

Hij vond - de oogenschijnlijk ‘nevelachtige’ deelen daargelaten, waarover later - een aantal plekken die nog sterrenrijker deelen bevatten welke zelfs zijn veertigvoets-kijker niet kon oplossen. Dáár drong ook die machtig scherpe visie dus niet door tot aan de grens van ons melkwegstelsel, of... de sterren waren te klein, al stonden ze misschien niet aan de limieten van den melkweg. In dat geval echter moesten aanzienlijke deelen van onze sterrenwereld een andere wijze van vermenging van groote en kleine sterren opleveren dan de gewone, en daarmede zonk dan een der uitgangspunten van zijn betoog weg. Maar nu vertoonde zijn kijker, als hij daarmee de sterrenvelden doorkruiste, dikwijls deze bijzonderheid, dat vlak naast, of te midden van plekken waar de sterren als juweelen met diamantgruis vermengd met volle handen neergesmeten schenen, donkere openingen lagen, zonderling leeg, zonder het nietigste sterrenpuntje. 't Contrast was soms zoo treffend dat Herschel - die, al was Engeland zijn aangenomen land, Duitscher bleef en Duitsch dacht en sprak, bij voorkeur - uitriep: Da ist wahrhaftig ein Loch im Himmel! Werkelijk behoeft men slechts een blik te slaan op onze fig. 2, te danken aan prof. Max Wolf, om te zien dat de vergelijking ‘een gat in het sterrengordijn’ volmaakt juist schijnt. Bijna even treffend zijn de donkere spleten en gaten in een der helderste melkwegdeelen in Sagittarius (Fig. 4). Moest men nu aannemen dat ook hier de lengte van de lijn waarmee de hemel ‘gelood’ werd, d.w.z. het sterrenaantal binnen een bepaald hemeldeel, de juiste maat gaf van de uitgestrektheid der sterren-ruimte in die richting? Dan zou daaruit volgen dat op deze plek ons sterreneiland ‘duizenden licht-jaren’ ver ging, maar op een vlak naburige plek een volmaakt leege ruim-tekegel van ons oog tot aan de grens van 't heelal liep. En hoewel zulk een ‘gat’ ook hier en daar wel zichtbaar wordt, wanneer men onder een boom zittend, door 't gebladerte heen hemelplekjes te zien krijgt, waren toch de door Herschel waargenomen openingen te talrijk, en vooral, te eigenaardig gelegen ten opzichte van de sterophoopingen, om een andere verklaring aannemelijk te maken dan die van zéér ongelijke verspreiding der sterrren in ons melkwegstelsel. Dat wil zeggen, dat op sommige plekken de sterren veel dichter opeengehoopt zijn dan elders, en vermoedelijk ook bij lange na gemiddeld niet zoo groot zijn als bijvoorbeeld onze Zon.

[p. 35]

Die opeenhoopingen van kleinere sterren moet men dan vooral in de eigenlijke melkwegwindingen zoeken. Reeds de beschouwing van een melkweg-deel als op Fig. 3 (de omgeving van Altair (α Aquilae) maakt dat om zoo te zeggen evident.

Dit resultaat uit Herschel's werk is hier wat uitvoeriger besproken, omdat het, bij het langzaam en behoedzaam voortschrijden der wetenschap in de oplossing van zulk een grootsch maar uiterst ingewikkeld probleem, tot de best door 't moderne onderzoek gestaafde uitkomsten behoort: een der weinige die nagenoeg zeker zijn. Zoo geeft de onlangs overleden groote sterrenkundige Newcomb als eindoordeel het volgende: De lichtkracht van sommigen is duizenden of tienduizen den malen zoo groot als die van de zon, andere daarentegen stralen slechts een honderdste of een duizendste deel van het licht der zon uit. (Wat Newcomb hier ‘helderheid’ noemt, kan zoowel beteekenen: sterker lichtkracht van elk deel der oppervlakte, als ook: grootte. Wij hebben voorshands geen voldoende middelen om deze twee van elkaar te scheiden). Prof. Kapteyn kwam eenige jaren geleden tot de conclusie dat in een ruimte die twee millioen sterren bevat, even helder als onze zon, er slechts 500.000 gevonden worden, helderder, maar meer dan 12 millioen zwakker dan deze. Hieraan moge toegevoegd worden dat volgens onderzoekingen, door schrijver dezes vijftien jaren geleden verricht, het aantal zeer zwakke sterren veel sterker toeneemt in rijke, dan in arme streken van den Melkweg. Neemt men slechts de sterren tot de negende grootte in aanmerking, dan zijn er daarvan tweemaal zooveel in de heldere als in de donkere streken; rekent men daarentegen de sterren mede, in Herschel's bovenbedoelde ‘loodingen’ vervat, dan blijken er op een vierkanten graad veertien maal zooveel sterren in de lichte als in de donkere streken van den Melkweg voor te komen.

fig. 8. melkweg in den zwaan.

Newcomb vat, in zijn werkje: ‘De Sterren’ deze en andere aanduidingen in de volgende slotsom bijeen: ‘De sterren die ons ‘sterrenstelsel’ vormen, strekken zich in een laag uit, in de richting van het melkwegvlak. Men zou dus, ook wanneer men de ‘plaatselijke opeenhoopingen’ wegdenkt, een massa verspreide sterren overhouden, welker aantal, als men van een der melkwegpolen naar het melkwegvlak voortgaat, aanhoudend en geleidelijk toeneemt. Daarenboven echter bestaan er, op zichzelf-staande, welomschreven, meest naar 't midden verdichte cumuli, voor een ander deel zijn 't plaatselijke opeenhoopingen van onbepaalden vorm, die wij als de ‘wolken’ van den Melkweg zien.

Het spreekt van zelf dat in deze cumuli en melkweg-ophoopingen de sterren niet alleen minder helder lichtend, maar ook werkelijk kleiner zijn, vermoedelijk zéér veel kleiner, dan de eigenlijke zon-achtige sterren die in ons stelsel verder uiteenliggen.

Dat ook de ‘verspreide sterren’ uiterst ongelijk zijn, niet alleen van lichtgevend vermogen, maar ook van volume en massa, is overigens rechtstreeks aangetoond, want in enkele bijzondere gevallen, bij dubbelsterren welker afstand (parallaxe) gemeten is kunnen

[p. 36]

worden, heeft men met zekerheid gevonden dat dit soms, in verhouding tot onze zon, onbeteekenende sterretjes zijn.

Wanneer wij dus een stuk van den Melkweg op de fotografische plaat beschouwen (als in Fig. 3, die het grootste deel van den helderen noordelijken Melkweg in het sterrebeeld de Zwaan voorstelt) dan behoeven wij niet te denken, gelijk vroeger wel eens gezegd is, dat elk van die lichtende stipjes een ster voorstelt, zoo reusachtig groot als onze zon. Zeker zijn er een aantal even belangrijke bij, en nog wel grootere; zoo heeft men bij de heldere ster Deneb (α Cygni) - bovenaan links op deze

fig. 9. sterren en nevels omstreeks α cygni.

afbeelding - geen spoor van parallaxe kunnen vinden, wat beteekent dat die ster zóó ver weg ligt, dat de jaarlijksche baan van de Aarde om de Zon, die toch in de ruimte 300 millioen kilometer omspant, niet de geringste jaarlijksche schijnbare reflex-beweging of verschilzicht bij die ster teweeg brengt; om zóó helder te zijn dat ze tot de eerste grootte nadert moet zulk een ster een onbepaald aantal malen, duizenden, misschien tienduizenden malen helderder of grooter zijn dan de zon die ons verlicht. Misschien staan er nog wel een paar van die reuzen-zonnen op onze plaat, maar nòg verder weg, en dus oogenschijnlijk veel kleiner dan Deneb. De groote massa van deze melkwegsterren echter zullen wel miniatuursterren zijn, bij de zon vergeleken, en ook wel geen honderden trillioenen mijlen van elkaar staan, zooals de sterren in de ‘leegere’ deelen van het stelsel.

* _* *

Wanneer de sterren onderling zoo enorm in helderheid verschillen, en op sommige plekken zooveel dichter opeengehoopt liggen dan elders, dan vervallen Herschel's uitgangspunten geheel, want het feit dat hier en daar nog sterrijke plekken niet door zijn teleskoop ‘opgelost’ konden worden, is dan gemakkelijk ook zóó te verklaren dat daar nog sterren zijn, te klein van omvang of te zwak van licht om zelfs in een zoo krachtigen kijker duidelijk gezien te kunnen worden. 't Bewijst dus geenszins dat het sterrenrijk zich in de richting van den Melkweg eindeloos ver uitstrekt. In den tijd waarin Struve op de sterrenwacht te Poelkawa (bij Petersburg) de uitkomsten van Herschel en diens zoon bewerkte, kon men dit nog aannemen, maar de Duitsche astronoom Seeliger heeft voldingend aangetoond, dat ons melkwegstelsel naar buiten begrensd is. Dat volgt uit een studie waarop de aantallen sterren, naar de verschillende grootte of lichtkracht, in verschillende richtingen verdeeld zijn. Seeliger beschreef ons ‘sterreneiland’ als een rotatie-ellipsoïd, men kan het zich dus ongeveer voorstellen als een zeer dikke lens, binnen welke de sterren vrij ongelijkmatig verdeeld liggen; natuurlijk eindigt de vorm van dit sterreneiland naar buiten niet scherp afgebakend, en in de buitenste lagen heeft ook eenige ‘uitdunning’ plaats.

De sterren binnen deze ‘lens’ hebben niet alleen zeer verschillende lichtkracht en grootte, maar ook zeer verschillenden ‘ouderdom’. Dit merkt men aan hun spectrum: door een toestel met prisma's gezien, of een ander

[p. 37]

instrument dat de samenstellende deelen van het licht als 't ware uiteenwerpt, vertoonen de lichtbeelden der verschillende sterren eigenaardige verschillen, die niet anders verklaard kunnen worden dan door aan te nemen dat sommige sterren ijl en luchtig zijn, andere bestaan uit sterker saamgedrukte elementen, terwijl bij sommige andere wellicht reeds het proces in wording is, dat eindigen zal met het vormen van een vaste korst aan de oppervlakte, zoodat ten laatste die zonnen gelijken

fig. 10. heldere en zwakke sterren in den melkweg (γ cygni).

zullen op ontzaglijk groote planeten, en zij als lichtlooze bollen door het hemelruim wentelen.... Eindelijk zal ook de warmte van hun oppervlak verdwenen zijn, en als doode brokken materie rekken ze nog een poos hun bestaan.

Maar dit kan niet het einde zijn; immers gedurende het eindelooze verleden zouden àlle zonnen van ons stelsel reeds den tijd gehad hebben, aldus uit te dooven. Wij moeten aannemen dat op de een of andere wijze wedergeboorte van zonnen plaats grijpt, misschien door botsing of doordat twee omkorste zonnen elkaar zeer dicht naderen, waarbij dan de wederzijdsche aantrekking de vaste korsten weer verschenen, en de dubbel-zon tot nieuw gloeiend leven wekken zou. Hoe dat zij, de kringloop der materie moet ook hier van voor af aan kunnen beginnen. Wat nu echter is dat begin? Het antwoord is niet twijfelachtig; een nevelvlek.

Wij hebben vroeger het wezen van die zonderlinge hemellichamen nader beschouwd^*), en er toen op gewezen dat er eigenlijk twee zeer verschillende soorten van nevelvlekken zijn, hoewel dan niet zonder overgangsvormen tusschen die beide. De eerste soort wordt door geometrische vormen gekenmerkt, ze zijn meest vrij klein, goed-begrensd en soms sterk-lichtend; de grootste en best bekende is de beroemde nevelvlek van Andromeda

*) ‘Elseviers Maandschrift'’ XVIII, 7 Juli 1908.

[p. 38]

(Fig. 6) die zelfs goed zichtbaar is voor het bloote oog. Men kan deze nevelvlekken wel beschouwen als de ‘smeltkroezen der sterren’; als ijle, maar reeds in een zekere wordingsphase verkeerende, op zichzelf staande gasmassa's die elk bij voortgezette verdichting het aanzijn zullen geven aan een zon, een dubbelster, misschien ook, onder bepaalde omstandigheden, aan een sterrenhoop (cumulus).

Andere nevelmassa's echter zijn vaag, zeer onbestemd, vormeloos, ontzaglijk uitgestrekt. Ze worden bijna uitsluitend in den Melkweg gevonden, en hoewel reeds de oudere Herschel er enkele gezien had, dagteekent de goede herkenning van hare gedaante en ligging toch eerst van den vooruitgang der hemel-fotografie, dus pas van de laatste tien of twintig jaren. Dat alleen de fotografische plaat ze goed registreeren kan, ligt ook aan haar eigenaardig licht, dat haast enkel blauwe, fotografisch werkzame stralen bevat.

Welke rol spelen nu deze vage nevelmassa's? Het feit dat ze, evenals de meeste sterren der melkweg-ophoopingen, blauwachtig licht hebben; dat ze enkel in den Melkweg voorkomen, en hier en daar ontegenzeggelijk samenhang vertoonen met de sterren van dien gordel, (Een mooi voorbeeld vertoont een nevelmassa, met sterren in Monoceros samenhangend, Fig. 7) maakt de onderstelling zeer aannemelijk dat die vage nevelmassa's de oer-materie vormen, waaruit de meest kleinere sterren van de melkwegophoopingen ontstaan, denkelijk door een soort van knoopvorming of plaatselijke verdichting. Een schitterend beeld van zulk een vagen nevel geeft de mooie nevel-sluier in Cygnus, op de groote plaat bij dit artikel (Fig. 1). Als een wapperende gazen sluier, lichtend als 't fijnst-gesponnen glasdraad en zoo teer alsof er herfstdraden door het sterrenbosch zweefden, hangt dat geheimzinnige wonder daar in de wereldruimte. Na vele millioenen jaren misschien zal er niets meer van over zijn, alles samengepakt en geabsorbeerd in tallooze nieuwe sterren, die dan wellicht de plaats innemen van het sterregruis dat nu nog helder lichtend over de plaat is uitgestrooid.

Een afbeelding als deze, met een blootstellingsduur van drie uren in een der beste instrumenten ter wereld verkregen, is wel een zoo groote triomf der moderne techniek als waarvan men een kwart-eeuw geleden nauwlijks durfde droomen!

Ons sterreneiland bevat dus niet enkel sterren, solitair of gezellig in groepen, maar ook nevelvlekken en ijle nevelmassa's van onbegrijpelijke uitgestrektheid, die meest in de rijkst van sterren voorziene deelen hun vagc glans met de fonkelende lichten vermengen.

* _* *

Het behoeft nauwelijks gezegd te worden, dat deze sterrenfamilie niet in rust verkeert. Niets ter wereld is zonder beweging, en de hemellichamen allerminst, wij weten met zekerheid dat sommige groote sterren door de ruimte ‘suizen’ met een vaart waarbij de snelheid onzer moorddadigste projectielen (welke toch de kilometer in de eerste secunde reeds nabij komt), slechts kinderspel is; wij weten ook dat onze eigen zon ons meesleurt met een snelheid van ten naastenbij 20 kilometer in elke secunde.

De vraag, of de sterren ordeloos door elkaar heen zwermen, gelijk de muggen dansen op een zwoelen zomeravond, is al sedert lang door de astronomen overwogen, en in vroeger tijd zeer gereedelijk met neen beantwoord. Kant en Lambert bijvoorbeeld zagen er volstrekt niet tegen op, het sterrenstelsel te vergelijken bij het zonnestelsel, en aan te nemen dat er ergens een centrale zon moest zijn, Sirius bijvoorbeeld, waaromheen alle andere wentelden. Zoo iets wordt nu echter gemakkelijk verbeeld, maar met evenveel recht betwijfeld, en zulke analogie-redeneeringen brengen ons geen stap verder. Wel weten wij thans, dat Sirius zulk een centrale-zon niet kan zijn, en evenmin Alcyone in de Plejaden. Maar eerst onze landgenoot Kapteijn is, na vele jaren van geduldigen, ingespannen en genialen arbeid, er onlangs in geslaagd, een tipje van dien sluier op te lichten, door aan te toonen dat de bewegingen in ons sterrenstelsel niet ordeloos zijn, maar in hoofdzaak teruggebracht kunnen worden tot twee stroomingen, welker richting hij wist te bepalen. Van een centraal lichaam

[p. 39]

echter of van een kring-beweging der sterren, bleek tot dusver niets.

Toch houden velen aan de overtuiging vast, dat de beweging van al die sterren toch geleid moet hebben tot iets als een structuur van ons stelsel; dat men, op een grooten afstand geplaatst, er vorm in zien zou. Nu is 't maar jammer dat wij ons slechts in gedachten buiten ons sterrenstelsel verplaatsen kunnen, en dat helpt ons niet veel. Onze zon is toch diep gedompeld in de sterrenlaag; ze staat vermoedelijk wel een eind uit het midden van ons sterreneiland, maar niet ver uit het middenvlak. Van zulk een positie uit is 't al even moeilijk, de structuur van het stelsel te bepalen, als een vreemdeling, plotseling verplaatst op een der Seine-bruggen bij avond, uit de overal heen krioelende lantaarnrijen den plattengrond van Parijs zou kunnen afleiden. Wij kunnen 't echter langs den indirecten weg probeeren.

De ring-vorm van den Melkweg doet zich vanzelf voor, door het beeld van den gordel aan het hemelgewelf. Doch dat is projectie, en reeds Wright erkende, dat een laag van sterren hetzelfde beeld zou teweegbrengen als een sterren-ring welks inwendige niet geheel zonder sterren is. Nadere bestudeering van den Melkweg leidt tot de overtuiging dat zulk een ring, indien hij bestond, zeer gecompliceerd zou moeten zijn, en de Italiaansche sterrenkundige Celoria meende, omstreeks 1880, dat twee ineengeschakelde ringen de uitkomsten der studie van de sterverdeeling beter zouden voorstellen dan een enkele ring. Neemt men aan, dat deze ringen ongelijk van grootte zijn, dan komt men onwillekeurig tot een gewijzigde voorstelling van ons sterrenstelsel, welke in den laatsten tijd vaak vermeld wordt, en de structuur onze wereld toch tot een geometrische figuur zou terugbrengen.

Er is namelijk aan onzen noordelijken hemel in den Melkweg een plek die bijzonder rijk is aan sterren. Omstreeks β Cygni (Fig. 5) ligt misschien het rijkste deel: Epstein heeft daar 600 sterren geteld binnen een ruimte die er elders niet meer dan 140 pleegt te bevatten. Onze afbeelding geeft onderaan links den rand van de melkwegvlek te zien, die zich noordwaarts voordoet in de heldere plekken van Fig. 8, welker bovenstuk, met de heldere ster Deneb (α Cygni) in Fig. 9 op grooter schaal duidelijker te zien is met zijn wonderlijke aaneenschakeling van sterren en nevels. Nu is echter het merkwaardige van deze streek in den Zwaan, dat niet enkel de zwakke en zeer zwakke sterren hier uiterst talrijk zijn, maar ook de heldere en zeer heldere, zooals vooral door den Russischen astronoom Stratonof is aangetoond, onze Fig. 10 die het middelste plekje uit Fig. 8 op veel grooter schaal voorstelt, vertoont dit eigenaardige karakter duidelijk. Wij hebben dus hier te doen met een kolossale opeenhooping van sterren van allerlei grootte, en nog andere overwegingen leiden tot het denkbeeld, dat hier het centrum van het melkwegstelsel gezocht moet worden; zoo al geen centrale zon, zou ons systeem dus wel een centrale kern van sterren kunnen hebben, eenigszins gelijkend op die van de Andromedanevelvlek (Fig. 6) maar veel kleiner dan deze. En het is werkelijk niet moeilijk, verband te vinden tusschen deze Cygnus-ophoopingen en de overige plekken en stroomingen van den Melkweg, die zich dan, in spiraalwindingen samenhangend, door ons sterrenstelsel zouden slingeren.

Maar met deze onderstelling - méér is ze niet - zijn wij aan het eind onzer beschouwingen gekomen; wij zouden ons bestek: zooveel mogelijk het thans vaststaande aan te duiden, overschrijden indien wij verder gingen. Ook hetgeen wellicht nog buiten ons melkwegstelsel liggen kan, blijve onbesproken; dat betreft mogelijkheden waarbij elke grond van zekerheid ontbreekt. Voorshands is ons eigen sterreneiland, tusschen welks honderd millioen leden een lichtstraal, in rechte lijn voorttrillend slechts in driehonderd eeuwen passeeren zou, ruimschoots met onopgeloste vraagstukken bedeeld om de geleerden aan het werk te houden nog lang na onze dagen.