Een muurschildering voor Kapteyn
De astronoom zonder telescoop
Door Christien Boomsma
By Christien Boomsma
Christien Boomsma
Hij moet verschrikkelijk hebben gebaald. De jonge astronoom Jacobus Kapteyn – 27 jaar oud – was nog maar koud aangesteld als observator in Leiden, of hij werd al benoemd tot hoogleraar in Groningen. Hij kreeg er de kans om het vak astronomie praktisch van de grond af op te bouwen, want in Den Haag was in 1876 besloten dat op alle universiteiten hetzelfde curriculum moest worden gegeven. En dat betekende dat ze aan de RUG werk moesten gaan maken van een vak dat tot dan toe een beetje in het verdomhoekje had gezeten: sterrenkunde.
Maar al snel stuitte Kapteyn op het addertje onder het gras. Groningen had geen sterrenwacht en geen telescoop. En ondanks herhaalde en dringende verzoeken van de curatoren van de universiteit, piekerde Den Haag er niet over om geld beschikbaar te stellen.
‘Leiden adviseerde steeds om dat niet te doen’, zegt emeritus hoogleraar astronomie Piet van der Kruit. ‘Daar waren ze bang dat ze hun geld moesten delen.’
Kapteyn moest het doen met een simpele demonstratietelescoop, waarvoor hij wat geld bijeen sprokkelde. Daarmee beklom hij van tijd tot tijd het dak van het Academiegebouw om er wat waarnemingen te doen met zijn studenten. Niet bepaald zijn gedroomde carrière.
Coryfee
Het had einde oefening kunnen zijn: het einde van serieus sterrenkundig onderzoek in Groningen voor het goed en wel was begonnen. ‘Maar uiteindelijk was het een blessing in disguise’, zegt Van der Kruit. Het dwong Kapteyn namelijk om een nieuwe manier van onderzoek doen te zoeken. En die manier maakte niet alleen hem tot een coryfee. ‘Ook de invloedrijke positie van de Nederlandse astronomie wereldwijd is aan hem te danken’, zegt Van der Kruit.
In Leiden waren ze bang dat ze hun geld moesten delen
En nu is J.C. Kapteyn – naamgever van het Groningse Kapteyn Instituut en een van de belangrijkste wetenschappers die de universiteit heeft voortgebracht – het onderwerp van de tweede ‘academische’ muurschildering, na die van Aletta Jacobs. He metershoge kunstwerk komt op de muur in het steegje van het Universiteitsmuseum en wordt vrijdag onthuld, waarbij Van der Kruit het boekje J.C. Kapteyn en zijn Sterrenkundig Laboratorium een eeuw later presenteert.
Het is zijn derde publicatie over de beroemde astronoom: eerder schreef hij een vuistdikke biografie over hem, gevolgd door een publieksversie. Hij publiceerde ook over Kapteyns leerling Van Oort, de naamgever van de Oortwolk.
‘Het was anders toen’, zegt Van der Kruit. ‘Sterrenwachten hadden heel veel fotografisch materiaal van de sterren, maar geen personeel om dat allemaal uit te werken. Dus toen dacht hij: dan ga ik dat maar doen.’
Fotografische platen
Kapteyn stortte zich op de theorie: op het berekenen van de posities van sterren aan de hemel, de afstanden tussen sterren. Daardoor kwam hij in contact met de Schotse astronoom David Gill, die in Kaapstad door middel van de toen nog nieuwe fotografische platen de sterrenhemel van het zuidelijk halfrond had vastgelegd. ‘Gill klaagde in zijn brieven aan Kapteyn volop’, vertelt Van der Kruit. ‘Hij had het zo druk, hij had geen tijd om alles te analyseren, het was allemaal zo jammer. Het was een lokmiddel, om Kapteyn zo ver te krijgen om die platen te bestuderen.’
Kapteyn hield zich een tijdlang om de vlakte, maar uiteindelijk hapte hij toe. En zo kwamen er tussen 1885 en 1889 tientallen houten kistjes met maar liefst 2400 glasplaten naar Groningen, die nog altijd te vinden zijn in het Universiteitsmuseum.
De invloedrijke positie van de Nederlandse astronomie is aan hem te danken
Uiteindelijk zou Kapteyn – samen met zijn assistenten – er twaalf jaar over doen om met behulp van een zelfgeknutseld ‘parallactisch instrument’ de 454.875 sterren die Gill had gefotografeerd te analyseren. ‘Hij nam een klein telescoopje op eenzelfde afstand van de plaat als de brandpuntsafstand van de telescoop waarmee de opnames gemaakt waren’, legt Van der Kruit uit. ‘Door de positie van sterren daarmee op de fotografische plaat te meten, kon hij precies de juiste waarden berekenen.’
Het was een huzarenstukje, zeker. ‘Maar dit was een aanloop.’ Uiteindelijk ging het niet om het maken van de catalogus zelf. Kapteyn wilde weten hoe de Melkweg eruit zag en hoe de sterren bewogen. Grote plannen, die moeilijk te verwezenlijken waren. ‘Maar hij was een aanhouder’, zegt Van der Kruit. ‘Dus hij kreeg het wel voor elkaar.’
Sterrenstromen
Na bestudering van onder andere de gegevens van Gill meende Kapteyn twee tegen elkaar in draaiende sterrenstromen te zien in de Melkweg. Maar of dat werkelijk zo was, of dat er een andere verklaring was voor wat hij zag? Daarvoor was nader onderzoek nodig. En zelfs een noeste rekenaar als Kapteyn kon zoiets niet in zijn eentje doen.
En zo kondigde hij in 1904 tijdens een congres in Saint Louis een revolutionair plan aan. Als astronomen op sterrenwachten van over de hele wereld nu eens samen zouden gaan werken. Als ze nu eens 206 brokjes hemel zouden bestuderen en als daar nu de nodige statistiek op los gelaten zou worden? Als Groningen dat nu eens zou coördineren?
Het maakte Groningen – in elk geval voor een tijd – het middelpunt van de wereld van de astronomie.
De Amerikanen zeggen: Kapteyn had het fout
Daardoor werd onder andere aangetoond dat die sterrenstromen toch niet bleken te bestaan. De observaties klopten wel, ‘maar de willekeurige bewegingen in een bepaalde richting bleken groter dan willekeurige bewegingen in een andere’. Dat was al eerder gesuggereerd door een collega van Kapteyn, maar werd nu bewezen.
Het betekende ook dat Kapteyn eindelijk zelf observaties kon gaan doen. Hij raakte bevriend met George Ellery Hale, die op Mount Wilson bij Pasadena de grootste spiegeltelescoop ter wereld aan het bouwen was. Kapteyn werd aangesteld als research associate van het Mount Wilson Observatory. Hij kreeg er een eigen huis – het Kapteyn Huis, dat nog altijd bestaat – en verbleef daar voortaan elk jaar in de zomer en vroege herfst.
Model van de Melkweg
Zijn grote droom, het maken van een model van de Melkweg, bleef echter nog lange tijd buiten bereik. Maar een poging deed hij nog wel, in 1921, toen hij bijna 70 jaar oud was. Met de toen bekende data maakte hij samen met zijn leerling Van Rijn het ‘Kapteyn heelal’.
‘Het was een soort afgeplatte structuur’, zegt Van der Kruit. ‘Met de zon niet ver van het centrum.’ Het model verklaarde ook hoe het model stabiel kon zijn. Jammer genoeg bleek het niet te kloppen. Wel in verticale richting, maar in horizontale richting was het Melkwegstelsel veel uitgebreider dan Kapteyn ooit had gedacht, veroorzaakt door het feit dat er grote stofwolken aanwezig zijn. Daar had Kapteyn geen rekening mee gehouden.
Misschien is dat de reden dat de Amerikanen Kapteyn een beetje vergeten lijken te zijn, denkt Van der Kruit. De Amerikaans astronoom Shapley corrigeerde het Kapteyn-heelal immers. ‘En de Amerikanen maken er dan een wedstrijd van. Die zeggen: Kapteyn had het fout!’
Hoe weet ik dat die sterren niet roder zijn van zichzelf?
Dat ging zelfs zover, dat toen in de jaren negentig het Kapteyn Instituut de beeltenis van Kapteyn gebruikte op de omslag van conceptpublicaties, Amerikaanse collega’s dat ongepast vonden. Kapteyn had het immers fout gehad, en Shapley goed.
‘We zijn daar toen helaas in meegegaan’, zegt Van der Kruit. ‘Daar heb ik me toen wel boos over gemaakt.’ Want uiteindelijk, zegt hij, gaat het om wat wetenschappers doen met de kennis die ze hebben op een bepaald moment. Ook Kapteyn wist dat er stof tussen de sterren lag. Dat het stof in de Melkweg geconcentreerd was, dat was nog niet bekend.
Doorzetter
‘Hij was zelfs de eerste die zei dat als er stof is, blauw licht waarschijnlijk meer verstrooit dan rood licht. Maar hij zei ook: hoe weet ik dat die sterren niet roder zijn van zichzelf? Hij hield een slag om de arm.’
Zijn visie, revolutionaire ideeën en de talloze leerlingen die hij naliet en die samen de Nederlandse astronomie op de kaart hebben gezet, vormen een bijzondere nalatenschap. ‘Hij was echt een heel inspirerend persoon,’ zegt Van der Kruit. ‘Een echte doorzetter.’
Maar die sterrenwacht, die heeft hij nooit gekregen. En dat heeft hem dwarsgezeten ook, blijkt uit een brief die hij later in zijn leven schreef. ‘There is a sort of fate’, zei hij, ‘which makes me do all my life long just what I want to do least of all.’
De academische muurschildering van J.C. Kapteyn is gemaakt door Fynn van der Ziel en wordt vrijdag onthuld in het steegje bij het Universiteitsmuseum.