sciencetalk

Er zijn al bevredigende verklaringen gevonden voor het verschijnsel van parelvormige lichtschijnselen bij een zonsverduistering, de zogenaamde “Barley‘s beats”.
 De “diamant”, een felle diamantvormige lichtvlek die men waarneemt aan de zijde van de zon even voordat de zonsverduistering volledig lijkt, en men reeds het volledige donkere profiel van de maan waarneemt, wordt met deze  Barley’s beats in verband gebracht.
Ten onrechte denk ik.
Het zonnelicht dat een waarnemer op aarde waarneemt is ongeveer 8 minuten oud. Dit betekent dat het waargenomen licht niet het licht is dat de waarnemer zou waarnemen als het zonnelicht loodrecht en instantaan op de waarnemer zou vallen. De waarnemer ziet dus zonnestralen op een andere plaats dan waar de zon in werkelijkheid staat, ook als de verduistering plaatsgrijpt.
De schaduw van de maan echter bereikt ons veel sneller. De schaduw van de maan, en licht van de zon zijn dus niet synchroon voor het oog van de waarnemer. De waarnemer ziet derhalve  nog een reepje zonnelicht op het ogenblik dat de waarnemer reeds een volledig schaduwbeeld ziet van de maan. Het contrast van het zonnelicht (in vertraging) in contrast met  het donkere profiel van de maan, dat de waarnemer vroeger bereikt, versterkt dit lichteffect nog,  zodat het reepje zonlicht een schitterende diamant lijkt, en de schaduw van de maan reeds compleet is.
Twee vragen:
Is deze redenering juist?
Heeft dit ook een effect bij het waarnemen van sterren bij zonsverduistering?

Hier is een video van de occultatie van Jupiter door de Maan (klik). Jupiter is 30 lichtminuten verwijderd van de aarde. Stel dat er geen raar spookbeeld verschijnt dat 30 minuten duurt, zou je dan concluderen dat je redenering niet klopt?
 

 

Je hebt vast "Eclipse" op National Geographic gezien. In 2010 was ik samen met hun crew en nog een paar honderd anderen op Paaseiland om (niet te geloven, tijdens de WK finale Nederland Spanje) de totale eclips mee te maken, en kan je uit eigen waarneming vertellen dat de verklaring heel eenvoudig is, zie de foto:

 
Eclips 2010 Rapa Nui. Bron: M.U.

• Linksboven: Vlak voordat de verduistering totaal is, rest er nog een minuscuul sikkeltje zonlicht aan de rand van de pikzwarte (althans voor mensenogen) Maan. Maar de Maan is niet glad, aan de rand zijn bergketens. Ongeveer 20 seconden voor de totaliteit in gaat, schijnt er door de dalen van de bergen aan de rand van de Maan hier en daar nog een randje zonlicht, en zo ontstaat het kralensnoer (Bailey's Beads). Zoals je ziet is de corona nu nog niet zichtbaar want het licht van het kralensnoer is bijna nog te fel om naar te kijken.
• Rechtsboven: Door het diepste dal aan de maanrand schijnt nog op één punt de Zon door een diep dal, zo'n 5 seconden voor de totaliteit begint. De corona begint zichtbaar te worden, en je kan nu zonder bezwaar met blote ogen naar de verduistering kijken. De stip licht is erg fel, het lijkt of daarboven een zilverwitte ring met een diamant staat te schitteren.
• Rechtsonder: Vrijwel totaal. De corona wordt goed zichtbaar, en ongeveer een seconde voor de totaliteit begint, priemt nog net het laatste spatje zonlicht door een dal.
• Linksonder: Einde totaliteit. Door een bergdal aan de andere zijde van de Maan boort zich plots een felle straal zonlicht, zet Paaseiland in lichterlaaie (adembenemend!) en de tweede diamantring ontstaat.

De diamantring is dus niets anders dan het kralensnoer, maar er is nog maar een kraal. Verkijk je niet op het zwart in deze foto's. De sluitertijden verschilden enorm; er zit een factor 100.000 verschil in de belichting. Zo heb ik het kralensnoer met een 10.000 maal verzwakkend voorzetfilter gefotografeerd en seconden later al de 1e diamantring zonder filter. Mijn foto's van de totaliteit waren zoals je kan zien niet zo best, een grote telescoop met zwaar stafief meenemen naar Paaseiland werd veel te kostbaar. Dus ik heb mij met dit kleine ding op een gammel statief moeten behelpen:

 
 

Alain Maury, een Frans astronoom uit Chili, had wel een professionele kijker bij zich en hij heeft uit een aantal met verschillende sluitertijden gemaakte fotos van de totaliteit deze prachtige composiet gemaakt (klik er op voor grotere weergave):

 
Eclips 2010 Rapa Nui. Bron Alain Maury

 

De waarnemer ziet derhalve nog een reepje zonnelicht op het ogenblik dat de waarnemer reeds een volledig schaduwbeeld ziet van de maan.

Een foton van de Zon passeert de rand van de Maan. Op datzelfde moment zendt die rand zelf een foton uit. Beide fotonen reizen parallel en komen een ruime seconde later tegelijk in het oog van de waarnemer aan. Dat fotonen van de Zon, voor zij de rand van de Maan bereikten, al 8 minuten hebben gereisd, is niet van belang.

Prachtig plaatje, die onderste foto - je zou bijna denken dat het niet echt is
 
Ik heb zelf de verduistering van 99 gezien in bulgarije. De foto's hebben inderdaad grote verschillen in sluitertijd, voor het oog ziet het er toch heel anders uit. Op de foto lijkt de 1e diamantring 'feller' te zijn dan het kralensnoer, maar in de praktijk is dat natuurlijk niet het geval. Het meest opvallende vond ik toch wel dat zo'n eclips eerst heel langzaam lijkt te gaan (er zit een paar uur tussen het eerste 'hapje' dat de maan uit de zonneschijf neemt en de totaliteit), maar op het moment dat de eclips totaal wordt gaat het echt heel snel. Binnen een halve minuut van licht waarbij je goed kunt zien tot echt donker... en op de achtergrond de natuur die op hol slaat, men name vogels die niet lijken te weten wat ze overkomt. 
 
Qua tijden klopt het natuurlijk wel dat het licht dat je ziet ca 8  minuten geleden de zon verliet, en het begin (of einde) van de totaliteit zie je ongeveer een halve seconde later nadat de maan daadwerkelijk op die positie stond. Dat geldt echter altijd, en heeft niets met zonsverduisteringen an sich te maken. 

je zou bijna denken dat het niet echt is

 

Dat is in een bepaalde zin ook zo. Zo strak zal je zelf de corona nooit zien, en geen enkele foto zal de corona zo kunnen weergeven. Maury heeft een aantal foto's met oplopende sluitertijden genomen, waarbij hij met een soort coronagraaf een steeds grotere cirkel rond het centrum van de Zon/Maan heeft afgedekt, zodat ook de uiterst ijle buitengebieden van de corona bij lange sluitertijden zichtbaar werden. Vervolgens heeft hij alle foto's met software tot één afbeelding gestackt.

 

Voor het oog ziet het er allemaal inderdaad heel anders uit, en het geheel is veel indrukwekkender dan een plaatje weer kan geven.

Interessant, het resultaat mag er zeker zijn. 
 
Uiteraard is het een composite, maar het is daarmee niet 'nep', eerder vergelijkbaar met HDR. Ik weet niet of hij fysiek de corona heeft verduistert of niet (kan me voorstellen dat dat nodig is om de sensor heel te houden).

[attachment=16408:Eclipse 2009 Druckmüller.jpg]
Totale eclips van 2009, composietbeeld. Bron: Miroslav Druckmüller
 
Nog mooiere eclipsfoto's van Miroslav Druckmüller, gemaakt in 2008 en 2009. 
Hier is zelfs het maanoppervlak, verlicht door de 'volle Aarde', te zien.
De afbeeldingen zijn gestackt uit tientallen verschillende opnamen met sluitertijden variërend van 1/250 tot 8 seconden. De sterren zijn van magnitude 10 en enigszins streepvormig omdat tijdens de opnames de Zon is gevolgd en deze in de 5 minuten van de verduistering door de omloop van de Aarde om de Zon een paar pixels is verplaatst tov de sterrenachtergrond.
Op de opname van 2008 zijn het gedetailleerde lijnenspel in de corona en de vele protuberansen (zonnevlammen) mooi zichtbaar. Klik op de foto's voor grote weergave.
  Totale eclips van 2008, composietbeeld. Bron: Miroslav Druckmüller

Is dat het magnetisch veld van de zon dat voor die strepen zorgt?

Dat klopt. Die veldlijnen tekenen hun patroon in het ijle, zeer hete plasma in de corona (de buitenste atmosfeer) van de Zon.

Wederom zeer mooie fotografie, zeker waar je het oppervlak van de maan nog in detail kunt zien door het van de aarde afgekaatste licht.