De jacht op zwaartekrachtlenzen met amateurbereik
Stel je dit eens voor: een verre sterrenstorm, een miljarden jaren oude lichtstraal, wordt op z'n reis door het heelal plotseling gebogen door een onzichtbare massa.
Het licht krult om een onzichtbare lens en komt bij ons uit als een perfecte ring, of een flitsende dubbelganger van die ene verre quasar. Dit is geen magie, het is zwaartekracht. En jij kunt het zien.
Zelfs met een doorsnee telescoop kun je deze 'zwaartekrachtlenzen' waarnemen. Je hoeft geen milljardair te zijn met een Hubble-telescoop.
Je hebt gewoon een stukje techniek, een dosis geduld en een telescoop nodig.
We gaan op jacht.
Wat zijn zwaartekrachtlenzen eigenlijk?
Einstein had gelijk. Zwaartekracht is niet alleen een kracht die appels naar beneden trekt, het is een buiging van de ruimte-tijd.
Zware objecten, zoals een sterrenstelsel of een cluster van sterrenstelsels, drukken een deukje in het heelal. Licht dat langs zo'n deukje reist, buigt af. Net als een bril die je zicht corrigeert, kan zo'n zwaar object fungeren als een reusachtige lens.
Voor ons ziet dat er vaak uit als een Einstein-ring (een cirkel van licht) of als twee of meer afbeeldingen van één enkele verre quasar.
Dit fenomeen heet sterk lensen. Het is extreem ver weg en extreem zeldzaam om die perfecte ringen te zien, maar de effecten zijn er wel. En met moderne techniek kun je ze vastleggen.
Het is het ultieme bewijs dat de kosmos een flexibel, buigzaam netwerk is. Als amateur draait het bij deze jacht niet om het zien van die ene perfecte ring.
Het gaat om het waarnemen van de effecten van massa op de positie van sterrenstelsels.
We kijken naar hoe de vormen van verre sterrenstelsels vervormen door de massa van een dichterbij gelegen cluster. Dit is de jacht op de 'lensing' zelf.
De uitrusting: Wat heb je nodig om te jagen?
Je hoeft geen professionele spullen te kopen. Voor de meeste lens-jachten zijn de telescopen die je in elke goede sterrenwinkel vindt al voldoende.
De focus ligt op drie dingen: brandpuntsafstand, scherpte en een rustige hemel. Je wilt zoveel mogelijk licht verzamelen en de fijnste details kunnen onderscheiden. De klassieke keuze voor dit werk is een Schmidt-Cassegrain of Maksutov telescoop.
Een Celestron C8 (203mm dia, 2032mm brandpunt) is een gouden standaard. Hij is compact, stabiel en heeft een lang brandpunt waardoor je flink kunt inzoomen op verre objecten.
Een SkyWatcher 150/1200 Newton is ook een kanjer, zeker als je hem op een stevige montering zet.
Je wilt een diafragma van minstens 150mm om voldoende detail te zien. Voor de camera heb je eigenlijk maar één ding nodig: een koude camera. Een ZWO ASI294MC Pro (rond €1300) is een uitstekende all-rounder. Wil je de allerbeste gevoeligheid voor die verre, zwakke structuren?
Dan kijk je naar de ZWO ASI2600MC Pro (rond €2000). Als je budget krapper is, werkt een gewone spiegelreflex (zoals een Canon EOS 6D of 80D) ook, mits je hem kunt koelen en de live-view scherp kan stellen.
Verder is het een kwestie van uitrusten. Een sterrenkijker (zoals een ZWO ASI120MM Mini) is essentieel voor scherpstelling op fijnere details. En een stevige montering mag niet ontbreken.
Een SkyWatcher HEQ5 Pro (rond €1200) is de ondergrens voor diepe narrowband fotografie bij lang belichten.
Ga voor een iOptron CEM40 (rond €2000) of een SkyWatcher EQ6-R Pro (rond €1500) als je zwaarder wilt gaan en meer stabiliteit wilt.
De techniek: Hoe vang je de buiging?
Zwaartekrachtlenzen fotograferen werkt net even anders dan het fotograferen van een sterrenbeeld, zeker als je kiest voor een gekoelde astro-camera in plaats van een DSLR.
Je bent op zoek naar extreme details in zwakke objecten. Daarom werk je bijna altijd met lange belichtingstijden en hoge resolutie. Je camera moet licht opvangen dat soms letterlijk gebogen is om een obstakel heen.
Stap 1 is het vinden van de juiste lucht. Je wilt een object dat ver genoeg weg is en een zwaar object er vlakbij.
De beroemde Abell 1689 is een cluster die vaak wordt gefotografeerd, maar die ligt ver in het zuiden.
Voor de noordelijke hemel is de Coma-cluster (Abell 1656) een prachtig doel. Die bevat sterrenstelsels die vervormd raken door de massa van de cluster zelf. Zodra je het doel in het oog hebt, draait het om de scherpstelling. Met een Schmidt-Cassegrain draai je aan de focusknop totdat de allerkleinste sterretjes scherp zijn.
Gebruik een bahtinov-masker of de 'defocus-methode' op je scherm: je wilt de scherpste piek zien in de helderheid. Omdat je met een lange brandpuntsafstand werkt, is de scherptediepte klein.
Een micron verkeerd draaien en de details zijn weg. De belichting is een balans. Te kort en je ziet niets van de vervorming.
Te lang en de lichtverontreiniging (luchtvervuiling) neemt het over. Een gemiddelde sessie bestaat uit 20 tot 30 minuten data per filter, herhaald over meerdere nachten.
Als je een monochrome camera gebruikt (zoals de ASI294MM), draai je dan op Luminant (L) en Rood (R) filters; die geven de meeste structuur in verre stelsels. De verwerking is de magie. Je stapelt de beelden (stacken) met software zoals PixInsight of Astro Pixel Processor.
Daarna volgt de 'stretch': je trekt de zwakke details uit de data zonder de heldere delen te overbelichten.
Dit is waar je de vervorming ineens ziet opduiken: sterrenstelsels die eruitzien als banaantjes of staartjes door de zwaartekracht van de cluster.
Prijzen en configuraties: Van beginner tot pro
Je hoeft niet alles in één keer te kopen. Je kunt op drie niveaus instappen.
- Budget (€2.000 - €3.500): Start met een SkyWatcher 150/1200 Newton (€500) op een stevige tweedehands EQ5 montering (€400). Gebruik een tweedehands Canon EOS 6D (€300) of een ZWO ASI294MC Pro (€1300 nieuw). Voeg een ZWO ASI120MM Mini toe voor scherpstelling (€150). Dit is de basis. Je kunt hiermee grote clusters vastleggen, maar je moet misschien meer moeite doen om fijne lens-effecten te zien.
- Middel (€4.000 - €6.500): De Celestron C8 (€1200) op een SkyWatcher EQ6-R Pro (€1500). Combineer dit met een ZWO ASI2600MC Pro (€2000) en een ZWO AM5 montering (€1600) voor ultieme draagbaarheid en stabiliteit. Dit is de gouden standaard voor amateur-lensing. Je hebt nu de resolutie en de gevoeligheid om verre quasars en vervormde sterrenstelsels duidelijk te onderscheiden.
- Top (€8.000+): Een Takahashi FSQ-106 (€4000+) of een PlaneWave CDK70 (€5000+), gemonteerd op een Paramount ME II (€4000+). Monochrome camera met filters (€2500+). Dit is spul voor de serieuze onderzoeker of de perfectionist. Hiermee maak je foto's die in wetenschappelijke publicaties kunnen verschijnen.
Hieronder een realistische inschatting van wat je kwijt bent voor een setup waarmee je echt resultaat kunt boeken. Let op: de prijzen schommelen. Tweedehands marktplaatsen (zoals Cloudy Nights of het Astro-Tweedehands forum) zijn je vriend.
Veel amateurs kopen en verkopen hun spullen. Een goede deal op een montering of telescoop scheelt je honderden euros.
Praktische tips voor de jacht
Zwaartekrachtlenzen zoeken is een spel van geduld. Verwacht niet dat je de eerste nacht al een Einstein-ring vindt.
"Geduld is het sleutelwoord. De kosmos haast zich niet, en jij moet dat ook niet doen."
Je bent vaak op zoek naar subtiele vervormingen die je alleen ziet als je de beelden vergelijkt met kaarten van het gebied. Gebruik programma's zoals Aladin of het Digitized Sky Survey om te zien hoe de sterrenstelsels er 'normaal' uitzien. Let op de maan. Voor dit werk wil je een donkere hemel.
Een heldere maan verlicht de achtergrond en maakt de zwakke, vervormde structuren onzichtbaar. Plan je sessies rond de nieuwe maan.
En check de seeing (de turbulentie in de atmosfeer). Als de sterren flink flikkeren (Schaal 1-5), ga dan niet voor maximale vergroting. Houd het rustig.
Leer je software kennen. PixInsight is de industrienorm, maar er zijn goedkopere opties zoals Astro Pixel Processor of zelfs gratis tools zoals Siril. De truc is het 'subtracten' van de achtergrond en het 'stretchen' van de data.
Er zijn genoeg YouTube-tutorials specifiek voor het bewerken van deep-sky data. Sluit je aan bij een community.
In Nederland en België zijn forums en WhatsApp-groepen actief. Vraag om advies over welke objecten nu goed zichtbaar zijn. Soms weet een andere amateur precies waar de vervorming in een cluster zit.
De jacht op zwaartekrachtlenzen is een sociale sport, net zo veel als een technische.
Dus, pak je telescoop, stel scherp en kijk naar de randen van de clusters. Daar gebeurt het. De ruimte buigt, het licht krult, en jij bent er getuige van.