Zodiakaal licht

Het zodiakaal licht dat kort voor zonsopkomst of na zons ondergang als een zwakke gloed aan de hemel te zien is, werd al eeuwen geleden waargenomen. We weten nu dat dit verschijnsel veroorzaakt wordt door zonlicht dat door interplanetair stof (interplanetair betekent tussen de planeten) weerkaatst wordt.

Als je op een heldere, maanloze nacht naar buiten gaat, kort voordat de schemering begint, zie je in het oosten soms een zwakke kegelvormige lichtvlek die een stuk van 15° tot 20° van de horizon beslaat en zich als een vinger uitstrekt in de richting van het zenit. Indien je wilt vermijden dat je moet opstaan voordat het licht geworden is, kun je hetzelfde verschijnsel ook in de avond waar nemen. Je moet dan kort na zonsondergang (als de schemering ten einde loopt) in westelijke richting kijken. Het is echter een heel zwak lichtschijnsel en daarom mag je geen storende lichtbronnen in de buurt hebben staan. Zo’n plaats is tegenwoordig niet zo gemakkelijk meer te vinden, aangezien vrijwel overal de straatverlichting te hinder lijk is. De beste tijd om het zodiakaal licht op gematigde breedte te zien is in de lente of herfst.

Als je naar de tropen reist, heb je meer kans het schijnsel te zien. Niet alleen omdat je in zo’n geval in streken komt waar de lucht meestal helderder is, maar ook omdat de kegel van het zodiakaal licht een grotere hoek maakt met de horizon, zodat een deel daarvan door hogere, minder absorberende luchtlagen schijnt.

Het zodiakaal licht is niet interessant om te fotograferen, want er zijn in het geheel geen structuren te onderscheiden.

Het schijnsel is ongeveer twee keer zo helder als de melkweg, en daardoor zal het vooral op zuidelijker breedte graden misschien wel lukken het op een gevoelige film vast te leggen.

Negenhonderd jaar geleden werd het zodiakaal licht al waargenomen en beschreven door de beroemde Perzische sterrenkundige Omar Khayyam (1048-1131). Van het ontstaan ervan kan hij niets geweten hebben. Pas sinds de ruimte vaart konden de sterrenkundigen de theorie bevestigen dat het lichtschijnsel ontstaat als licht van de zon ge reflecteerd werd door interplanetair stof. In het vlak van het zonnestelsel bevinden zich ontelbare stofdeeltjes. Het lichtschijnsel is daardoor altijd in de buurt van de ecliptica te zien, en dat is de reden dat wij het als een schuinstaande lichtkegel waarnemen. Het verklaart ook waarom het schijnsel het best waargenomen kan worden in de lente en herfst. De zon staat dan in de eveningspunten.

Voor een waarnemer op gematigde breedte maakt de ecliptica, en dus ook de kegel van het zodiakaal licht, dan een grote hoek met de horizon.

De stofdeeltjes die het zodiakaal licht veroorzaken zijn klein, waarschijnlijk tussen de 1 micron (dat is één duizendste millimeter) en 0,1 micron. Ze verstrooien het zonlicht, en daardoor ontstaat het schijnsel. Na sterke uitbarstingen op de zon is het schijnsel sterker.

Waarschijnlijk heeft de Italiaans/Franse astronoom Jean Dominique Cassini (1615-1712), de eerste directeur van de sterrenwacht van Parijs, als eerste de term zodiakaal licht gebruikt. Voor zijn tijd was het verschijnsel al bekend. Het is echter niet het enige zwakke lichtschijnsel dat aan de avondhemel waargenomen kan worden. Het heeft een tegenhanger die bekend staat als de gegenscheinofwel het oppositielicht. Dit verschijnsel werd bijna 150 jaar geleden door de Deense astronoom Brorsenbeschreven. Het is een erg zwakke, elliptisch gevormde lichtvlek die zich tegenover de zon op de ecliptica bevindt. Het schijnsel beslaat een stuk van ongeveer 20° bij 10° van de hemel, maar deze afmetingen zijn natuurlijk afhankelijk van de plaats van de waarnemer en de helderheid van de lucht. Net als het zodiakaal licht kan dit schijnsel het best in de tropen worden waar genomen. Soms lijken het zodiakaal licht en het oppositie licht door een wazige band met elkaar verbonden te zijn.

Dit is de zogenaamde zodiakale band. Het oppositielicht en de zodiakale band worden eveneens veroorzaakt door inter planetair stof dat zonlicht reflecteert.

Een ander lichtschijnsel is het zwakke oplichten van de nachthemel zelf, en dat staat eenvoudig bekend als nachtgloed of hemelgloed. Dit wordt veroorzaakt door chemische reacties tussen moleculen in de bovenste lagen van de dampkring, waarbij een beetje zichtbaar licht wordt uitgestraald. Het is erg zwak en kan niet met het blote oog worden waargenomen. Toch is het voor sterren kundigen erg belangrijk als ze foto's met lange belichtings tijden van de hemel maken. Door het schijnsel wordt de duur van elke belichting beperkt, want na verloop van tijd zal de gloed de foto sluieren en de beelden van buitengewoon zwakke objecten overstralen. Maar de nachtgloed is alleen hinderlijk bij waarnemingen van zichtbaar licht; bij radiowaarnemingen heb je er geen last van. Voor radio-astronomen is de hemel altijd donker. De nachtgloed beïnvloedt hun metingen niet, evenmin als de verstrooiing van het zonlicht in de dampkring (die de oorzaak is van de blauwe kleur van de daghemel). Dat betekent dat radio-astronomen overdag even goed kunnen waarnemen als 's nachts, en dat is een duidelijk voordeel.