Maeshowe en de ondergaande winterzon
Maeshowe is een ganggraf op Orkney in Schotland, ongeveer 5000 jaar oud. De gang wijst naar het zuidwesten, waar de zon rond de winterzonnewende ondergaat. Hier zie je de horizon vanaf de ingang op ware schaal, hoe de zon achter de heuvels verdwijnt en soms terugkomt, wat we weten en wat niet.
Waar je staat
Maeshowe ligt bij Stenness op Mainland, het grootste eiland van Orkney. Het is een ronde grasheuvel met één gang naar een kamer, volgens Historic Environment Scotland ongeveer 10 m lang (andere opgaven wijken af). De ingang ligt aan de zuidwestkant.
In het horizonbeeld hieronder sta je bij de ingang en kijk je naar het zuidwesten, naar de heuvels van Hoy, het eiland in het zuidwesten. Wat je daar ziet, komt uit onze eigen berekening met hoogtegegevens en niet uit een foto.
De ingang van Maeshowe, gezien van buiten (14 juli 2022; de fotograaf keek naar het noorden). De gang leidt de heuvel in; de ingang ligt aan de zuidwestkant.
Foto: Carroll Pierce, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons.
_-_geograph.org.uk_-_7270545.jpg){kind=link}
De ondergang van de winterzon, op ware schaal
Het beeld toont de horizon in het zuidwesten, 35° breed en 4,8° hoog, met de heuvels van Hoy zoals hoogtegegevens ze geven en de zon op ware grootte (0,53°). Kies een jaar en schuif door de dagen rond de zonnewende. De streepjeslijnen zijn de assen van de gang. Kloktijden tonen we niet; we tonen hoeveel minuten de zon achter de heuvels verdwijnt.
3000 v.Chr., op de dag van de zonnewende: de zon gaat zonder onderbreking onder; ze verdwijnt niet een tijdje achter de heuvels.
- Declinatie van de zon
- −24,02°
- op de zonnewende: −ε = −24,02°
- Azimut bij het laatste zonlicht
- 216,1°
- bovenrand van de zon op de horizon van de heuvels
- Zon achter de heuvels
- geen
- de zon blijft zichtbaar tot de ondergang
Wat we weten en wat niet
- Aanvaard: de gang wijst naar de ondergang van de zon rond de winterzonnewende; de zonnestralen vallen in lijn met de Barnhouse Stone, een staande steen ten zuidwesten van de heuvel (Historic Environment Scotland). De zon gaat daar onder boven de heuvels van Hoy (Reijs, via Patat 2011; ook in onze berekening).
- Aanvaard: het licht van de ondergaande zon valt ongeveer drie weken vóór en na de winterzonnewende door de gang en verlicht de achterkant van de kamer (Historic Environment Scotland). Volgens Reijs gebeurt dat ongeveer 35 dagen aan weerszijden, en 5000 jaar geleden misschien 40 dagen (geciteerd door Ruggles en Barclay, 2000).
- Gemeten: vanaf de gang liggen drie punten van de horizon op azimut 217,1°, 222,9° en 225,7° op 1,3°, 1,0° en 0,9° hoogte (Ruggles 1979 en MacKie 1997: twee onafhankelijke metingen die op 0,1° overeenkomen).
- Gemeten: rond 20 dagen vóór en na de zonnewende verdwijnt de zon achter Ward Hill, komt 7 à 8 minuten later enkele minuten terug en gaat dan definitief onder: ongeveer 2 minuten volgens Reijs (via Patat 2011), 3 à 4 minuten in ons model.
- Omstreden: of de as van de gang past bij de zonnewende zelf of bij zonsondergangen ongeveer drie weken eerder of later. Ruggles (1999) zegt het laatste: de as van de binnengang, azimut 221°, past bij de zon van ongeveer drie weken eerder of later. Oudere bronnen noemen de zonnewende zelf (Ritchie 1985, Parker Pearson 1993) of enkele weken eerder en later (Burl 1981).
- Omstreden: of de uitlijning nauwkeurig was. MacKie (1997) ziet in Maeshowe een observatie-instrument met twee precieze uitlijningen op horizonpunten en een kalender van 16 maanden. Ruggles en Barclay (2000) zien een brede kosmologie en geen exacte kalender, en wijzen erop dat de zon tientallen dagen lang de achterwand haalt.
- Onbekend: de oorspronkelijke vorm van de buitenste gang en de ingang. Die zijn na de opgraving van 1861 herbouwd, en veel van wat over de zonnewende is geschreven gaat over de huidige vorm. Ook de gangmaten die nodig zijn om te berekenen op welke dagen het licht de achterwand haalt (de plaats van de knik, de breedte per stuk) hebben we niet gevonden. Daarom tekenen we geen bereik, alleen de twee assen.
- Onze berekening zegt wat de horizon en de zon doen. Ze zegt niets over wat de bouwers bedoelden. Ook de ouderdom is een schatting (ongeveer 2800 v.Chr.; geen directe datering van de bouw gevonden); daarom tonen we 3000 v.Chr. en noemen we dat onzeker.
Onze berekening
| Plaats | 58,9966° N, 3,1882° W (het midden van de heuvel volgens Historic Environment Scotland); onze waarnemer staat bij de ingang, 17 m naar het zuidwesten (geschat) |
|---|---|
| Horizon | Copernicus GLO-30 (oppervlaktemodel, ongeveer 30 m), azimut 195° tot 255° in stappen van 0,05°, met kromming van de aarde en refractie (k = 0,13) |
| Waarnemer | 14,0 m boven zeeniveau (de hoogte van het model op de ingang plus 1,5 m ooghoogte; met de hoogte van OS Terrain 50, 16,7 m, past de horizon slechter bij de metingen) |
| Zon | scheefstand IAU 2006 (P03), Kepler-baan met de excentriciteit en het perihelium van dat jaar, refractie volgens Sæmundsson bij 1010 mbar en 0 °C (zoals bij Newgrange) |
| Controle horizon | hoogte bij 217,1°, 222,9° en 225,7°: 1,31°, 0,94° en 0,91°; gemeten 1,3°, 1,0° en 0,9°. Ward Hill: 476,6 m in het model en 479 m op de kaart, op 13,75 km |
| Controle terugkeer | 2026, 20 dagen vóór de zonnewende (declinatie −21,90°): ongeveer 7 minuten weg en daarna enkele minuten zichtbaar (3 à 4 minuten in ons model); Reijs en Patat: na 7 à 8 minuten, ongeveer 2 minuten |
| Wat afwijkt | de overgang van de linkerflank van Ward Hill met de nabije grond ligt in het model bij 216,7° en in de meting bij 217,0° tot 217,1°: 0,3° tot 0,4° verschil. Een tweede model (OS Terrain 50) geeft hetzelfde |
| Terugkeer van de zon | in 2026 rond 20 en 41 dagen vóór en na de zonnewende, in 3000 v.Chr. rond 23 à 24 en 43 à 44 dagen (de grotere scheefstand verschuift de dagen) |
| As en zonnebaan | In 3000 v.Chr. ging de zon op de zonnewende onder bij ongeveer 216° (laatste licht: de bovenrand van de zon op de horizon van de heuvels), op de as van het buitenste stuk van de gang (herbouwd; de oorspronkelijke vorm is onbekend). De as van de binnengang (221°) ligt tussen het laatste licht van 22 en dat van 24 dagen vóór de zonnewende (219,8° en 223,4°), en ongeveer even ver erna: bij de zon van ongeveer drie weken eerder of later. Dat is meetkunde van de assen en de zonnebaan; het zegt niets over wat de bouwers bedoelden. |
Kloktijden tonen we niet: de onzekerheid in de aardrotatie (ΔT) is voor 3000 v.Chr. te groot. De duur in minuten hangt daar niet van af.
Hoe we rekenen
De horizon rekenen we zelf uit hoogtegegevens, zoals Patat (2011) beschrijft: vanaf de ingang lopen we in elke richting weg en nemen de grootste hoogtehoek, met de kromming van de aarde en de refractie in de lucht. Vergeleken met de metingen van Ruggles en MacKie komt dat op 0,01° tot 0,06° na overeen, behalve de overgang bij 217°.
De zon rekenen we met ons eigen model, dat ook voor 3000 v.Chr. geldt. Voor elke dag volgen we de zon in stappen van een kwart minuut en tellen we hoeveel van de schijf boven de horizon uitkomt. Zo vinden we hoe lang ze achter de heuvels verdwijnt.
Dat de as van de binnengang tussen het laatste licht van 22 en 24 dagen vóór of na de zonnewende ligt, komt overeen met wat Ruggles zegt over zonsondergangen ‘ongeveer drie weken eerder of later’. Een tweede hoogtemodel, OS Terrain 50 van Ordnance Survey, geeft vrijwel dezelfde horizon (verschillen tot 0,04° in hoogte); laserhoogtegegevens (lidar) hebben we niet gebruikt.
Bronnen
- C. Ruggles en G. Barclay, Cosmology, calendars and society in Neolithic Orkney: a rejoinder to Euan MacKie, Antiquity 74 (2000) 62–74. doi.org
- E.W. MacKie, Maeshowe and the winter solstice: ceremonial aspects of the Orkney Grooved Ware culture, Antiquity 71 (1997) 338–359. Gelezen via Ruggles en Barclay (2000).
- C. Ruggles, Astronomy in Prehistoric Britain and Ireland, Yale University Press (1999). De zin over de as van de binnengang (221°) is gelezen als citaat.
- F. Patat, Horizon synthesis for archaeo-astronomical purposes, Astronomische Nachrichten 332 (2011), nr. 7, 743–749. doi.org
- Historic Environment Scotland, Maeshowe Chambered Cairn: history and stories, en het beschermingsrecord SM90209. historicenvironment.scot
- J. Stuart, Notice of excavations in the chambered mound of Maes-Howe, Proceedings of the Society of Antiquaries of Scotland 5 (1864). journals.socantscot.org
- V. Reijs, metingen en 3D-model van Maeshowe (1998, 2001). Gelezen via Ruggles en Barclay (2000), Patat (2011) en de Ness of Brodgar-site.
- Ness of Brodgar Trust, Maeshowe and the winter solstice (2020). nessofbrodgar.co.uk
- Hoogtegegevens: Copernicus DEM GLO-30, © DLR e.V. 2010–2014 en © Airbus Defence and Space GmbH 2014–2018, geleverd onder COPERNICUS door de Europese Unie en ESA. Vergelijking met OS Terrain 50, Ordnance Survey (Open Government Licence v3.0).
Wat in de bronnen staat en wat we zelf berekenen, houden we gescheiden. Zie ook de Hemelkalender voor de zonnewendes van dit jaar.
Meer monumenten
Ook beschikbaar:
- Newgrange (Ierland)
Nog niet beschikbaar:
- Stonehenge (Engeland)
- Goseck (Duitsland)