5a. De Saturnio Luna Observatio Nova

This text was not translated. Below you will find the Dutch-language original.

Op 5 maart 1656 werd in Den Haag bij de Haagse uitgever Adriaan Vlacq een pamflet uitgegeven waarin Christiaan Huygens verslag deed van zijn ontdekking (bijna een jaar eerder) van een maan bij de planeet Saturnus. Destijds was dat de verst bekende planeet in ons zonnestelsel. Maar er was meer!

Tijdens zijn telescopische waarnemingen aan Saturnus had Huygens ook een eigen verklaring gevonden voor de schijnbaar wisselende vorm van deze planeet. Deze telkens veranderende en af en toe zelfs verdwijnende‘oren van Saturnus’ waren al door Galilei waargenomen.

Op het moment dat Huygens de ontdekking van een maan rond Saturnus publiceerde, was hij echter nog niet geheel zeker van de juistheid van zijn ring-hypothese. Net zoals hij dat eerder had gedaan bij de ontdekking van de Saturnusmaan (Titan) kondigde Huygens deze nieuwe ontdekking aan in de vorm van een anagram. De oplossing daarvan kon hij dan op een later tijdstip bekend maken.

Er zijn geen exemplaren bewaard gebleven van het oorspronkelijke pamflet dat door Huygens naar bevriende geleerden is verstuurd. De tekst van het pamflet werd echter door uitgever Adriaan Vlacq achter ingevoegd bij het boek van Pierre Borel over de uitvinding van de telescoop (De vero telescopii inventore) dat later in dat jaar verscheen.

Precies drie jaar later – in maart 1658 – was Huygens voldoende zeker van zijn zaak om de betekenis van zijn tweede anagram te onthullen. Aan zijn correspondent J. Chapelain schreef hij dat het anagram de volgende Latijnse zin weergaf: ‘ANNULO CINGITUR TENUI, PLANO, NUSQUAM COHAERENTE AD ECLIPTICAM INCLINATO’. Ofwel, ‘door een ring wordt hij omgeven, dun en plat, nergens aanrakend, hellend ten opzichte van de ecliptica’. Deze oplossing van het anagram, die onmogelijk door iemand anders gevonden had kunnen worden, publiceerde Huygens in 1659 in zijn boek Systema Saturnium.


In zijn in 1656 uitgegeven pamflet DE SATURNI LUNA OBSERVATIO NOVA schreef Christiaan Huygens hierover het volgende:

“Toen ik op 25 maart van het jaar 1655 de planeet Saturnus door een kijker bekeek, werd mijn aandacht getrokken door een sterretje dat daar vlakbij in het westen stond, buiten de hengsels of armen die van de planeet aan beide kanten uitsteken. Het sterretje stond op een afstand van ongeveer drie boogminuten en de positie was aangegeven door de rechte lijn die door de beide armen kan worden getrokken. En omdat ik mij afvroeg of dit wellicht een planeet was van dezelfde soort waarvan er vier om Jupiter lopen, noteerde ik de plaats van Saturnus en dit sterretje en hun positie ten opzichte van een andere ster, die ongeveer even ver van Saturnus was verwijderd, maar dan aan de andere kant. Ik hield deze, in tegenstelling tot de eerste, voor een vaste ster, omdat hij niet stond op de genoemde rechte lijn.

Ik vergiste mij niet. Toen ik de volgende dag de waarneming herhaalde, stelde ik vast dat de ster die in het westen stond nog altijd dezelfde positie ten opzichte van Saturnus had, op dezelfde afstand als voorheen. De andere evenwel had zich tot bijna de dubbele afstand van de eerdere verwijderd. Waaruit ik meende te moeten opmaken dat deze laatste een van de vaste sterren was, die door Saturnus (die toen in retrograde beweging was) verder achter zich was gelaten, terwijl de eerste, die samen met de planeet bewoog, hem als satelliet vergezelde.

Door verdere waarnemingen in de volgende dagen werd alle twijfel weggenomen. Want vanaf dat moment heb ik drie maanden lang, telkens als de lucht helder genoeg was, de nieuwe planeet waargenomen en aan mijn vrienden getoond, terwijl hij zich nu rechts, dan links van Saturnus bevond. En uit de aantekeningen die ik van mijn waarnemingen maakte leerde ik dat hij zijn omloop volbracht in zestien dagen. De grootste afstand waarop hij van Saturnus gezien werd was iets minder dan drie boogminuten. Op dat punt van zijn baan was hij het best zichtbaar, maar wanneer hij dichtbij Saturnus kwam om voor- of achterlangs te passeren raakte ik hem wegens de schittering van de planeet twee dagen kwijt. De periode van zestien dagen meet zo nauwkeurig de omloop van de planeet af, dat ook nu er een jaar en meer sinds de eerste waarnemingen is verstreken, geen te kort of te veel valt vast te stellen: hij staat aan de hemel op de plaats die wij hadden voorspeld”.

Dan volgt een passage, waarin Huygens kenbaar maakt dat hij bij Saturnus nog een ontdekking heeft gedaan:

“Ik weet dat enkele jaren geleden Anton Maria de Rheita niet één, maar wel zes satellieten aan Saturnus toeschreef. Maar hij vergiste zich hier al evenzeer als inzake de vijf planeten die volgens hem, buiten de Mediceïsche Planeten, om Jupiter omliepen. Dat blijkt daaruit dat de vermaarde Johannes Hevelius, hoewel hij aantoont dat hij zich bediende van een betere telescoop, geen enkele metgezel bij Saturnus kon ontdekken, hoewel hij hem met grote ijver en tal van malen bekeek. Dit heeft hij immers uit eigen beweging gezegd.

Behalve Rheita heeft niemand, voor zover ik weet, iets dergelijks over Saturnus geclaimd. Want van het tweetal begeleiders dat Galilei ontdekte weten we inmiddels dat ze iets heel anders zijn dan wat zij op het eerste gezicht leken. Wat ze dan wel zijn is een raadsel, en de sterrenkundigen durven zich daarover nog niet uit te spreken. Evenwel, dit nieuwe verschijnsel van Saturnus’ maan heeft ook op dit punt de weg gewezen.

Wij zijn tenslotte de oorzaak te weten gekomen waarom Saturnus soms in het midden staat van twee dingen die op hengsels lijken, soms iets als twee rechte armen uitsteekt, en soms ook dat alles kwijt is en zich rond voordoet, zoals hij in het jaar 1642 werd gezien en nu opnieuw, al sinds drie maanden. En het zal niet moeilijk zijn om te bepalen wanneer deze veranderingen verder plaatsvinden als ons nog twee maanden van observaties worden toegestaan, waarin we kunnen zien of zij [die observaties] met onze hypothese overeenkomen.

Wij verwachten immers dat tegen eind april of zelfs eerder Saturnus’ armen weer zullen verschijnen, niet gebogen zoals je ze kunt zien in de afbeeldingen van Francesco Fontana en Hevelius, maar volgens een rechte lijn die aan beide kanten uitsteekt, als je ze bestudeert door een kijker van betere kwaliteit. Want als je de gewone gebruikt geven die ze weer als twee cirkeltjes, zoals ze zich de eerste keer aan Galilei vertoonden.

Onze kijker, waarmee wij de naloper van Saturnus hebben gevonden, is twaalf voet lang en vergroot de diameter van het bekeken object vijftig keer. Wij hebben er later een gebouwd van dubbele lengte die honderd keer vergroot. Omdat naar verluid door anderen nog langere telescopen dan deze zijn gebouwd, van wel dertig en veertig voet, valt aan te nemen dat hun glazen gebreken vertoonden, of dat deze glazen niet de juiste onderlinge verhouding hadden. Anders zou de nieuwe satelliet van Saturnus immers niet tot op heden aan de scherpte van hun blik zijn ontsnapt.

Wij zullen de waarnemingen die wij het vorige en dit jaar hebben verzameld, die de omloopstijd van de maan aantonen, tegelijk publiceren wanneer wij het volledige systeem van Saturnus zullen hebben voltooid. Inmiddels dunkt het mij goed om de hoofdzaak te verbergen in het volgende anagram [gryphus], zodat iemand die toevallig hetzelfde gevonden meent te hebben de gelegenheid heeft daarmee voor de dag te komen en het niet gezegd kan worden dat hij het aan ons of wij het aan hem hebben ontleend.

aaaaaaa ccccc d eeeee g h iiiiiii llll mm nnnnnnnnn oooo pp q rr s ttttt uuuuu

Den Haag, 5 maart 1656.

5. Huygens and Titan, Saturn’s moon

On 25 March 1655, Huygens discovered a moon orbiting the planet Saturn, using a telescope lens he had ground himself. Christiaan initially formulated his discovery in the form of an anagram: a rearranging of the letters to hide the original meaning of his Latin sentence. By making his discovery known to a few correspondents in this manner, Huygens safeguarded his claim to the discovery, while allowing himself the time to test his theories by observing Saturn for longer.

Christiaan used a line of verse by the Roman poet Ovid for his anagram: ‘ADMOVERE OCVLIS DISTANTIA SIDERA NOSTRIS’, with an additional string of unconnected letters VVVVVVVCCCRRHNBQX’. The translation of the first section is: ‘They brought the distant stars closer to our eyes’. As Christiaan himself said: ‘Nobody saw before me, what was hidden in these letters’.

Huygens revealed the real meaning of this anagram a year later, in March 1656, in a small printed pamphlet entitled DE SATURNI LUNA OBSERVATIO NOVA and in some letters to his correspondents. The text of the pamphlet was also included in Pierre Borel’s book about the discovery of the telescope (De vero telescopii inventore), which appeared later that month.

The correct reading of the anagram is ‘SATURNO LUNA SUA CIRCUNDUCITUR DIEBUS SEXDECIM HORIS QUATUOR’, which can be translated as ‘Saturn’s moon circles the planet in sixteen days and four hours’.

Christiaan was so pleased with this discovery that he used a diamond to engrave the first lines of the anagram around the edge of the object lens (objective) he used to discover the planet. This lens can still be viewed today. It was found by chance in 1867 among a number of antique instruments at Utrecht University. This ‘Admovere’ lens is now in the Utrecht University museum.

4. Huygens’ Discovery of the Rings around en Saturnus

The planet Saturn was a significant problem for astronomers in the first decades of the seventeenth century. Viewed through the first telescopes, the planet displayed a strange, irregular form, a form that also changed with the passing of time. Various explanations were offered for this phenomenon, but it was Huygens who finally found the solution to the puzzle.

While observing Saturn through his telescope, Huygens developed an explanation for the seemingly fluctuating form of this planet. Galileo was the first to observe these constantly changing ‘ears of Saturn’.

In March 1656 it became clear that Huygens had discovered something important, when he published a pamphlet reporting his discovery of a moon near the planet Saturn a year earlier. At the time, Saturn was the furthest planet from the earth known in our solar system.

However, when Huygens published his discovery of the Saturn moon (named Titan), he was not yet absolutely sure that his ring hypothesis was correct. Huygens announced his hypothesis in the same manner as he had announced the discovery of Titan; in the form of an anagram. He could then make the solution known at a later date, when he was sure he was right.

No copies have survived of the original pamphlet that Huygens distributed among his colleagues. However, the publisher Adriaan Vlacq included the text of the pamphlet as an insert in the back of Pierre Borel’s book about the discovery of the telescope (De vero telescopii inventore), which also appeared in March 1656.

In March 1658, three years after his initial observation and two years after his publication, Huygens was sure enough of himself to reveal the meaning of his second anagram. He wrote to his correspondent J. Chapelain that the anagram represented the following sentence in Latin: ‘ANNULO CINGITUR TENUI, PLANO, NUSQUAM COHAERENTE AD ECLIPTICAM INCLINATO’, which means ‘it is surrounded by a ring, thin and flat, never touching, oblique in relation to the ecliptic’. Huygens published this solution to the anagram, which could not possibly have been solved by anybody else, in 1659 in his book Systema Saturnium.

3. Huygens and astronomy

Historically, astronomy had always been a mathematical discipline: the theory of predicting the movements of the heavenly bodies. However, in the seventeenth century, thanks to the invention of the telescope (which made the discoveries of the Italian scholar Galileo Galilei and other astronomers possible) and the theories of the French philosopher René Descartes, the structure and the nature of space itself became central to the science of astronomy.

Huygens was thoroughly familiar with the mathematical aspects of astronomy, but he was primarily interested in the question of how space is structured. As an astronomer, his primary function was that of an observer. He explored the heavens with his home-made telescopes, and achieved particular fame in this science thanks to his discoveries about the planet Saturn.

His work in astronomy includes a planetarium, built by order of the King of France, and the book Cosmotheoros, which he wrote towards the end of his life. In this book he discussed the structure of the heavens and the dimensions of heavenly bodies, as well as the question of whether life could occur on other planets.

See also the website of Museum Boerhaave for Huygens and Astronomy. (Text in Dutch)

2. Huygens and mechanics

The term ‘mechanics’ is derived from a Greek word meaning ‘machine’. Mechanics described the forces at work on, and created by, levers, pulleys and other such tools. The scope of the subject developed over time into a science which describes the mathematical aspects of all forces and movement.

In the seventeenth century, mechanics took on a special new meaning thanks to the science of physics. The French philosopher René Descartes proposed that all natural phenomena could be explained by the mechanical action of the minutest material particles. As such, knowledge of the laws of mechanics amounted to knowledge of the laws of nature. This was the reason that Huygens was particularly interested in this field. He became a famous mechanical scientist mainly thanks to the following discoveries:

  • the laws of impact
  • the laws of the pendulum
  • the law of centrifugal force.

1. Huygens and mathematics

Mathematics was Huygens’ chief field of interest. He was taught the subject in his youth by Jan Stampioen and by Frans van Schooten, a professor in Leiden.

Part of Huygens’ work can be classified under what we now call pure mathematics, such as squaring the circle. However, the greater part of his mathematical work was based on his theories about the workings of nature and his practical work. For example, he developed his theory of involutes and evolutes because he needed something to determine how to construct an isochronic pendulum.

Huygens’ mathematical work was primarily influenced by classical geometry, and most of his theses were founded on the science of geometry. But in Huygens’ time, others were already developing in a more analytical direction. One of these was the German mathematician Gottfried Wilhelm Leibniz. Leibniz learnt the basics of mathematics from Huygens but went on to follow a path of his own, one which Huygens was rather uncomfortable with.

However, Huygens was no stranger to breaking new ground either. One uncharted field he threw himself into was probability. When visiting Paris in 1655, he heard of an ongoing discussion between the French mathematicians Pascal and Fermat about the chances of winning or losing in gambling games (in particular, how the winnings should be divided if a game was stopped halfway through). He became immediately interested in the subject. This resulted in a short treatise, entitled De Ratiociniis in Ludo Aleae (The Value of all Chances in Games of Fortune, or Van rekeningh in spelen van geluck in Dutch). This work was published by his tutor Van Schooten in 1657 and long remained the only introduction to this branch of mathematics.