Einführung in die Astronomie: Sonne
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Die Sonne ist unser nächster Fixstern. Sie ist im Mittel 150 Millionen Kilometer (149.598.870 Kilometer) von der Erde entfernt. Die Sonne ist der Mittelpunkt unseres Sonnensystems. Ohne die wärmende Strahlung der Sonne gäbe es kein Leben auf der Erde. Daneben ist die Sonne auch für Astronomen als Beobachtungsobjekt sehr interessant. Man muss allerdings bei ihrer Beobachtung große Vorsicht walten lassen.
[Bearbeiten] Die sichere Sonnenbeobachtung
Wegen der großen Helligkeit hat man bei der Sonnenbeobachtung das in der Astronomie unübliche Problem, das zu viel Licht vorhanden ist und man das Licht unbedingt reduzieren muss. Die Sonne strahlt in allen Wellenlängen des Spektrums ihre Energie ab. Die Atmosphäre der Erde filtert manche Wellenlängen unterschiedlich stark heraus, bevor die Strahlen auf dem Boden ankommen. In dem Bild rechts ist zu sehen, dass es neben dem sichtbaren Bereich noch andere Wellenlängen von Strahlung gibt. Direkt an den sichtbaren Bereich unterhalb des violetten Lichts schließt sich der Bereich der ultravioletten Strahlung an.
Ultraviolettes Licht kann der Mensch nicht sehen. Es ist aber trotzdem vorhanden und sehr energiereich. Es wird in der Technik benutzt, um bakterielle Keime im Trinkwasser abzutöten.
Über dem roten sichtbaren Bereich befindet sich der infrarote Bereich. Auch dafür gibt es in unseren Augen keine Rezeptoren, die darauf reagieren, weshalb wir keine Wärmestrahlung sehen können. Auch diese Strahlung wird durch unsere Atmosphäre nicht vollständig absorbiert und richtet im Auge Verbrennungsschäden an, wenn man mit ungeschütztem Auge durch ein Fernrohr in die Sonne schaut.
Leichtsinn oder Fehler bei der Sonnenbeobachtung können leicht zu schweren Augenschäden bis hin zur Erblindung oder auch zur Zerstörung von Kameras und anderen Geräten führen.
Auf keinen Fall darf man die Sonne - auch nicht die tiefstehende oder von Dunst geschwächte - ohne Filter mit einem Fernglas oder Fernrohr direkt beobachten, da dies durch die lichtbündelnde Wirkung dieser Geräte zu einer sofortigen Erblindung führen würde. Auch bei Filtern muss man sehr vorsichtig sein: so können sich die bei vielen billigen Fernrohren als Zubehör mitgelieferten Okularfilter durch die Sonneneinstrahlung aufheizen und platzen, da sie sich im Strahlengang des Fernrohrs in der Nähe des Brennpunkts befinden. Die menschliche Reaktionszeit reicht nicht aus, um im Fall eines geplatzten Filters rechtzeitig das Auge aus der Gefahrenzone zu bringen. Sicherer, aber auch teurer sind Objektivfilter, diese werden vor dem Teleskop angebracht. Sie können auch aus der bei Planetarien oder im Optik-Fachhandel erhältlichen Mylar-Folie (wie zum Beispiel von „Baader“) selbst angefertigt werden. Diese Folie ist auch geeignet, um Sonnenfilter für Teleobjektive herzustellen. Es gibt in Fotofachgeschäften auch Filter für Teleobjektive zu kaufen. Es sollten farbneutrale Filter der Klasse ND 6.0 verwendet werden. Für die Beobachtung mit bloßem Auge ist eine Schweißer- oder eine sogenannte Finsternisbrille der beste Schutz. Auch Mylar-Folien erfüllen ihren Zweck, sofern ihre Verwendung als Sonnenfilter vom Hersteller explizit ausgewiesen wird. Große Vorsicht ist allerdings bei rußgeschwärzten Gläsern, schwarzen Filmstreifen und Rettungsfolien angebracht, denn diese Gerätschaften schwächen die für das Auge ebenfalls schädliche unsichtbare Infrarot- und UV-Strahlung nicht in dem erforderlichen Maße.
Generell gilt, dass man mit Sonnenfiltern zweifelhafter Herkunft nie länger als unbedingt nötig die Sonne beobachten sollte. Sie sollten keineswegs in Verbindung mit Fernrohren und Ferngläsern eingesetzt werden. Steht die Sonne sehr horizontnah oder wird ihr Licht durch Dunst stark geschwächt, so kann es vorkommen, dass man die Sonne mit dem Filter nicht mehr sieht. In diesem Fall sollte gewartet werden, bis die Sonne wieder durch den Filter sichtbar ist.
[Bearbeiten] Sonnenfleckenbeobachtung
[Bearbeiten] Beobachtung im Weißlichtbereich
Wenn vor dem Teleskop ein Sonnenfilter angebracht wurde, welcher die einfallende Strahlung auf 0,001 Prozent verringert, dann kann mit dem Auge die Photosphäre der Sonne wie ein Planet zur Nachtzeit beobachtet werden. So können bereits größere Sonnenflecken und ihre Wanderung in wenigen Tagen über die uns zugewandte Oberfläche beobachtet werden. Die Sonne hat auf ihrer Oberfläche eine Temperatur von ca. 6000 °Celsius. An Stellen, die von Sonnenflecken bedeckt sind, ist sie etwa 4000 °Celsius heiß. Zum Vergleich: Gold schmilzt bei 1064 °Celsius. Die Sonne erzeugt ihre Energie durch Kernfusion von Wasserstoff. Dabei entsteht als Fusionsprodukt das Edelgas Helium. Diese beiden Stoffe, die in Spuren auch in der Erdatmosphäre zu finden sind, machen fast die komplette Masse der Sonne aus. Unter den Amateurastronomen auf der ganzen Welt gibt es einige, die systematisch die Sonnenfleckenanzahl, ihre Häufigkeit und Position wissenschaftlich dokumentieren.
[Bearbeiten] Beobachtung mit H–alpha Filter
Die Sonnenbeobachtung im H–α Bereich des Sonnenspektrums ist sozusagen die Königsklasse der Sonnenbeobachtung, da hierfür ein recht teurer Spezialfilter benötigt wird, der den sichtbaren Bereich des Lichts auf einen sehr schmalen, weniger als ein Angström breiten Bereich um 656,28 nm begrenzt. Dadurch wird die Abbildung insgesamt schärfer, die Sonnenflecken heben sich noch besser vom Hintergrund ab und die Granulation ist stärker sichtbar. Angström ist eine noch feinere Unterteilung der Wellenlänge von Licht. Der Begriff Angström wird allerdings in der professionellen Astronomie nicht mehr offiziell benutzt. Stattdessen werden Wellenlängen prinzipiell in Nanometern angegeben. Der H–α Bereich ist der Teil des roten Spektrums, in welchem ausschließlich der ionisierte Wasserstoff Licht aussendet. Mittlerweile gibt es sogar spezielle Sonnenteleskope zu kaufen, die nur zur Sonnenbeobachtung geeignet sind und den H–α Filter bereits fest eingebaut haben.
Eine andere Möglichkeit zur gefahrlosen Sonnenbeobachtung bietet die Projektionsmethode. Bei der Projektionsmethode wird in Verlängerung der optischen Achse des Fernrohrs hinter dem Okular ein Projektionsschirm mit einem weißen Blatt Papier angebracht.
Projektionsverfahren zur Sonnenbeobachtung sind nicht nur völlig sicher, sie ermöglichen auch mehreren Leuten gleichzeitig, die Sonnenbeobachtung zu genießen. Während der totalen Phase einer Sonnenfinsternis, die je nach Entfernung der Erde zur Sonne zwischen zwei und elf Minuten dauern kann, wenn man genau auf der Linie des Kernschattens steht, wird für ein paar Sekunden kein Schutzfilter benötigt. Er muss sogar während dieser Phase abgenommen werden, wenn die Korona und die Protuberanzen der Sonne zu sehen sein sollen.
Allerdings ist hierbei große Vorsicht geboten, denn die totale Phase einer Sonnenfinsternis ist kurz, und sobald der erste Lichtstrahl nach der totalen Phase wieder über den Sonnenrand hervorschaut, ist sofort wieder der Filter vor dem Objektiv anzubringen.
Der Mond ist nicht groß genug, um die ganze Erde in den Schatten zu stellen. So ist es häufig nur ein 200 Kilometer großer Kreis des Schattens, der über die Erdoberfläche zieht. Nur in diesem Kreis ist es möglich die Sonnenfinsternis als totale Sonnenfinsternis zu erleben. Während der Kernschatten über Sie hinwegzieht, wird es sehr schnell um ein paar Grad kälter, so als würde plötzlich die Nacht anbrechen.
[Bearbeiten] Merkur und Venusdurchgänge
Die Planeten Merkur und Venus sind auf ihrem Weg um die Sonne dichter an ihr als die Erde und die anderen Planeten. Aus diesem Grund kann es passieren, das sie von der Erde aus gesehen über die Sonnenscheibe wandern. Dies wird als Durchgang bezeichnet. Zu sehen ist bei beiden Planeten eine im Verhältnis zur Sonnenscheibe nur winzige Scheibe von etwa einer Bogenminute. Das entspricht etwa einem Dreißigstel des scheinbaren Sonnendurchmessers.
[Bearbeiten] Sonne
[Bearbeiten] Ephemeride
Tabelle mit den Ephemeride für das Jahr 2008, Ephemeride für das Jahr 2009, Ephemeride für das Jahr 2010, Ephemeride für das Jahr 2011
[Bearbeiten] Sonnenfinsternisse und Durchgänge
Siehe: Erdmond und Merkurdurchgänge und Venusdurchgänge
