Ein anderer Blick auf die Sonne

Die Weißlichtfotos der Sonne sind im Kasten. Jetzt wären Protuberanzen spannend? Hierfür sind spezielle Filter erforderlich.

Neben der Sonnenbeobachtung und Fotografie im Weißlicht ist für viele Amateurastronomen die Fotografie der Sonne im Hα-Licht und im Kalzium-Licht eine spannende Herausforderung. Auf diese Weise lassen sich Strukturen der Fleckengebiete auf der Sonne oder auch Protuberanzen und Filamente sichtbar machen.

Im Hα-Licht blickt man in die etwa 2000km dicke Schicht der Chromosphäre, die sich über der Photosphäre befindet, die bei der klassischen Sonnenfotografie im Weißlicht zu erkennen ist. Die Beobachtung ist deutlich schwieriger, da ihre Leuchtkraft nur ein Millionstel der Leuchtkraft der Photosphäre beträgt. In der Chromosphäre sind Phänomene wie Protuberanzen und Filamente, aber auch chromosphärische Fackelgebiete und Sonnenflares zu sehen.

Benötigt wird für die Beobachtungen ein Hα- Filter. Er dient dazu, nur bestimmte Wellenlängen passieren zu lassen: Das Licht der Wellenlänge von 656,28nm, das entsteht, wenn ein Elektron des Wasserstoffs von der dritten auf die zweite Schale des Atoms springt. Für die Wirksamkeit eines solchen Filters gilt folgende vereinfachende Regel: Je geringer die Halbwertsbreite, desto mehr Details sind sichtbar, umso weniger Licht steht aber auch zur Verfügung. Filter mit einer Halbwertsbreite von mehr als 1,0Å (0,1nm) zeigen nur Protuberanzen am Sonnenrand, während mit Filtern zwischen 0,8Å und 0,7Å auch Filamente und Fackelgebiete auf der Oberfläche der Sonne sichtbar werden. Filter mit Halbwertsbreiten unter 0,6Å zeigen zudem detailliertere und kontrastreichere Bilder der Sonnenoberfläche.

So wie die Ansicht der Sonne im schmalen Band des Hα-Lichtes sich deutlich von der Ansicht im Weißlicht unterscheidet, so sehr unterscheidet sich auch die Ansicht der Sonne im Kalzium-Licht (Cak-Licht bei 393,4nm) von der Ansicht im Hα- und im Weißlicht. Eine Schwierigkeit der visuellen Beobachtung der Sonne im Kalzium-Licht liegt darin, dass das menschliche Auge mit zunehmendem Alter in diesem Bereich weniger empfindlich wird. CCD-Chips sind in diesem Bereich jedoch in der Regel ausreichend empfindlich, sodass eine fotografische Dokumentation der Sonnenansicht im CaK-Licht gut möglich ist.

Die Aufnahmepraxis der Hα- und CaK-Fotografie unterscheidet sich nicht von der Fotografie der Sonne im Weißlicht. Auch im Hα- und CaK-Licht hat es sich bewährt, mit einer CCD-Kamera mehrere hundert (oder tausend) Bilder der Sonne als Film aufzuzeichnen und aus diesem Film mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung ein optimiertes Summenbild errechnen zu lassen. Auch bei der schmalbandigen Hα- und CaK-Fotografie steht noch ausreichend Licht zur Verfügung, sodass die jeweilige Belichtungszeit der Einzelbilder nur Sekundenbruchteile betragen und auch umfangreichere Filmsequenzen nach wenigen Minuten erstellt sind.

Die auffälligsten Objekte der Hα-Sonnenfotografie sind Protuberanzen, riesige Explosionen von Wasserstoffgas, die in enger Verbindung zu Sonnenflecken stehen. Diese eindrucksvollen Gebilde sind mit den preiswerteren Instrumenten am besten am Rand der Sonnenscheibe zu beobachten. Das imposante Schauspiel der Veränderung der Form und der Intensität ist bereits innerhalb weniger Minuten zu erkennen und kann über mehrere Stunden hinweg fotografisch dokumentiert werden. Neben Protuberanzen am Sonnenrand können mit engbandigen Hα-Teleskopen auch dunkle Filamente, also Protuberanzen, die nicht über den Sonnenrand hinaus sichtbar sind, fotografiert werden. Zudem erscheinen Plages, auch als Hα-Fackeln bezeichnet, als helle Gebiete um Sonnenflecken.

Die Fotografie der Sonne im CaK-Licht offenbart (auch wenn sie wie die Hα-Linie einen Bereich der Chromosphäre zeigt) Strukturen, die sich deutlich von der Ansicht im Weißlicht und Hα-Licht unterscheiden. Vor allem Sonnenfackeln und Sonnenflecken können im Licht der Kalzium-Linie sehr kontrastreich fotografiert werden.

Autor: Ullrich Dittler / Lizenz: Oculum-Verlag GmbH