Sonne
Unsere Sonne: Der hellste Stern am Himmel
Stern aus der Nähe
Die Sonne ist der Mittelpunkt unseres Sonnensystems und ein Stern wie viele andere am Himmel. Genauso wie die Planeten ist sie aus einer sich verdichtenden Materiewolke im Einfluss der Schwerkraft entstanden. Da die Sonne viel näher als andere Sterne an der Erde ist, zeigt sie uns Details ihrer Oberfläche und ist zugleich das hellste Objekt, welches wir beobachten können.
Filter benutzen!
Für die Beobachtung sind deshalb unbedingt besondere Sicherheits- und Schutzmaßnahmen erforderlich, deshalb eine ernstzunehmende Warnung:
Sonnenbeobachtung nur mit geeignetem Filter! Schaue niemals ohne geeigneten Filter in die Sonne! Dauerhafte Schädigung der Augen bis zur vollständigen Blindheit wären die Folgen.
Selbst ohne Teleskop oder Fernglas ist zur Beobachtung ein geeigneter Augenschutz erforderlich. Eine einfache Sonnenbrille ist hierfür nicht ausreichend!
Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur sicheren Sonnenbeobachtung. Auch die indirekte Beobachtung einer Sonnenprojektion ist denkbar. Allerdings sind nicht alle Fernrohrtypen konstruktionsbedingt dafür geeignet, da Bauteile durch die Erhitzung Schaden nehmen können. Auch bestimmte Okulare mit verkitteten Linsen können beschädigt werden. Aus diesem Grund ist es angebracht, die Lichtmenge vor Eintritt in das Teleskop zu reduzieren, damit kein Schaden entstehen kann.
Gute Filter
Eine sichere Methode zur Lichtdämpfung sind spezielle Objektivfilter aus Glas oder Sonnenschutzfolie aus dem Fachhandel. Sie werden vor dem Teleskop oder Fernglas angebracht und lassen nur den 100.000-stel Teil des Sonnenlichtes in die Optik eintreten (Grau- bzw. Neutralfilter mit Neutraldichte ND5). Ein Neutralfilter reduziert die Lichtmenge gleichmäßig über das gesamte Spektrum und verhält sich farbneutral. Spezielle Sonnenteleskope sind bereits mit fest eingebauten Filtern ausgerüstet und ebenfalls geeignete Beobachtungsinstrumente. Sie ermöglichen die Beobachtung eines bestimmten Spektralbereiches, der besonders zur Sonnenbeobachtung interessant ist.
Schlechte Filter
Alle anderen Materialien lassen noch immer zu viel Licht übrig und lassen auch große Mengen unsichtbarer Strahlung (UV-Licht) passieren. Achtung: Ebenfalls völlig ungeeignet sind Okularsonnenfilter, welche am Ende des Teleskops in das Okular eingeschraubt werden sollen. Diese können unter der großen Hitzeeinwirkung schmelzen oder platzen und sind zu Recht nicht mehr im Handel.
Gründliche Vorbereitung
Die Beobachtung sollte aufgrund der möglichen Gefahr mit dem nötigen Ernst durchgeführt werden und vorher der Zustand und die Befestigung des Filters geprüft werden. Der Filter muss unbeschädigt und gegen versehentliches Abfallen (z.B. vom Wind) gesichert sein. Auch Sucher müssen abmontiert oder verdeckelt sein, da auch sie Löcher in Kleidung oder die Haut brennen können!
Das Teleskop wird am Schattenwurf auf die Sonne ausgerichtet: Wenn der Schatten am kleinsten ist, zeigt das Fernrohr genau auf die Sonne. Vor jedem Hineinsehen in das Teleskop sollte grundsätzlich noch ein Kontrollblick auf den Filter geworfen werden, um den korrekten Zustand sicherzustellen. Dies wird später zur Routine und gehört zur sicheren Beobachtung dazu.
Ein ausreichender Abstand zu spielenden Kindern oder Haustieren sollte ebenfalls eingehalten werden, damit das Teleskop nicht versehentlich angestoßen oder der Filter beschädigt wird. Bei der Beobachtung darf das Teleskop nicht unbeaufsichtigt stehen gelassen werden und beim Abbau das Teleskop zuerst von der Sonne weg schwenken, bevor der Sonnenfilter abgenommen wird.
Bei der verantwortungsvollen Beachtung der Sicherheit und der teleskopspezifischen Betriebsanleitung kann mit der Beobachtung begonnen werden.
Beobachtung im Weißlicht
Die Sonne erzeugt ihre Energie aus der Kernfusion. Dabei werden vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmolzen und es wird Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung frei. Auf dem Weg „nach draußen“ entstehen unterschiedliche Wellenlängen, wobei einige in Form des sichtbaren Lichts beobachtbar sind. Bei der sogenannten „Weißlichtbeobachtung“ wird das volle Spektrum der Sonne (alle verfügbaren Wellenlängen) in abgedunkelter Form mit einem Neutralfilter beobachtet. Das Bild der Sonne erscheint farbneutral bzw. leicht grau und es kann zusätzlich zum Objektivfilter ein weiterer Filter zur Lichtdämpfung oder Farbfilter am Okular zur Kontraststeigerung verwendet werden.
Sonnenflecken
Die auffälligsten Erscheinungen sind die Sonnenflecken. Dies sind dunkle Gebiete unterschiedlicher Größe und Form. Sonnenflecken sind ca. 2.000 °C kühler als ihre Umgebung, daher strahlen sie weniger sichtbares Licht ab und erscheinen dunkel. Sie entstehen durch das Magnetfeld der Sonne, welches die Konvektion der Photosphäre beeinflusst. Das Magnetfeld kehrt sich im Laufe von 11 Jahren um und sorgt in dieser Zeit für ein Fleckenmaximum und eine fleckenfreie Sonne. Auch die Bewegung der Sonnenflecken durch die Rotation der Sonne kann im Laufe mehrerer Tage beobachtet werden.
Granulation und Sonnenfackeln
Neben den Sonnenflecken fällt auch eine körnige Struktur auf, die je nach Teleskoptyp und Luftruhe mehr oder weniger ausgeprägt erscheint. Zur Beobachtung ist schon ein Teleskop mit kleiner Öffnung ausreichend. Diese Struktur ist die Granulation, eine wabenförmige Grenzschicht der Wärmekonvektion innerhalb der Photosphäre. Auch Sonnenfackeln, sogenannte „Flares“, sind als helle Verästelungen beobachtbar. Dies sind helle Plasmabögen in der Chromosphäre, welche durch das Magnetfeld erzeugt werden.
Beobachtung im H-alpha Licht
Weitere Beobachtungen sind durch die Verwendung eines H-alpha Filters möglich. Auch Sonnenteleskope verwenden meist diesen Filtertyp. Dieser Filter lässt nur eine bestimmte Wellenlänge passieren, die dann im Teleskop beobachtet wird. Sie wird von angeregtem Wasserstoff der Chromosphäre ausgesandt und beträgt 656,28 Nanometer (nm). Bei dieser Wellenlänge werden die Vorgänge in der oberen Sonnenschicht sichtbar mit spektakulären Erscheinungen von Flares und Masseauswürfen. Je enger die Durchlassbreite des Filters ist, also je genauer die Wellenlänge separiert wird, desto besser sind diese Vorgänge zu sehen. Allerdings ist die Herstellung dieser Filter sehr aufwändig und mit hohem Ausschuss verbunden, besonders bei engen Durchlassbreiten. Deshalb sind die Preise für solche Filter hoch und sie sind eher für ambitionierte Sonnenbeobachter als für Einsteiger zu empfehlen.
Beobachtung ohne Teleskop
Auch ohne Teleskop sind Beobachtungen möglich: Mit einer Sonnenfinsternisbrille oder beim Blick durch einen Sonnenfilter können manchmal Sonnenflecken erkannt werden. Auch eine partielle (teilweise) Sonnenfinsternis durch den vorbeiziehenden Mond kann als seltenes Ereignis beobachtet werden. Dann „fehlt“ scheinbar ein Stück der Sonne. Noch seltener (zuletzt in Deutschland am 11.08.1999) kann eine totale Sonnenfinsternis beobachtet werden, wenn der Mond die Sonne von unserem Blickwinkel aus vollständig bedeckt. Dann wird es sogar für einige Minuten „Nacht“ und merklich kühler. Dies ist auch bei Bewölkung spürbar. Wenn die helle Sonnenscheibe bedeckt ist, kann die Korona beobachtet werden, welche sonst vom übrigen Sonnenlicht überstrahlt wird. Die nächste vollständige Sonnenfinsternis ist in Deutschland am 03.09.2081 sichtbar, sofern es wolkenfrei ist. Im Ruhrgebiet ist diese allerdings wieder nur partiell sichtbar. Eine totale Sonnenfinsternis ist hier am 25.05.2142 beobachtbar.