Das Wichtigste zuerst:

!!! Niemals ohne entsprechende Filter oder Schutzmaßnahmen die Sonne beobachten !!!
Egal ob Feldstecher, Teleobjektiv, Teleskop oder Sonstiges - immer Sonnenfilter verwenden!
Ein ungeschützer Blick durch ein Teleskop in die Sonne wird zu dauerhaften Augenschäden oder Erblindung führen !!!

 

Das H-alpha Sonnenlexikon

 


Die Sonne beobachten - aber wie?

Wie alle anderen astronomischen Objekte, die mit Teleskopen beobachtet werden, gilt auch für die Sonne:
je höher sie am Himmel steht, desto besser wird das Bild.

Grundsätzlich gilt (wie auch für alle anderen astronomischen Beobachtungen):
nicht durch Fenster, egal ob offen oder nicht, beobachten. Der Luftstrom durch das Fenster,
bzw. die aufsteigende, erwärmte Luft an der Hauswand verschmieren jedes scharfe Bild -
von der Fensterglasscheibe ganz zu schweigen...


 

Sonnenprojektion

Die einfachste und zugleich billigste Methode der Sonnenbeobachtung mit einem Teleskop ist die Sonnenprojektion. Hierbei wird das ungefilterte Licht der Sonne auf einen weissen Schirm oder ein Blatt Papier projeziert. Dazu sollten aber nur einfach aufgebaute, und nicht verkittete Okulare (z.B. Hygens- oder Ramsdenokulare) verwendet werden. Andernfalls kann /wird das Okular durch die Erhitzung Schaden nehmen. Auch billige Plastikokulare sollten nicht zum Einsatz kommen, da sich diese regelrecht in Rauch auflösen oder zumindest schmelzen würden.

Das Gefährliche an dieser Methode ist, daß keinerlei Filter verwendet werden. Daher auch die große Hitzeentwicklung. Für Gruppenbeobachtungen und Vorführungen ist die Sonnenprojektion sehr gut geeignet, vorausgesetzt es wird strengstens darauf geachtet, daß niemand in das Okular blickt!
Ebenso geeignet ist die Projektion für die zeichnerische Dokumentation der Sonnenflecken und Fackeln. So kann über mehrere Tage hinweg die Veränderung der Flecken(gruppen) und die Sonnenrotation dokumentiert werden.

Nach meiner Ansicht sind nur Refraktoren für diese Methode vorbehaltlos geeignet - sofern der Benutzer weiß, was er tut! Bei Reflektoren kann der Fangspiegel stark erhitzt werden. Obwohl gelegentlich an Newtonteleskopen die Projektion zum Einsatz kommt, eignen sich SC-Teleskope absolut nicht dafür. Da das effektive Öffnungsverhältnis relativ klein ist (i.d.R. f/10), wird oft übersehen, daß der Hauptspiegel eins SC's ~f/2 hat. Der Fangspiegel oder dessen Fassung leiden über Kurz oder Lang durch die enorme thermische Belastung. Wandert die Sonne nur knapp an den Rand der Fangspiegelfassung (meist Kunststoff) ensteht unwillkührlich und sehr zeitnah ein "Problem".

Die Beobachtung der Sonne mit Hilfe der Projektion ist einfach und günstig, zeigt allerdings nicht die "perfekte" Abbildung und birgt mit unter das größte Risiko.


Objektivsonnenfilter

Objektivsonnenfilter werden, wie der Name schon andeutet vor dem Objektiv montiert. Daher bieten sie am meisten Sicherheit, es kommt zu keinerlei Hitzeentwicklung im Teleskoptubus. UV- und IR- Strahlung werden ausgefiltert bzw. ebenfalls auf ein unbedenkliches Maß abgeschwächt. Zu beachten ist dabei die sogenannte neutrale Dichte (ND) der Filter. Am häufigsten werden Filter mit ND 3 oder ND 5 verwendet. Filter mit ND 5 sind für die visuelle Beobachtung gedacht. Sie schwächen das Licht um den Faktor 100.000 ab. Für fotografische Anwendungen sind diese Filter aber "zu dunkel". Hier kommen dann Filter mit ND 3 - ND 4 zum Einsatz. Der Dämpfungsfaktor beträgt hierbei etwa 1.000 - 10.000. Damit ist auch für lange fotografische Brennweiten noch genug Licht "übrig", um mit kurzen Belichtungszeiten arbeiten zu können. Dies ist wichtig, da die Luftunruhe, welche am Tag oft stärker ist, Details sonst "verschmieren" könnte.

 

Glasfilter:

Glasfilter können qualitativ sehr gute Abbildungsleistung bringen. Hochwertige Filter sind aber wegen dem hohen Produnktionsaufwand relativ teuer. "Günstige" Glassonnenfilter zeigen optisch oft deutliche Schwächen. So ist es mit einigen dieser Billigfilter nicht möglich, mehr als 50-80fach zu vergrößern, egal welche Öffnung man nutzt. Auch Doppelbilder und Schlieren verschandeln das Bild. Dies wird dann oft auf schlechtes Seeing geschoben, ist aber der mangelden Qualität der Filter geschuldet.
Mit einem hochwertigen (aber teureren) Filter z.B. von Baader-Planetarium sind auch Vergrößerungen von mehr als 300fach kein Problem, sofern das Seeing stimmt, und die Teleskopoptik dies zuläßt. Doppelbilder und Schlieren wird man hier vergeblich suchen. Zusätzlich wird das Sonnenlicht farblich neutral gefiltert - das Sonnenbild ist neutral weiss. Bei den Billigfiltern (wegen der oft grausigen Qualität auch treffend als "Fensterglasfilter" bezeichnet) wird das Bild oft in den verschiedensten Rot-, Orange- oder Gelbtönen wiedergegeben.

 

Folienfilter:

Baader Astrosolar™ Folie / Baader Astrosolar™ Film
Diese Folie ist eine preiswerte Alternative zu hochwertigen Glasfiltern. Da das Trägermaterial (Kunststoff - kein Mylar) sehr dünn und homogen ist, wird eine optische Qualität erreicht, wie sie sonst nur bei sehr guten Glasfiltern vorhanden ist (Definitionshelligkeit typischerweise um 94-96%). Vergrößerungen bis 0,5mm Austrittspupille sind bei guten Beobachtungsbedingungen problemlos möglich. Auch hier ist das Sonnenbild neutral weiss mit gutem Kontrast.
MEINE EMPFEHLUNG !!!
An dieser Stelle auch eine Anmerkung zum Thema "Knitter und Falten": ein Folienfilter mit Knittern und leichten Falten ist bedenkenlos und ohne Qualitätseinbußen zu verwenden. Es handelt sich zu 99% um reine Kosmetik. Solange die Sonne im Bereich der Falten nicht heller oder sogar "strahlend" hell erscheint, sprich die Filterschicht nicht angegriffen ist, ist alles mit der Folie in Ordnung. Fältchen und Knitter sind bei der Herstellung unvermeidlich, und stellen keinerlei Mangel dar.

Damit die Folie auch die Abbildungsleistung bringt, die sie leisten kann, ist es wichtig, dass sie nicht stramm gespannt, sondern locker, ruhig leicht wallend verbaut ist. Verspannt man Glas - Objektive oder Filter - zeigt es genauso "verspannte" Bilder, und die Folie reagiert absolut gleich.
Filter + (Ver)Spannung = Stress = :-(

 

Rettungsfolie - Hände weg !!!
Ein Mitläufer bei den Folienfiltern ist leider immer noch die sog. Rettungsfolie, welche eigentlich für die medizinische Erstversorgung bei Unfällen gedacht war, um Unfallopfer zu wärmen, bzw. termisch zu isolieren und vor Feuchtigkeit zu schützen. Eine optische "Qualität" ist quasi nicht vorhanden - die Bilder sind mehr als flau im Kontrast und zeigen keinerlei Schärfe. Da die Bedampfung (die "Filterschicht") nicht zur Sonnenbeobachtung gedacht ist, werden auch gefährliche Strahlungsanteile durchgelassen.
ALSO: FINGER WEG !!!


!!! Hände weg von Okularfiltern !!!
Wer logisch denkt, erkennt, warum diese Dinger gefährlich sind und in den Müll gehören...
Diese Filter sollen das Licht durch Absorbtion dämpfen. Thermisch nicht stabilisiertes, billiges Farbglas wird dabei mehreren 100(0) Watt ausgesetzt. Keine gute Idee!


Das Herschelprisma

Das Herschelprisma (auch Herschelkeil genannt) liefert mit unter das beste Bild von allen Weißlicht-Sonnenfiltern. Kontrast und Schärfe sind bei einem qualitativ hochwertigen Prisma im Grunde nur vom Teleskop abhängig. Diese Prismen sind mit 1,25" und auch 2" Anschluß erhältlich, wodurch sie für alle gängigen Okularauszüge verwendbar sind. Dabei wird ohne Objektivfilter gearbeitet. Einzig und allein das Prisma dämpft das Licht. Die Funktionsweise ist relativ einfach. Vor dem (heissen) Brennpunkt (etwa 200-150mm) des Fernrohrobjektivs wird mit Hilfe Prismas ein Großteil des Lichtes ausgelenkt. Dabei werden lediglich knapp 4% des einfallenden Lichts zum Okular gelenkt, der Rest verläßt durch das Prisma den Strahlengang. Das zum Okular gelenkte Licht ist linear polarisiert, wodurch es recht einfach mit einem Polarisationsfilter stufenlos gedämpft werden kann. Wegen der hohen Transmission eignen sich Herschelprismen hervorragend für fotografische Anwendungen mit langen effektiven Brennweiten, da immer noch genügend Licht übrig bleibt.

Aber: Herschelprismen nur an Refraktoren verwenden!
Wer nachdenkt, erkennt warum.


H-Alpha Oberflächenfilter

Um die Sonne im Ha-Licht beobachten zu können, sind sehr engbandige Filter notwendig.
Engbandig bedeutet dabei: Bandbreiten <1Å, wobei gilt: je engbandiger, desto kontrastreicher wird die Abbildung.

Hersteller solcher Filter sind z.B.
Solar-Spectrum
LuntSolarSystems
Daystar
Coronado

Auch hierbei gibt es verschiedene Systeme, passend zu den jeweiligen Erfordernissen und finanziellen Mitteln.

Doch was bedeutet "engbandig" wirklich und was macht ein enger Filter mit <0,5Å anders als ein Filter mit 0,7Å?

Grundsätzlich soll der Ha-filter nur das Licht der Chromosphäre bei 656,28nm durchlassen. Die Ha-Linie ist ziemlich genau 0,1nm - also 1Å - "breit". Alles ausserhalb der Ha-Linie fällt in diesem Zusammenhang unter Streulicht. Dies gilt es auszublenden, und genau das macht ein Ha-Filter.
Nun muß man bedenken, daß ein anderer Begriff für Bandbreite die sog. Halbwertsbreite ist. Diese beschreibt die spektrale Durchlassbreite, eines Filters bei 50% seiner maximalen Transmission. Meist eine schöne Gauss'sche Kurve. Die Basis dieser Kurve ist natürlich deutlich breiter. In der Realität reicht ein 0,5Å gerade aus, um auch die Basis der Filterkurve innerhalb der Ha-Linie zu halten. Die breiteren Filter lassen also auch (ein wenig) "Streulicht" von ausserhalb der Ha-Linie durch.

Dies hat leicht feststellbare Effekte:
geminderter Kontrast
deutlich helleres Bild der Sonnenscheibe (Oberfläche) im Vergleich zu den Protuberanzen.


von links nach rechts: 0,65Å - 0,5Å - 0,25Å

Deutlich ist der Kontrastzuwachs auf der Oberfläche von 0,65Å auf 0,5Å zu erkennen. Die Oberfläche und die Protuberanzen gleichen sich in der Helligkeit immer mehr an.

... to be continued ...

...eines sei noch vermerkt: Ha-Filter für Deepsky-Fotografie sind nicht zur Sonnenbeobachtung geeignet. Hier geht es (bildlich gesprochen) um spektrale Nädelöhre, nicht um Kanalröhren...

 

© Andreas Murner

 

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