Kontinuum
Kalzium
H-alpha
Diese Website zeigt hochaufgelöste Sonnenbilder begleitend zu unserer kleinen Publikation "Welche solaren Strukturen lassen sich mit BAADER Zubehör für die Sonnenbeobachtung beobachten", die Sie hier als pdf-file herunterladen können.
© alle Bilder von Wolfgang Paech (Ausnahmen sind markiert).
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Solare Strukturen, beobachtbar im H-alpha-Licht
ALLE Bilder auf dieser Website wurden mit einem H-alpha Filter von SolarSpectrum der Halbwertsbreite 0.5 Å und einem Baader 2-fach telezentrischen System aufgenommen. Das Vorfilter war ein 110 mm D-ERF Objektivfilter von Baader. Aufnahmeteleskope waren verschiedene Refraktoren mit abgeblendeten Öffnungen zwischen 75- bis 90 Millimeter. Die mittlere Aufnahmebrennweite betrug ca. 1.750 mm. Bei allen Bildern wurde ein SolarSpectrum Reducer eingesetzt. Die Bilder wurden in "Lucky Imgaging" Technik Technik aufgenommen, die dafür eingesetzten Videomodule waren eine TIS DMK 31, DMK 618 und eine Celestron SkyRis 445 Mono.
- Protuberanzen
Die Bildserie zeigt eine Surge Protuberanz am 9. Juli 2012 von 10:05 bis 10:57 UTC
- Filamente
- Sonnenflecken und Superpenumbra
- Spikulen
- Flares
- Ellerman Bombs
- Field Transition Arches und Emerging Flux Regions
- Animationen
Protuberanzen
Zeitreihen verschiedener Protuberanzenerscheinungen.
stationäre Protuberanz am 4. Juni 2011
Koronaler Regen am 25. April 2011
post flare loop Protuberanz am 19. Juli 2012
Surge Protuberanz am 9. Juli 2012 zwischen 08:55 ind 10:57 UTC
extrem aktive Surge Protuberanz am 6. Mai 2015 mit Veränderungen innerhalb nur 8 Minuten.
Filamente
Übergang vom Filament zur Protuberanz
altes, inaktives- und junges aktives Filament
Zeitreihe eines aktiven Surge Filaments am 20. August 2011
Sonnenflecken und Superpenumbra
großer Einzelfleck und bipolare Sonnenfleckengruppe
großer Einzelfleck und bipolare Sonnenfleckengruppe
ausgeprägte Superpenumbra (im großen Bild markiert)
Spikulen
Flares
Beginn eines Sonnenflares
Zeitreihe verschiedener Flareerscheinungen im Oktober 2011
Zeitreihe verschiedener Flareerscheinungen im September 2011
Ellerman Bombs
3 Beispiele für Ellerman Boms (Microflares), aufgenommen im blauen Flügel der H-alpha Linie
Field Transition Arches und Emerging Flux Regions
Beispiel für Emerging Flux Region
Beispiel für Emerging Flux Region
Beispiel für einen Field Transition Arche.
Animationen
Speziell im H-alpha Bereich, in dem sich die Strukturen durch Änderungen der Magnetfelder im Minutentakt verändern können, lassen sich die solaren Strukturen durch kleine Animationen (Zeitserien) viel besser darstellen als in Einzelbildern. Die folgende Animation zeigt Veränderungen von Spikulen der Sonnenchromosphäre in einer Zeitdifferenz von nur 1 Minute. Die anderen Vorschaubilder zeigen wir ohne Animation. Zum Anschauen klicken Sie bitte auf die entsprechenden Vorschaubilder. Bei Protuberanzenanimationen wurde die Oberfläche meist in der Bildverarbeitung mit einer schwarzen Maske belegt.
zeigt im Vergleich eine ruhende- (im Bild links) und eine aktive Protuberanz
zeigt eine Wechselwirkung zwischen zwei aktiven Protuberanzen (vermutlich bipolare Fleckengruppe mit Nord- und Südpol)
2 Phasen des Aufstieges einer aktiven Protuberanz mit einer Endhöhe von knapp 400.000 Kilometer (Abstand Erde - Mond)
2 Phasen des Aufstieges einer aktiven Protuberanz mit einer Endhöhe von knapp 400.000 Kilometer
zeigt eine aktive Surge Protuberanz
zeigt das seltene Beispiel einer Flare Loop Protuberanz
zeigt die Entstehung eines Surge Filaments
zeigt den Helligkeitsanstieg eines Flares in einer Zeitdifferenz von nur 1 Minute
zeigt einen Vergleich der inneren Flarestruktur im Vergleich zu einem normal belichteten Bild der Oberfläche
zeigt einen Flare mit der Ausbildung eines Field Transition Arch
zeigt einen Flareverlauf (beachten Sie die Veränderung des Filaments zwischen den beiden Sonnenfleckengruppen)
zeigt in 8 Bildern die Sonnenoberfläche beim Aufheizen eines SolarSpectrum Filters (Kontinuum bis zur Chromosphäre)
Die Animation links zeigt dass man – zumindest in der fotografischen H-alpha Beobachtung – den geforderten f/30 Strahlengang nicht so genau einhalten muss, da man in der Bildverarbeitung Kontraste ausgleichen kann. Dies gilt jedoch NICHT für eine rein visuelle Beobachtung. Die Animation zeigt die Chromosphäre bei den Öffnungsverhältnissen von f/21, f/23, f/26 und f/30.
Die Animation zeigt ein Surge Filament bei gleichzeitiger Ausbildung einer emerging flux Region im Zeitabstand von 10 Minuten.
Baader Zubehör für die H-alpha Sonnenbeobachtung
Die Firma Baader liefert ausschließlich H-alpha Filter der Firma SolarSpectrum. Diese werden – im Gegensatz zu Mitbewerbern – im Fokus des Beobachtungsteleskops montiert. Somit sind im Prinzip Beobachtungen mit beliebig großen Teleskopöffnungen möglich.
Das Bild links zeigt ein Solar Spectrum Filter (Halbwertsbreite 0.5 Å) zur visuellen Beobachtung mit einem Baader 1¼″ Zenitprisma und einem 40mm Zeiss Okular im Fokus eines 150mm Schaer Refraktors.
SolarSpectrum Filter sind mit den Halbwertsbreiten 0.8, 0.7, 0.65, 0.5 und 0.3 Å lieferbar. Um die schmalen Halbwertsbreiten realisieren zu können, müssen diese Filter beheizt werden und erfordern einen annähernd parallelen Strahlengang des Teleskops von f/30. Die Preise sind abhängig von der Halbwertsbreite und vom freien Durchmesser der Filter.
Diese H-alpha Filter von SolarSpectrum sind in verschiedenen Serien lieferbar z.B.:
Sie unterscheiden sich zum einen in der Halbwertsbreite, zum anderen im freien Durchmesser der Filter, der zwischen 19- und 46mm variiert.
Seit 2017 liefert SolarSpectrum H-alpha Filter der Serie SunDancer. Diese Filter werden wahlweise mit einem freien Durchmesser von 19 oder 25mm und Halbwertsbreiten von 0.7, 0.5 und 0.3 Ångström geliefert.
Das Bild zeigt ein gefasstes 75mm D-ERF Filter vor einem 100 mm Refraktorobjektiv. Die Einbaulage des Filters in Richtung zur Sonne ist markiert und unbedingt einzuhalten.
Auch diese Filter sind beheizt, jedoch erfolgt das Shiften der H-alpha Linie in den roten-, bzw. blauen Flügel des Spektrums mechanisch durch eine Verkippung des Filters im Strahlengang des Teleskops.
Leider ist es mit der Anschaffung des SolarSpectrum Filters nicht getan, denn die Filter erfordern ein Vorfilter VOR der Teleskopöffnung, welches die Wärmestrahlung (Infrarot) unterhalb der Arbeitstemperatur des Filters begrenzt. Auf der anderen Seite des Spektrums muss kurzwellige UV Strahlung geblockt werden, denn diese zerstört die empfindlichen Etalon Schichten des Filters in kürzester Zeit.
Zu diesem Zweck liefert die Firma Baader so genannte D-ERF Filter welche nur Strahlung zwischen 600 und 700 Nanometer passieren lassen.
Baader Telezentrische Systeme TZ-2, TZ-3 und TZ-4
Um die enge Halbwertsbreite der Solar Spectrum Filter exakt auf die H-alpha Wellenlänge von 656.28nm zu zentrieren, werden die Filter einerseits auf eine bestimmte Temperatur beheizt.
Weiterhin erfordern die Filter zur Einhaltung der schmalen Halbwertsbreite einen annähernd parallelen f/30 Strahlengang des Beobachtungsteleskops. Das war früher bei den gängigen f/15 Refraktoren kaum ein Problem, es genügte ja das Objektiv auf die Hälfte abzublenden. Bei den heutigen „schnellen“ Refraktoren ist das deutlich problematischer.
Diese Teleskope haben Strahlengänge um die f/7, und so müssten die Objektive auf ein Viertel ihrer Öffnung abgeblendet werden - das macht wenig Sinn. Eine andere Möglichkeit einen f/30 Strahlengang zu realisieren ist, die Teleskopbrennweite zu verlängern.
Wichtiger Hinweis: Eine konventionelle Barlowlinse verlängert zwar die Brennweite, erzeugt aber kein paralleles Strahlenbündel. Deshalb bringt der Einsatz einer herkömmlichen Barlowlinse zusammen mit einem schmalbandigen SolarSpectrum Filter KEINE befriedigenden Beobachtungsergebnisse. Sie sehen nur noch einen schmalen Streifen in Bildmitte im H-alpha Bereich. Lesen Sie dazu das pdf-file mit Informationen zu den telezentrischen Systemen.
Das Bild zeigt den Telezentrischen Ansatz am Okularauszug des Sonnenteleskops. Die Optik des Systems sitzt in der schwarzen Hülse etwa in der Mitte. Das System endet mit einem T2 Gewinde an welches – über ein Übergangsgewinden – das SolarSpectrum Filter montiert.
Deshalb liefert Baader 3 verschiedene, so genannte, telezentrische Systeme, die die Teleskopbrennweite um den Faktor 2-fach, 3-fach oder 4-fach verlängern.
Ausgehend von einem Öffnungsverhältnis von f/15 (2-fach) bzw. f/7.5 (4-fach) entsteht bei voller Fernrohröffnung mit Hilfe des TZS ein paralleler Strahlengang mit f/30 Öffnungsverhältnis. Bei kürzeren Öffnungsverhältnissen sollte die Öffnung soweit abgeblendet werden, dass das Endprodukt wieder f/30 ergibt. Der Abstand zum Fokuspunkt beträgt 200mm ab dem Linsenscheitel. Dadurch bleibt hinter dem TZS genügend Raum für das H-alpha Filter und beliebiges Zubehör, z.B. ein 2″ Zenitspiegel oder jede erdenkliche Kameraeinrichtung.
Das Bild zeigt das M68 Kompendium mit einem eingebauten 2-fach Telezentrischen System am gleichen Refraktor wie oben
Seit 2017 liefert Baader Planetarium ein 3-fach telezentrisches System, das Research Grade TZ-3. Es verlängert die primäre Teleskopbrennweite um den Faktor 3, also z.B bei einem Teleskop von 100mm Öffnung und 1.000mm Brennweite (f/10) auf 3.000mm. Das Öffnungsverhältnis liegt dann bei den geforderten f/30.
Zu einer stabilen Verbindung zwischen dem telezentrischen System und dem Solar Spectrum Filter für größere Teleskope bietet Baader das so genannte M68 Telekompendium an. Hier finden Sie eine Übersicht dazu.
Telekompressoren zur Brennweitenreduzierung
(SolarSpectrum Telekompressor 0.7x und Research Grade Telekompressor 0.4x)
Nun sind solch lange Brennweiten – wie sie die telezentrischen Systeme erzeugen – bei normalen Seeingbedingungen in unseren Breiten selten einsetzbar.
Deshalb lässt sich die Brennweite HINTER dem Solar Spectrum Filter mit den SolarSpectrum Telekompressoren wieder zwischen einem Faktor von 0.5-fach bis 0.7-fach reduzieren, wobei der Reduktionsfaktor von der Distanz zwischen Reducer und Okular/Kamera abhängig ist. Zum Glück bietet die Sonne genug Licht, so dass die Einfügung eines weiteren optischen Elements keine große Rolle spielt.
Seit 2017 liefert SolarSpectrum den RG 04x. Er wurde zusammen mit dem 3-fach telezentrischen System zur Brennweitenverlängerung konstruiert.
Er wird okularseitig direkt auf das SolarSpectrum Filter montiert und reduziert die zuvor vom telezentrischen System verlängerte Brennweite verlustfrei wieder um den Faktor 0.4. Der Arbeitsabstand von 74mm ist optimiert für Videografie und Abbildung der gesamten Sonne mit einem korrigiertes Bildfeld von 16mm Durchmesser, ausreichend groß für die kleinen Sensoren der Videomodule.
Eine ausführliche Beschreibung zum Einsatz der Solar Spectrum Reducer finden Sie hier.
Weiteres sinnvolles Zubehör für die Sonnenbeobachtung im H-alpha Licht von Baader Planetarium finden Sie hier:
Nachfolgend noch einmal die Baader Produkte für die H-alpha Sonnenbeobachtung in der Übersicht:
SolarSpectrum Filter
D-ERF Filter
Telezentrisches System TZ-3
Telezentrisches System TZ-4
Telezentrisches System TZ-2
SolarSpectrum Research Grade H-alpha 0.4x Telekompressor 2"
M68 Tele-Kompedium
SolarSpectrum 0.7x Telekompressor 2"
Über den Autor: Wolfgang Paech
Dipl. Ing. Wolfgang Paech betreibt Astronomie seit nunmehr über 50 Jahren. Neben seinen zahlreichen Erfahrungen mit Sternwarten-Kuppeln aller Art sind seine Kerngebiete die Sonne und der Mond. Auf der Website www.chamaeleon-observatory-onjala.de finden Sie einen kompletten Mondatlas, aufgenommen mit seiner Standardtechnik. Aber auch in Sachen Deep-Sky und Planeten kann ihm, als langjährig erfahrenem Astrofotograf, niemand etwas vormachen.
Die 50+ Jahre Amateurastronomie mit vielen weiteren Bereichen, wie z.B. der Restaurierung historischer Amateurteleskope, Polarlichtreisen und vielem mehr sind auf seiner privaten Webseite unter www.astrotech-hannover.de aufbereitet.
