Sonnenbeobachtung

Warnung vor gefährlicher optischer Strahlung

Unter Sonnenbeobachtung wird v.a. die Beobachtung von Sonnenflecken verstanden, vereinzelt auch die Schatten- bzw. Richtungsmessung und weitere Phänomene wie Strahlungsbilanz und Funkstörungen.

Bei der visuellen Sonnenbeobachtung muss man sehr vorsichtig sein, denn die große Helligkeit der Sonne kann leicht zu bleibenden Augenschäden führen. Insbesondere darf man nie mit einem Feldstecher oder Fernrohr ohne optische Sonnenfilter in die Sonne blicken, da die Brennglaswirkung des Gerätes die Netzhaut des Auges binnen Sekundenbruchteilen zerstören kann .

Sonnenbeobachtung kann bedeuten

1. Das Beobachten des Sonnenauf- oder Untergangs und seiner Begleiterscheinungen (Abendrot, Mondtäuschung, Anomalien der Refraktion usw.)
2. Das Beobachten von Sonnenflecken und -Fackeln, mit Spezialinstrumenten auch von Protuberanzen und Sonneneruptionen (Flares)
3. Die Ortung von Sonnenflecken (heliografische Koordinaten) und der Sonnenrotation
4. Die Navigation bzw. die Ortsbestimmung durch Höhenwinkelmessung zur Sonne
5. Die Messung eines Sonnenazimuts für ein Vermessungsnetz
6. Richtungsmessungen mit einem Schattenstab oder durch Alignement an Gebäuden
7. Die Messung der Sonnenstrahlung mit verschiedenen Thermometern, mit Heliografen oder mittels der Strahlungsbilanz
8. Die Messung von Teilchenströmen, magnetischen oder Funkstörungen infolge der Sonnenaktivität.

Die obige Warnung bezieht sich hauptsächlich auf die Aspekte 2–5, ist aber auch bei Nr.1 und den anderen Beobachtungen zu beachten.

Die folgenden Ausführungen betreffen vor allem astronomisch- astrophysikalische Beobachtungen der Photosphäre. Zu den anderen Arten der Sonnenbeobachtung siehe auch Astronomische Phänomenologie, Aeronomie, Astronavigation und Meteorologie.

Sonnenbeobachtung mit bloßem Auge

Sonnenuntergang über der Ägäis. Flughöhe 11 km, Bildausschnitt etwa 10× vergrößert. Der linke Sonnenrand zeigt eine kleine Refraktionsanomalie, wenn das Bild durch Anklicken größer wird.

Freiäugig wird die Sonne oft beim Sonnenaufgang und -Untergang beobachtet, etwa zur Vorbereitung fotografischer Aufnahmen am Horizont. Auch Messungen des Schattenwurfs - etwa an einem Gnomon oder zu architektonischen Zwecken - sind hier anzuführen. Hingegen sind Details auf der Sonne nur bei extrem großen Sonnenflecken zu erkennen, vereinzelt auch bei starken Sonnenfackeln (um ca. 1000° heißere Stellen) oder bei einem Venusdurchgang wie im Juni 2012.

Früher wurden hierfür oft berußte Gläser empfohlen, doch ist davon für längere Beobachtungen abzuraten, da der Ruß die für das Auge auch gefährlichen Infrarot- und UV-Strahlen nicht ausreichend ausfiltert. Auch die Verwendung von Rettungsfolien für diesen Zweck ist deshalb nicht zu empfehlen. Sicher sind nur astronomische Sonnenfilter sowie Schutzbrillen mit Mylarfolien oder ganz spezielle Schweißergläser nach DIN EN 169 und mindestens Filterstufe 14. Andere Schweißerbrillen sind nicht geeignet.

Die freiäugige Beobachtung der sehr tiefstehenden oder von Dunst stark geschwächten Sonne ohne Filter ist meist gefahrlos, weil sich bei zu hellem Licht die Augenlider rechtzeitig schließen. Damit ist aber NICHT die Beobachtung mit einem Teleskop gemeint!

Sonnenbeobachtung mit dem Fernrohr

Für die teleskopische Sonnenbeobachtung (insbesondere der Sonnenflecken) muss man geeignete Sonnenfilter verwenden, am besten als Objektivfilter vor dem Fernrohrobjektiv. Eine Lichtabschwächung in der Nähe des Brennpunktes kann auch mittels Herschelkeil oder Pentaprisma erfolgen. In diesem Fall muss das Restlicht aber zusätzlich mit Graufiltern oder Polarisationsfiltern abgedämpft werden, da es sonst noch zu hell für das Auge ist.

Grundsätzlich sollte das Sonnenfilter immer vor dem Objektiv angebracht werden, da die Sonnenstrahlen so gar nicht erst ins Teleskop gelangen und der Tubus kühler bleibt. Nützlich und preiswert ist es, eine Filterfolie vor das Objektiv zu spannen . Dringend abzuraten ist von Okularfiltern aus Glas oder Kunststoff, die hinter dem Teleskop ins Okular geschraubt werden. Die Hitzeentwicklung ist hier durch den gebündelten Sonnenstrahl so hoch, dass Glasfilter platzen und Kunststofffilter schmelzen können. Die Reaktionszeit des Lids reicht in diesem Fall nicht aus, um das Auge rechtzeitig zu schließen.

Auch bei mäßiger Bewölkung kann man in wenigen Minuten alle Sonnenflecken sehen

Auch für die Beobachtung der tiefstehenden oder von Dunst geschwächten Sonne mit einem Fernrohr muss grundsätzlich ein Filter verwendet werden, weil das Fernrohr auch die unsichtbaren UV- und Infrarotstrahlen, die auch das Auge schädigen können, bündelt.

Ein alternatives Verfahren, welches schon Galileo Galilei kannte, ist die Projektion des Sonnenbildes auf ein hinter dem Okular angebrachtes Papier, die sogenannte Projektionsmethode. Hierfür braucht man kein Filter, und außerdem lässt sich das Fernrohr – ohne den gefährlichen Blick zur Sonne – durch seinen Schattenwurf auf diese ausrichten. Allerdings können dabei achromatische Okulare wegen der hohen Temperatur beschädigt werden. Bei einem Objektiv über 8-10 cm Öffnung sollte man es daher durch eine vorgesetzte Blende verkleinern, was auch für Spiegelteleskope gilt. Hier kann sich zusätzlich zum Okular der Fangspiegel aufheizen. Ist eine Abblendung unerwünscht (z.B. weil sie die Auflösung mindert), sollte die Beobachtungszeit einige Minuten nicht überschreiten oder von Pausen unterbrochen werden.

Das Projektionsverfahren ist nicht nur ungefährlich, sondern man kann auch leicht die Sonnenflecken direkt am Papier abzeichnen. Außerdem ermöglicht es mehreren Personen, zeitgleich die Details auf der Sonne zu verfolgen. Bei einer Sternführung in einer Gruppe sollte man aber achtsam sein, damit nicht Besucher (insbesondere Kinder) in den Strahlengang greifen oder gar hinein blicken. Das Sucherfernrohr wird abgedeckt, damit sich niemand ein Loch in die Kleidung brennt.

Zur Beobachtung der Sonne wurden auch spezielle Sonnenteleskope entwickelt, die zur Vermeidung bodennaher Luftturbulenzen überwiegend als Turmteleskope konstruiert sind. Die Erwärmung der Luft im Tubus wird durch dessen Evakuierung vermieden.

Siehe auch:

• Sonnenfleckenrelativzahl

Sonnenfotografie

Sonne mit Sonnenflecken am 28. Oktober 2003, Aufnahme mit einem 4" Maksutovteleskop und Filterfolie der Stärke ND 4

Die Sonnenfotografie ist ein Teilbereich der Astrofotografie. Für die Fotografie der tiefstehenden Sonne benötigt man keine Filter. Für die Fotografie der höherstehenden, blendenden Sonne sind entweder Mylarfolien vor dem Objektiv anzubringen oder es sind fotografische Filter der Dichte ND 4.0 zu verwenden. Da letztere Filter unsichtbare Infrarot- und UV-Strahlen nicht ausreichend unterdrücken, sollte man mit ihnen nur für kurze Zeit die Sonne beobachten, etwa zum Scharfstellen der Kamera oder Verfolgen der Sonne. Neuere spezielle Sonnenfilterfolien sind beidseitig bedampft und visuell und fotografisch bedenkenlos einsetzbar.

Siehe auch

• Sonnenradius, Mittagshöhe, Tagbeobachtung
• Astronomische Ortsbestimmung, Astronavigation
• Sonnenstrahlung, Tagbogen, Sonnenauf- und Untergang
• Sonnenaktivität, Sonnenflecken, Protuberanzen, Chromosphäre

Literatur, Weblinks

• Rudolf Brandt, Das Fernrohr des Sternfreundes. Kosmos-Verlag, ca. 1960/1975
• Astronomie.de: Visuelle Sonnenbeobachtung und weiterführende Tipps
• Sonnenbeobachtung.de
• Uwe Wehner, Bau eines Sonnenfilters für astronom.Zwecke