Workshop Sonnenfotografie
von Ingo Mathyl und Dietrich Ehmann

 

Auf die eine oder andere Art hängt alles Leben von der Sonne ab. Dennoch wird sie - Spezialisten einmal ausgenommen - kaum direkt fotografiert. Ihr grelles Licht schreckt uns und auch die Bedienungsanleitung aktueller Digitalkameras warnt vor bleibenden Sensorschäden. Ein Blick in die Sonne ist aber mit einer richtig präparierten Kamera problemlos machbar - und er lohnt sich !

Auf den ersten Blick scheint für den Laien die Sonnenfotografie nicht sinnvoll. Ohne geeignete Hilfsmittel lässt die enorme Helligkeit der Sonne keine direkte Beobachtung der Oberfläche der Sonne zu. Mit knapp  –27mag ist die Sonne der mit Abstand hellste Himmelskörper, der von der Erde aus betrachtet werden kann. Bezogen auf den Mond, der es bei Vollmond immerhin auf –12,5 mag bringt, ist die scheinbare Helligkeit der Sonne 2,512(-12,5-(-26,8)) = 525.147 mal höher. Wir brauchen also Hilfsmittel, um die enorme Helligkeit der Sonne fotografisch zu bändigen.   

Die Hilfsmittel-Beschaffung zum Fotografieren oder Beobachten der Sonne ist weniger aufwändig als vielfach vermutet. Wird der Selbstbau eines Filters in Erwägung gezogen, dann rückt die Sonne auch mit kleinem Budget in greifbare Nähe. Weiter unten wird ein Selbstbaufilter auf Grundlage der Astrosolarfolie von Baader beschrieben, der für weniger als 20€ realisiert werden kann.

So unterschiedlich Sonne und Mond von der Helligkeit her zu betrachten sind, ist doch die scheinbare Größe von Mond und Sonne annähernd gleich. Sie beträgt am Himmel für Sonne und Mond ca. ein halbes Grad. Somit sind viele Aussagen zur Mondfotografie bezüglich der scheinbaren Größe auf die Sonne übertragbar. Das betrifft z.B. die Wahl der Brennweiten und die sinnvollen Auflösungen für Teleobjektive oder Teleskope.

Was aber lässt sich an der Sonne alles beobachten ?

1. Sonnenfinsternisse

Als spektakulärstes Ereignis fällt einem sicherlich die Sonnenfinsternis ein. Dabei unterscheidet man die totale Sonnenfinsternis und die partielle Sonnenfinsternis.

Bei einer Sonnenfinsternis bedeckt der Mond die Sonne – bei der totalen Sonnenfinsternis ganz bzw. bei der partiellen Sonnenfinsternis nur teilweise. Ein Spezialfall der partiellen Sonnenfinsternis ist die ringförmige Sonnenfinsternis. Bei ihr ist der scheinbare Monddurchmesser kleiner als der Sonnedurchmesser, so dass die Sonne als leuchtender Ring erscheint.

Auf die Sonnenfinsternisse wird im letzten Kapitel noch einmal ausführlich eingegangen.

 

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2. Transite von Planeten oder Satelliten vor der Sonne 

Planeten die in einer engeren Umlaufbahn um die Sonne kreisen als die Erde, können beim Transit vor der Sonne beobachtet werden. Das betrifft bezogen auf die Erde also die Planeten Merkur und Venus. Es können auch Transite von künstlichen Satelliten z.B. der Raumstation ISS vor der Sonne beobachtet werden. Und denken wir an den größten natürlichen Satelliten, der um die Erde kreist - den Mond, dann schließt sich der Kreis zur Sonnenfinsternis, denn eine Sonnenfinsternis ist eigentlich ein „Mondtransit von der Sonne“.

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3. Aktivitäten auf der Oberfläche der Sonne – Sonnenflecken und Protuberanzen

Die Sonne ist eine riesige Gaskugel. Die Materie wird durch Massenanziehung zusammengehalten. Auf der Sonne finden laufend Kernfusionsprozesse statt, bei denen Wasserstoff in Helium umgewandelt wird und dabei riesige Energiemengen frei werden. Sichtbar für uns ist die Photosphäre der Sonne. Sie hat nicht einfach eine glatte, gleich helle Oberfläche. So kann man zum Rand hin einen deutlichen Helligkeitsabfall beobachten. Weitaus interessanter ist aber die körnige Struktur der Oberfläche - die Granulation. Sie ist am besten im H-Alpha Licht sichtbar.

Am interessantesten sind aber die Sonnenflecken auf der Photosphäre. Sonnenflecken sind Störungen der Photosphäre die kälter sind und so dunkler erscheinen. Sie bestehen aus einem dunklen Kern, der Umbra und einer helleren Umgebung der Preumbra. Diese sind auch mit einfachen Filtern und - je nach Größe - mit Brennweiten ab 400mm sichtbar. Um Details der Sonnenflecken darzustellen brauch man aber Brennweiten von mehr als 1000mm.

Der Wermutstropfen bei den Sonnenflecken: sie sind nicht immer sichtbar. Sie folgen ganz grob einem Zyklus aus Maxima und Minima der 7 bis 17 Jahre dauern kann.

Seit Juni 2008 stehen wir am Anfang eines neuen Zyklus, die Häufigkeit von Sonnenflecken ist also noch klein, wird aber in den folgenden Jahren immer größer. Das heißt, die Beobachtungsmöglichkeiten für Sonnenflecke werden immer besser.

Um die Photosphäre der Sonnen hüllt sich die Korona. Sie ist eine schwach leuchtende, wenig dichte Gasatmosphäre. Aufgrund der relativ schwachen Leuchtkraft ist diese nur unter Sonderbedingungen sichtbar, wie z.B. bei einer Totalen Sonnenfinsternis, wenn der hell leuchtende Teil der Photosphäre durch den Mond verdeckt ist.

Das Gleiche gilt für Protuberanzen, große Materiewolken, die aus der Chromosphäre hinaus geschleudert werden. Auch sie sind nur bei Totaler Sonnenfinsternis oder mit speziellen H-Alpha Filtern sichtbar. Eine andere Möglichkeit ist die Beobachtung mit einem sog. Protuberanzenansatz. Im Teleskop wird die helle Sonnenscheibe mit einem präzise gefertigten Konus abgeschattet, so dass man die Protuberanzen am Rand sehen kann. Im Prinzip eine künstliche Sonnenfinsternis im Kleinen.

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4. Sekundäre Erscheinungen – Aureolen, Nebensonnen, Polarlichter 

Zur Sonnenfotografie sollte man auch interessante sekundäre Phänomene zählen. Es ist allerdings schwierig, eine klare Grenze zu ziehen. So zähle ich das Polarlicht dazu, das durch den Sonnenwind (Teilchenstrahlung der Sonne) entsteht, der in den oberen Schichten der Erdatmosphäre Gase ionisiert und so zum leuchten bringt. Die Polarlichter entstehen meist in der Nähe der Pole der Erde - am häufigsten im Zusammenhang mit einer hohen Sonnenfleckenaktivität.

Auf der Nordhalbkugel nennt man das Polarlicht Aurora borealis und auf der Südhalbkugel Aurora australis. Die Erscheinung des Polarlichtes kann sehr unterschiedlich sein, von ruhig leuchtenden oder in der Helligkeit pulsierenden Bögen und Flächen bis zu Strahlen unterschiedlichster Art. Die Farben sind bläulich – weiß bzw. grünlich oder rot.

Andere Erscheinungen sind sog. Aureolen oder Nebensonnen. Sie entstehen durch Reflexionen bzw. Brechung des Sonnenlichtes an kleinsten Wassertropfen oder gefrorenen Wasserteilchen in Wolken, ganz ähnlich der Entstehung des Regenbogens.

 

 

 

    


 



 

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