Beobachtung der Sonne im Weißlicht mittels der Projektionsmethode Schematische Darstellung der Projektionsmethode

Bei dieser Art der Beobachtung wirkt das Fernrohr wie ein Diaprojektor. Das Licht von der Sonne gelangt ungefiltert durch das Fernrohr und wird von einem nicht verkitteten Okular auf einen Schirm projiziert. Jetzt kann die Sonne auch von einer größeren Gruppe von Sternfreunden beobachtet werden. Wird ein Papier in die Projektionsebene gelegt können mit einem Bleistift die Sonnenflecken gezeichnet werden. So läßt sich schön die tägliche Veränderung beobachten.

Sonnenprojektionsschirm von Zeiss
Fotografie der Sonne am Projektionsschirm

Zeiss AS100/1000 mit Filterfolie

Bei dieser Art der Beobachtung wird das Sonnenlicht schon vor dem Eintritt in das Fernrohr gefiltert. Eine mit hoher Qualität geschliffene planparallele Glasplatte wird mit Aluminium/Chrom/Gold dünn beschichtet, so daß nur noch ca. 0,1% des Sonnenlichtes ins Okular gelangt. Das Sonnenbild ist aber für die visuelle Beobachtung noch viel zu hell, es muß durch ein leichtes Okular-Graufilter noch weiter gedämpft werden. Die Filterfolie wird ebenfalls vor dem Objektiv befestigt. Es gibt Folien für visuelle und fotografische Beobachtung. Die fotografische Folie läßt mehr Licht durch, so dass auch bei längerer Brennweite noch mit akzeptablen Belichtungszeiten gearbeitet werden kann. Filterfolien haben den Vorteil, daß sie extrem günstig sind. Durch das Aluminium, das auf der Folie, die nur als Träger fungiert, aufgebracht ist, wird das Sonnenbild wie unten gezeigt leicht verfärbt. Chrom bedampfte Glassonnenfilter zeigen ein gelb/oranges Sonnenbild, was angenehmer empfunden wird. Für Einsteiger, die noch nicht wissen, ob die Sonne ihr Beobachtungsobjekt bleiben wird, gibt es zu der günstigen Sonnenfilterfolie keine Alternative. Alle Sonnenbilder, während der partiellen Phase der Totalen Sonnenfinsternis in der Türkei im Jahre 2006 habe ich mit der Sonnenfilterfolie aufgenommen.

Beispiel: Partielle Phase der Totalen Sonnenfinsternis in der Türkei, fotografiert mit Filterfolie.

Weitere Bilder von der Totalen Sonnenfinternis gibt es hier.

Schematische Darstellung des Sonnenprismas

Das vom Fernrohrobjektiv kommende Licht gelangt durch ein unverspiegeltes Prisma. Der Großteil des Lichtes entweicht durch eine Gehäuseöffnung (90%). Ein geringer Teil wird im Glaskörper selbst absorbiert und der Rest des Lichtes, ca. 5 %, gelangt zum Okular. Das kalte, aber noch viel zu helle Licht wird durch ein Graufilter 1000x gedämpft und kann dann an einem Okular beobachtet werden. Vorteil: bei der Fotografie kann durch tauschen der Graufilter die Helligkeit fast immer so eingestellt werden, daß mit 1/500 s bis 1/1000 s fotografiert werden kann. Wer einmal mit so einem Herschelkeil beobachtet hat weiß, daß sich hier maximaler Beobachtungsgenuß einstellt, der nicht mehr zu überbieten ist.

Das Sonnenprisma am Zeiss-Refraktor

Weitere Bilder zur Sonnen-Fotografie finden Sie hier.

Prinzipieller Aufbau des Protuberanzenansatzes nach Lille

Mit einem Protuberanzenansatz eröffnet sich dem Amateur ein völlig neues Beobachtungs- und Betätigungsfeld. Das Licht fällt vom Fernrohrobjektiv direkt auf den Kegel. Dort wird die Sonnenoberfläche durch den Kegel ausgeblendet, so daß nur der Sonnenrand sichtbar wird. Durch die Linse, die den Kegel hält, wird der Brennpunkt nach hinten bis zur Irisblende verschoben. Die Iris wird dann soweit geschlossen, daß das vom Objektivrand erzeugte Streulicht ausgeblendet wird. Das Projektionsobjektiv bildet das neue Bild im Brennpunkt f ab. Zuvor fällt das Licht durch einen schmalbandigen H-Alpha-Filter. Der H-Alpha-Filter ist ein sehr schmalbandiger Interferrenzfilter mit einem Durchlaßbereich von 1,5 Angström. Im Brennpunkt kann dann das Bild entweder mit einem Okular visuell beobachtet oder mit einer Kamera fotografiert werden.

Protuberanzenansatz nach Wolfgang Lille am Zeiss Refraktor

Weitere Bilder zur Protuberanzen-Fotografie im H-alpha-Licht finden Sie hier.

In den einschlägigen Astronomiezeitschriften finden sich in unregelmäßigen Abständen immer wieder Testberichte über Filme für die Astrofotografie. Diese Tests beziehen sich jedoch meist auf die DeepSky-Fotografie. Für die Fotografie der Sonne werden an einen Film jedoch andere Anforderungen gestellt. Nicht die Empfindlichkeit oder der Schwarzschildexponent stehen hier im Vordergrund sondern der Kontrast. Und hier hat sich für die Weißlichtfotogafie der Agfa-Ortho und für die H-Alpha-Fotografie der TP2415 so etabliert, daß andere Filme kaum eingesetzt werden. Bei diesen Schwarzweißfilmen ist dann aber die Arbeit in der Dunkelkammer angesagt. Diesen Weg wollte ich nicht gehen. Daher habe ich mit einigen Diafilmen experimentiert. Ich verwende deshalb Diafilme, weil die Kontrolle des Ergebnisses einfacher ist als mit Negativen. Vorneweg muß aber noch gesagt werden, daß der Einsatz von Farbfiltern hier wenig Sinn macht. Ein Orangefilter GG570 brachte keine nennenswerte Kontrastverbesserung. Einen besseren Kontrast erhielt ich mit dem VG 6, einem leichten Grünfilter. Der Gesamtanblick des Sonnenbildes wirkt aber so ungewohnt und unästhetisch, daß ich letztlich auf den Einsatz von Farbfiltern ganz verzichtet habe. Dies bedeutet aber, daß bei meinem Halbapo AS100/1000 bei ca. 9 m Brennweite Schluß ist, da sich dann an den Sonnenflecken ein Blausaum und damit Unschärfen störend bemerkbar machen. Insgesamt hat sich gezeigt, daß der Fuji Velvia sowohl für die Sonne im Weißlicht als auch für die H-Alpha-Fotografie recht gut geeignet ist. Für das Weißlicht eignet sich der Kodak Elitechrom 100 ebenfalls sehr gut.

Ursprünglich ließ ich dann von den Dias in verschiedenen Labors Abzüge erstellen. Versuche mit einem Fachlabor brachten keine nennenswerte Verbesserungen. Da die Sonne im Weißlicht mit einem Sonnenzenitprisma nach Lille fotografiert wird, mußten im Labor seitenverkehrte Abzüge erstellt werden. Dies hat meisten recht gut und ohne Aufpreis funktioniert. Es bleibt aber nach wie vor bei einem Kontrastverlust, wenn man die Dias mit den Abzügen vergleicht. Zudem waren die Ergebnisse nicht reproduzierbar. Zwei Abzüge von verschiedenen Labors sahen manchmal völlig unterschiedlich aus. Für die Weißlicht-Fotografie muß die Belichtungszeit experimentell ermittelt werden und dann peinlich genau eingehalten werden. Unterschiedliche Belichtungszeiten führen schnell zu Farbverschiebungen, wie sie in Abb. 1 deutlich gesehen werden können. Bei falscher Belichtungszeit driftet der Fuji Velvia ins Grüne. Bei der H-Alpha-Fotografie muß ebenfalls sehr genau auf die Belichtungszeit geachtet werden. Wird zu kurz belichtet, so sind die Protuberanzen dunkelrot und der Kontrast ist gegenüber dem schwarzen Hintergrund sehr schwach; bei zu langer Belichtungszeit wird der Hintergrund zu hell und die Protuberanzen ertrinken darin.

Inzwischen wende ich ein kombiniertes analoges/digitales Verfahren an.

Dabei gehe ich wie folgt vor. Die Sonne wird in klassischer Weise auf Diafilm belichtet. Dabei werden Serienaufnahmen gemacht. Weißlicht: Mit Herschelkeil und den verschiedenen Graufiltern wird versucht eine Belichtungszeit < 1/250 s zu erreichen. H-Alpha-Licht: mit einem 1,5 Angström-Filter werden Belichtungszeiten zwischen 1/250 s und 1/60 s eingestellt. Nach der Entwicklung der Dias werden diese von mir auf deren Qualität hin untersucht. Die guten Dias werden von Kodak gescannt und auf CD gebrannt. (Hinweis: Scanner wie sie heute üblicherweise in Kaufhäusern angeboten werden sind für das Scannen von Dias nicht geeignet. Auch jene nicht, die einen Durchlichtaufsatz für Dias mitliefern. Gute Dia-Scanner sind teuer.) Kodak bietet mit der Professional CD einen Service an die Dias zum Stückpreis von 0,5 Euro zu scannen. Die Auflösung ist sehr gut, wenn sie auch nicht an das Korn des Films heranreicht. Einziger Nachteil ist zur Zeit die Wartezeit von ca. 14 Tagen. Anschließend werden die gescannten Dias von mir mit Photoshop bearbeitet und für einen Digi-Print ins Fotolabor geschickt. Für digitale Abzüge sind die meisten Labors noch auf die Größe 20 x 30 cm beschränkt. Dies wird sich aber in der nächsten Zeit ändern.

Sonne im Weißlicht am 24.09.00 um 9.45 Uhr MEZ Brennweite feff = 2100 mm; Zeiss AS 100/1000 mit Graufilter 1000x und Herschelkeil. Belichtungszeit 1/1000 s auf Kodak Elitechrom 100. Inset: Sonne im Weißlicht am 24.09.00 um 10:05 Uhr MEZ Brennweite feff = 8500 mm; Zeiss AS 100/1000 mit Graufilter 64x und Herschelkeil. Belichtungszeit 1/1000 s auf Kodak Elitechrom 100 

Die Abb. 1 zeigt nun das Ergebnis der von Kodak gelieferten Scans. Abb 2 zeigt die wesentlichen Vorteile der digitalen Bildbearbeitung: Durch das Beschneiden der Bilder wird das Wesentliche hervorgehoben (Weniger schwarze Fläche). Der Inset wurde vergrößert dargestellt und zeigt mehr Details. Zudem wurde die Farbe angepasst.. Für einen normalen Abzug vom Dia wäre dieses Bild unbrauchbar. Durch die Farbanpassung und Schärfung kann es als gelungenes Foto gezeigt werden. Leichte Kontrastverstärkung und Anpassung des Tonwertes. Abb. 3 zeigt das Bild, umgewandelt in ein Graustufenbild. Die Randverdunklung und die Granulation tritt nun noch deutlicher hervor. Zum besseren Erkennen hat ein SW-Bild noch nichts an Aktualität verloren. Meines Erachtens ist ein SW-Bild oft die bessere Wahl im Vergleich zu einen Falschfarbenbild.

Abb. 4 Sonne im H-Alpha-Licht am 12.08.00 um 12.15 Uhr MEZ Brennweite feff = 1700 mm, Belichtungszeit = 1/125s auf Fuji Velvia. Inset: Sonne im H-Alpha-Licht am 12.08.00 um 12.15 Uhr MEZ Brennweite feff = 3400 mm, Belichtungszeit = 1/60s auf Fuji Velvia.

Die Abbildungen 4, 5 und 6 zeigen nochmals das Gleiche für die Sonnenaufnahmen im H-Alpha-Licht. Wie geht es weiter? Die CCD-Kameras für Astronomie sind für die Fotografie der Sonne wenig geeignet. Mir ist auch nur ein Amateurastronom bekannt, der mit einer CCD-Kameras Astrofotos macht. und dies in sehr guter Qualität. Allein das Einstellen einer Protuberanz auf dem kleinen Chip ist eine Geschichte für sich ... Und wie sieht es mit den Digicams aus?

Der Markt für digitale Kameras ist recht dynamisch. Es vergeht kaum eine Woche In der nicht eine neue Kamera erscheint. Waren vor einem Jahr noch zwei Megapixel Standard, sind es heute (Dezember 2001) schon 5 Megapixel. Und die ersten 6 Megapixel-Kameras sind schon im Rahmen des erschwinglichen. Über die Vor- und Nachteile der Kameras erscheinen fast monatlich Testberichte in den einschlägigen Fotomagazinen, so daß hier auf eine Diskussion verzichtet werden kann.