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Der Beobachtungsalltag

Zur Sonnenbeobachtung gehört nicht nur etwas Wissen über die Sonne selbst. Der Beobachtungsalltag lässt sich mit einigen Hilfen auch so organisieren, dass möglichst viel Zeit für die Beschäftigung mit der Sonne – immerhin das eigentliche Interesse – übrigbleibt und dass die Beobachtung unter möglichst günstigen Bedingungen durchgeführt wird.

Dabei taucht zuerst die Frage auf: Wie gut ist eigentlich die gerade durchgeführte Beobachtung? Ihre Qualität hängt von vielen Faktoren ab: der Verfassung des Beobachters, seiner Sorgfalt, der zur Verfügung stehenden Zeit und vieles mehr, aber ganz besonders natürlich von der Bildqualität während der Beobachtung. Die Qualität des Sonnenbildes hängt entscheidend von der Luftunruhe (Seeing) ab, also von Ruhe (dem Zittern) und Schärfe (der Bildverschmierung ) des Sonnenbildes. Diese Störfaktoren hat Karl Otto Kiepenheuer mit seiner Skala zur Beurteilung der Bildqualität erfassbar gemacht. Für den Amateurastronomen wurden die einzelnen Stufen leicht modifiziert und folgendermassen definiert:

Die modifizierte Kiepenheuer Skala

Luftruhe

  1. Keine Bildbewegung erkennbar, weder am Rand noch auf der Scheibe.
  2. Bildbewegung kleiner gleich 2 Bogensekunden (“), nur am Rand nachweisbar, auf der Scheibe meistens unbemerkt.
  3. Bildbewegung kleiner gleich 4″, gut am Rand und auf der Scheibe sichtbar, wallender oder pulsierender Rand.
  4. Bildbewegung kleiner gleich 8″, verhindert nahezu die Unterscheidung zwischen Umbra und Penumbra (und damit die Schärfebeurteilung), stark wallender oder pulsierender Rand.
  5. Bildbewegungsamplitude grösser 8″, erreicht Durchmesser von Flecken, heftig pulsierender Rand.

Bildschärfe

  1. Granulation sehr gut sichtbar, Feinstrukturen in der Penumbra erkennbar.
  2. Granulation gut erkennbar, Penumbra gut sichtbar, aber nahezu ohne Feinstrukturen, Umbra – Penumbra – Grenze und Übergang zur Photosphäre scharf.
  3. Granulation nur andeutungsweise erkennbar, aber Strukturen der Oberfläche bei Bewegung des Sonnenbildes leicht nachweisbar, Umbra und Penumbra noch gut trennbar, aber ohne Feinstruktur, Übergang zur Photosphäre schwer zu begrenzen.
  4. Granulation nicht sichtbar, Umbra und Penumbra nur noch bei grossen Flecken trennbar. Übergang zur Photosphäre verwaschen.
  5. Granulation nicht sichtbar, selbst bei grossen Flecken kann zwischen Umbra und Penumbra kaum mehr unterschieden werden.

 

Für viele Zwecke, z.B. bei der langfristigen Auswertung von Relativzahlen, sind Informationen über die Abweichung von den durchschnittlichen Beobachtungsbedingungen sehr wichtig. Relativzahlen sollen ja im Idealfall immer unter den gleichen Bedingungen beobachtet werden. Auf diese Anforderungen ist die folgende Skala ausgelegt, die die Qualität (Q) der Beobachtung angibt:

E (excellent): sehr gut reserviert für Tage, an denen aussergewöhnlich deutliche Details sichtbar sind.
G (good):
gut
durchschnittliche Sichtbarkeit von Oberflächendetails der Sonne, entsprechend den individuellen Erfahrungen und Gegebenheiten des Einzelbeobachters.
F (fair): befriedigend unterdurchschnittliche Bedingungen, aber noch keine wesentlichen Beeinträchtigungen.
P (poor): schlecht erhebliche Bildstörungen, die den Wert der Beobachtung stark einschränken.
W (worthless):
wertlos
Sichtbedingungen so schlecht, dass eine Auswertung der Beobachtung nicht sinnvoll ist.

 

Bei der Beurteilung sollte der Beobachter Luftunruhe, Bildschärfe, Durchsicht (Dunst, Nebel, dünne Wolken) und andere Gegebenheiten berücksichtigen, die die Sichtbarkeit von Details begrenzen. Die Genauigkeit der Beobachtung kann aber auch durch Unterbrechungen, die Verfassung des Beobachters (z. B. Krankheit ) etc. gestört werden. Solche Störungen sollten als besondere Bemerkung notiert werden.

Die Luftunruhe ist nicht über den ganzen Tag gleich. Sie wird am grössten, wenn die Umgebung sich am stärksten erwärmt, also etwa zur Mittagszeit und am frühen Nachmittag. In dieser Zeit findet der Beobachter die schlechtesten Beobachtungsbedingungen vor, weil das Sonnenbild durch Luftunruhe stark gestört wird. Die geringste Luftunruhe im Tageslauf entsteht meistens etwa 1 – 2 Stunden nach Sonnenaufgang und vor Sonnenuntergang. Man sollte also nach Möglichkeit am frühen Vormittag oder am späten Nachmittag die Sonne beobachten.

Erwärmung erzeugt also Luftunruhe und verdirbt dadurch die Abbildung. Verhindern Sie also nach Möglichkeit Aufheizungen in der Nähe Ihres Beobachtungsortes. Abhilfe schafft hier z.B. Begrünung und Weissen von dunklen Flächen in der Nähe des Teleskopes. Eine Blende um das Objektiv des Fernrohres verhindert eine Erwärmung des Instrumentes und verbessert zusätzlich auch den Kontrast auf dem Projektionsschirm, da das projizierte Sonnenbild nicht durch die Sonnenstrahlung aufgehellt wird.

Wie sollte das Notieren der Beobachtung am besten organisiert werden? Das sonst sehr sinnvolle Beobachtungsbuch hat sich bei der Sonnenbeobachtung nicht bewährt.

Hier finden Sie statt dessen ein Beobachtungsprotokoll, in das alle interessanten Angaben zur Beobachtung, Datum, Uhrzeit ( UT ist Weltzeit, also MEZ – 1 Stunde, MESZ – 2 Stunden ), Instrument (Objektivdurchmesser, Brennweite, Typ), Okularbrennweite, Luft (R,S,Q), Name des Beobachters eingetragen werden. Die Nummer der Sonnenrotation steht im astronomischen Jahrbuch. Der Positionswinkel der Sonnenachse (P), die Lage des Sonnenäquators gegenüber dem scheinbaren Äquator des Sonnenbildes (Bo) und der Längenkreis auf der Sonne, der zu einem bestimmten Tag durch das Zentrum der Sonnenscheibe verläuft (Lo), sind wichtige Angaben, die für Positionsbestimmung und andere Auswertungen benötigt werden. Es empfiehlt sich, eine tägliche Skizze der Sonnenoberfläche anzufertigen. Am besten geht man dabei so vor, dass die Zeichenschablone mit kleinen Magneten oder Klammern auf dem Projektionsschirm befestigt wird. Da die Sonnenflecken bei abgeschalteter – oder ohne Fernrohrnachführung – entlang der Ost – West – Richtung wandern (sofern die Montierung gut eingenordet ist), wird die Schablone auf diese Weise sorgfältig ausgerichtet. Damit sind auch nachträgliche Positionsbestimmungen auf der Zeichnung möglich.

Bedenken sollte man, dass die jetzigen Interessen sich ändern können. Wer bei der Beobachtung z. B. keine Positionsbestimmungen anstrebt und deshalb auf die genaue Ausrichtung der Schablone verzichtet, verschenkt unter Umständen wertvolles Beobachtungsmaterial für die Zukunft, oder dessen Beobachtungen sind für einen anderen Sternfreund mit entsprechenden Neigungen unbrauchbar. Planen Sie also auch für die Zukunft, denn Interessen sind wandelbar.

Eine genaue Ausrichtung der Schablone wird schon nötig, wenn die Relativzahl getrennt für die Nord- und Südhalbkugel bestimmt werden soll. In die Spalte unter der Zeichnung (Flecken) wird die Anzahl der Fleckengruppen, der Einzelflecken und die Relativzahl eingetragen. Bei Fackeln wird unterschieden zwischen den Fackeln der Hauptzone und kleinen Fackeln nahe den Polen (Polfackeln). Fo und Fm sind Abkürzungen für Fackeln ohne und solche, die gemeinsam mit Flecken auftreten. In die untere Spalte kann eingetragen werden, ob Fotos gemacht wurden, und ebenfalls befindet sich dort die wichtige Zeile für Bemerkungen. Ein solches Beobachtungsprotokoll enthält alle wichtigen Angaben über die allgemeine Erscheinung der Sonne für einen bestimmten Tag und erlaubt auch nach Jahren, sich wieder ein Bild davon zu machen.

© 2015 (überarbeitet): Wolfgang Paech in Zusammenarbeit mit H.Hilbrecht, C.-H. Jahn und P. Völker

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