Ultrascharfes Bild eines Sonnenflecks

Einem deutschen Gaststudenten am NSO-Dunn-Teleskop in den USA gelang mit adaptiver Optik und neuer Kamera ein hervorragendes Bild eines Sonnenflecks.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NSO.

Fortgeschrittene Technologien, über die das Dunn Solarteleskop der US-amerikanischen “National Science Foundation” (NSF) seit Neuestem verfügt, enthüllen verblüffende Details in Sonnenflecken und weisen auf weitere Einzelheiten der Sonnenaktivität hin, die es noch zu entdecken gilt. “Das Dunn” steht in New Mexiko, ist das führende High-Resolution-Solarteleskop der USA und wird als Teil des “National Solar Observatory” (NSO) betrieben.

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Der Sonnenfleck AR 10810 vom September 2005, aufgenommen mit dem Dunn -Teleskop (zum Vergrößern anklicken).
Bild: F.Woeger (KIS); C.Berst, Mark Komsa (NSO/AURA/NSF)

Das hier gezeigte ultrascharfe Bild des Sonnenflecks AR 10810, aufgenommen am 23. September 2005, zeigt verschiedene Objekte von wissenschaftlichem Interesse. Helle Punkte im G-Band, die die Präsenz von kleineren magnetischen Flussröhren andeuten, sind in der Nähe des Sonnenflecks und zwischen verschiedenen Granulen zu sehen (Säulen von heißem Gas, die aufwärts zirkulieren).

Sowohl die dunklen Kerne der Fasern als auch helle Körner im halbdunklen Randbereich (Penumbra) des Sonnenflecks sind hervorragend zu sehen. Diese Strukturen bilden den Schlüssel zum Verständnis der magnetischen Strukturen von Sonnenflecken und sind nur in ultrahoch aufgelösten Bildern wie diesem zu sehen. Der Magnetismus ist in der Solarphysik das Analogon zum “Dunkelenergieproblem” der Astronomie und wird derzeit verstärkt erforscht.

Die Begriffe “Fasern” und “Körner” als Bezeichnungen der Feinstruktur eines Sonnenflecks täuschen über die wahren Größenverhältnisse hinweg: Der Sonnenfleck hat immerhin etwa die doppelte Größe der Erde. Und dennoch übersteigt die Abbildung dieser Feinstrukturen normalerweise die Grenzen von erdbasierten Solarteleskopen. Schuld daran sind die Turbulenzen der Erdatmosphäre, die das Bild verschwimmen lassen. Die adaptive Optik “AO76” des Dunn kompensiert allerdings einen Großteil dieser Unschärfe durch gezielte Verformung eines flexiblen Spiegels. Diese Verformungen werden sehr schnell vorgenommen – 130mal pro Sekunde – und erlauben dem Dunn somit, an seiner theoretischen Auflösungsgrenze von 0,14 Bogensekunden zu arbeiten, anstelle der 1,0 bis 0,5 Bogensekunden, die die Erdatmosphäre sonst maximal zulässt.

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Linke Bildhälfte verschwommen dargestellt, um die normale Sicht ohne adaptive Optik zu simulieren. Mit Erdkugel zum Größenvergleich. (Zum Vergrößern anklicken)
Bild: F.Woeger (KIS); C.Berst, Mark Komsa (NSO/AURA/NSF)

Das Dunn hat gleich zwei höherwertige adaptive Optiken und ist damit weltweit einzigartig.

Das Bild des Sonnenflecks AR 10810 wurde zusammen gesetzt aus einer Serie von 80 Bildern, jedes von ihnen mit einer Belichtungszeit von 1/100 Sekunde und über einen Gesamtzeitraum von 3 Sekunden aufgenommen mit einer hochauflösenden Dalsa 4M30 CCD-Kamera gleich bei ihrem ersten Beobachtungslauf am Dunn. Die Kamera ist wiederum Teil einer neuen Spektropolarimeter-Anlage, die zur Analyse von Richtung und Stärke der Magnetfelder innerhalb von Sonnenflecken entwickelt wurde.
Die Bilder wurden aufgenommen und verarbeitet von Friedrich Wöger vom Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg, der zur Zeit als deutscher “Sommerstudent” am NSO in New Mexiko arbeitet, zusammen mit seinem Kollegen Thomas Rimmele.

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