Meine Erfahrungen in der Beobachtung der Sonne


Ich beobachte die Sonne im Weißlicht seit circa 1983, in der H-alpha Linie seit Oktober 2013.
Diese Teleskope habe ich bisher für die Beobachtung der Sonne eingesetzt:



Der 80/910mm Refraktor mit Intes Herschelprisma
  An die Experimente mit dem Schweißerglas kann ich mich nicht mehr zurück erinnern, auch die Beobachtungen mit dem 114/900mm Newton liegen schon weit zurück.

Mit dem 80/910mm Refraktor hatte ich ein gutes und scharfes Bild der Sonne im Okular. Der Glasobjektivfilter hielt aber nur ein paar Jahre durch, dann bekam die Beschichtung trotz sorgfältiger Lagerung immer mehr Löcher in der Beschichtung. Der Umstieg auf ein Herschelprisma brachte ein deutlich besseres und detailreiches Bild der Sonne.
Das Intes Herschelprisma war mechanisch von geringer Qualität, so das ich auf ein Herschelprisma von Lunt umgestiegen bin.

Mit der Kombination aus langbrennweitigen Refraktor, einem Herschelprisma und einer stabilen und nachgeführten Montierung hatte ich gut Beobachtungen der Sonne.


Der Quantensprung: Der 150/3000mm Schiefspiegler mit Herschelprisma

Der 150/3000mm Schiefspiegler mit Lunt Herschelprisma
  Ein deutlicher Quantensprung in der Beobachtung der Sonne im Weißlicht war der 150/3000mm Schiefspiegler, dem ich zunächst mit dem 1¼" Lunt Herschelprisma ausstattete, später mit einem 2" Lacerta Herschelprisma.

Die Abbildung der Sonne war im diesem Teleskop deutlich besser und schärfer als wie mit meinem bisherigen Teleskopen. Strukturen in den Flecken waren mit diesem Teleskop deutlich zu sehen. Die Granulation und die photosphärischen Fackeln konnte ich deutlich sehen.

Das Teleskop hatte aber einige Schwachpunkte:

Besonders durch die ungenügende Ausführung de Fangspiegelzelle wurde das Justieren zum Geduldspiel.
Mit diesem Teleskop habe ich acht Jahre die Sonne im Weißlicht beobachtet. Durch einen Unfall wurde das Teleskop zerstört.


Ein Rückschritt zu kleineren Teleskopen

Der 80/400mm Refraktor mit Folienfilter
  Nachdem der Schiefspiegler nicht mehr zu gebrauchen war, rüstete ich meinem 80/400mm Refraktor mit einer ND 5.0 AstroSolar Filterfolie von Baader für die die Beobachtung im Weißlicht aus. Das Teleskop baute ich auf ein stabiles Fotostativ mit Getriebeneiger auf.

Mit dieser Kombination waren keine hohen Vergrößerungen möglich: Der Farbfehler des Teleskops verschmierte die Details in den Sonnenflecken. Es musste exakt fokussiert werden um ein scharfes Bild erhalten zu können.

Der 110/1035mm Maksutov Cassegrain mit Folienfilter
  Mit dem 110/1035mm Maksutov Cassegrain kam noch ein Spiegelteleskop dazu, das keinen Farbfehler hat.

Das Teleskop bildete nicht so gut ab wie erhofft.
Die Sonne wurde nur selten sehr scharf abgebildet, das Sonnenbild hatte oft einen flauen Eindruck im Okular.

Durch die mechanische Ausführung der Hauptspiegeljustierung erwies sich dieses Teleskop als eine völlige Niete und ist weder für die Sonne noch für andere Beobachtungen zu gebrauchen.


Der Quantensprung: Sonnenbeobachtung mit dem 152/1200mm ED-Refraktor

Der 152/1200mm ED-Refraktor mit Lacerta Herschelprisma
  Einen wiederholten Quantensprung in der Beobachtung der Sonne erlebte ich mit dem 152/1200mm ED-Refraktor in Verbindung mit einem Lacerta Herschelprisma.

Dieses Teleskop bietet ein sehr scharfes, kontrastreiches und hoch aufgelöstes Bild der Sonne.
In der Abbildung ist dieses Teleskop vergleichbar mit dem Schiefspiegler. Der Refraktor ist in der Handhabung deutlich unkomplizierter als der Schiefspiegler.

Ich baue das Teleskop auf einer Losmandy G11 auf, die dieses Teleskop sicher trägt.




Praktische Sonnenbeobachtung


Die Teleskope.


Meiner Erfahrung nach sollten Teleskope für die Beobachtung der Sonne so farbrein sein wie nur möglich.
Besonders der Farbfehler von Refraktoren mit hohen Öffnungsverhältnis wirkt sich negativ auf die Erkennbarkeit keiner Strukturen in den Flecken aus beziehungsweise kann der Farbfehler kleine Flecken so verschmieren, so das diese nur noch schwierig oder nicht mehr gesehen werden können.
Dieser Farbfehler macht sich bei jeder frontseitigen Filtermethode wie Glas- oder Folienfilter oder okularseitigen Filtermethode wie dem Herschelprisma bemerkbar.
Die besten Erfahrungen von der Farbreinheit bei der Beobachtung der Sonne habe ich mit meinem Schiefspiegler, dem Maksutov Cassegrain und dem ED-Refraktor gemacht.
Der 80/400mm Refraktor zeigt an der Sonne einen deutlich grün-türkisen Rand. Dieser Farbfehler ist auch deutlich an den Umbren der Flecken zu sehen. Diese werden erst scharf abgebildet wenn genau fokussiert wird und nicht zu hoch vergrößert wird.

Ganz anders stellt sich die Güte der Abbildung dar:
Der Maksutov Cassegrain bildet derart schlecht ab, so das er für die Beobachtung der Sonne unbrauchbar ist. Das Bild wird in diesem Teleskop einfach nicht richtig scharf.
Der ED-Refraktor bietet ein sehr scharfes und kontrastreiches Abbild der Sonne. Vor allem ist der ED-Refraktor ein gängiges Teleskop das im Handel erhältlich ist.

Beim Handling mit dem Herschelprisma am ED-Refraktor ist mir ein Okularauszug mit Rotationsmöglichkeit eine große Erleichterung in der Beobachtung der Sonne.
Durch die Rotation vom Okularauszug muss ich die Klemmung vom Okularauszug nicht öffnen um die passende Einblickposition vom Herschelprisma einzustellen, sondern kann den Okularauszug inklusive dem geklemmten Prisma feinfühlig in die passende Position rotieren.
Sehr zu empfehlen ist auch eine Untersetzung am Okularauszug um gerade bei hoher Vergrößerung feinfühlig fokussieren zu können.


Filterfolie oder Herschelprisma?


Bei Spiegelteleskopen bis auf dem Schiefspiegler kommt nur eine Filterung vor dem Objektiv oder vor dem Tubus in Frage.
Bei allen diesen Teleskopen kann der Fangspiegel oder die Fangspiegelfassung, je nach Durchmesser und Brennweite des Teleskops, durch das ungefilterte Sonnenlicht zu stark belastet werden, so das diese beschädigt werden können.
An meinem Schiefspiegler und an meinem ED-Refraktor habe ich mit einem Herschelprisma gute Erfahrungen gemacht und kann dieses für geeignete Teleskope nur empfehlen.

Meiner Erfahrung nach kann ein Herschelprisma universeller eingesetzt werden als ein Folien- oder Glasfilter der vor der Öffnung vom Teleskop angebracht wird.
Während ein Folien- oder Glasfilter mit dem entsprechenden Filterhalter nur für ein Teleskop mit dem passenden Durchmesser für den jeweiligen Folienfilter eingesetzt werden kann, kann nur ein Herschelprisma an verschiedenen Teleskopen eingesetzt werden, denn durch die Filterung am Okularauszug hat ein Herschelprisma das gleiche Handling wie ein Zenitspiegel, nur der Lichtweg ist ein wenig länger.

Eine Filterfolie und auch ein Glasfilter muss regelmäßig auf Beschädigungen in der Beschichtung kontrolliert werden. Bei meinem damaligen Glasfilter stellten sich nach wenigen Jahren Benutzung trotz sorgfältiger Lagerung die ersten Fehlstellen in der Beschichtung ein, die den Glasfilter nach und nach unbrauchbar machten. Die Filterfolie muss ebenfalls sorgfältig gelagert werden, damit die Folie nicht beschädigt wird.
Beim Herschelprisma kann nichts altern, so das dieser bei sorgfältiger Behandlung eine einmalige Anschaffung ist.

Der Vorteil beim Herschelprisma besteht auch darin, das an diesem die Helligkeit des Sonnenbildes mit einem einfachen Neutralfilter stufenlos geregelt werden kann.


Das Herschelprisma und die Wärme im Teleskop und am Okularauszug.


Ein paar Grundlagen:

Die Solarkonstante EO beträgt:  EO = 1361 Wm²
Davon kommen in Deutschland im Sommer bei klaren Himmel bis circa 1.000 W/m² im Sommer und bis circa 500 W/m² im Winter bodennah an. Durch die Fläche der Teleskopöffnung, gerechnet r² * π, kann der Eintrag der Sonnenstrahlung in das Teleskop gerechnet werden.
Für ein 6" oder 15cm Teleskop sind das:
Fläche der Öffnung in cm² = 7,5 * 7,5π = 176,6 cm²
Von den höchstens 1.000 W/m² verteilen sich auf einem cm² 0,1 Watt. In ein 15 cm, 6" Teleskop gelangen rund 18 Watt der Sonnenstrahlung im Sommer bei klaren Wetter, wenn die Sonne Mittags am höchsten am Himmel steht, in das Teleskop.

Bei der Beobachtung der Sonne hatte ich bisher keine Probleme mit Wärme im Tubus oder am Okularauszug die durch das ungefilterte Sonnenlicht entsteht. Auch bei langen Beobachtungen der Sonne konnte ich keinerlei erwärmte Bauteile am Teleskop bemerken, auch dann nicht, wenn ich den Sonnenrand beobachte und die Sonne nicht zentrisch im Okular steht.
Es ist auch nicht möglich, das dass ungefilterte Sonnenlicht Bauteile vom Teleskop erwärmt, auch dann nicht wenn die Sonne nicht zentrisch im Okular steht.
Bei nicht zentrierter Sonne wird ein Teil vom Sonnenlicht das dann noch in das Teleskop gelangt von den vorderen Blenden im Tubus abgefangen und gelangt so nicht tief in das Teleskop hinein. Läuft die Sonne bei ungenauer Nachführung aus dem Teleskop hinaus, bildet sich im Tubus ebenfalls kein Brennpunkt, sondern das ungefilterte Sonnenlicht verteilt sich streifend am Tubus und kann somit zu keiner Erwärmung führen.

Ungefiltertes Sonnenlicht auf der Hand Am Okularauszug gab es bisher ebenfalls keine Probleme mit der Erwärmung von Bauteilen.
Diese Verlängerungshülse hatte ich inklusive der eingeklebten Veöoursfolie viele Jahre im Einsatz, ohne das sich die Folie ablöste oder sonstige Schäden davontrug. Die Hülse kam ich Lichtweg vor dem Herschelprisma zum Einsatz, diese war dem ungefilterten Sonnenlicht ausgesetzt.

Überschlägig kann gerechnet werden, das dass Sonnenbild je 100mmm Teleskopbrennweite einen Durchmesser von einem Millimeter im Fokus hat. Bei meinem ED-Refraktor mit 1200mm Brennweite hat das Sonnenbild einen Durchmesser von 12mm. Bei meinem Schiefspiegler 3000mm Brennweite hatte das Bild der Sonne einen Durchmesser von 30mm. Auf diese Fläche verteilt sich die Energie vom ungefilterten Sonnenlicht.


Ungefiltertes Sonnenlicht auf der Hand Das ungefilterte Sonnenlicht konnte ich beim Schiefspiegler auf meine Hand scheinen lassen, ohne das es heiß wurde.

Am Herschelprisma erwärmte sich auch nach langer Beobachtung der Sonne nichts. Sämtliche Bauteile einschließlich der Lichtfalle bleiben kalt, ich konnte auch keine Erwärmung vom Prisma selbst feststellen. Da ich vor dem Herschelprisma einen IR/UV Cut einschraube gelangt keine Wärme zum Herschelprisma. Aber auch der IR/UV Cut erwärmt sich bei der Beobachtung der Sonne nicht.

Ebenfalls konnte ich keinen Einfluss vom ungefilterten Sonnenlicht auf das "Tubusseeing" wahrnehmen. Wenn es hier zu Einflüssen kommt, lassen sich diese nicht vom Seeing am Standort unterscheiden.



Der Standort.


Ein Standort, möglichst weit weg von bebauten und versiegelten Flächen ist sehr zu empfehlen.


Standort in der Natur


Gerade bei einem niedrigen Stand der Sonne wirkt sich eine Beobachtung über Häuser, Straßen und weiteren versiegelten Flächen sehr negativ aus. Ein sehr unruhiges Sonnenbild und ein sehr unruhiger Sonnenrand ist bei der Beobachtung die Folge. Das kann so weit führen, das kleine Flecken und kleine Strukturen durch die Luftunruhe verschmiert werden und somit schwieriger bis nicht mehr erkennbar sind.

Sehr gute Erfahrungen mache ich in der freien Natur, wenn ich mein Teleskop inmitten von Wiesen und Feldern aufstellen kann. Hier bekomme ich die schärfsten und ruhigsten Bilder im Okular.
Ich habe aber auch gute Erfahrungen mit der Luftruhe innerorts im ländlichen Gebiet gemacht, wenn die Sonne vom Frühjahr bis in den Herbst höher am Himmel steht. Auch dann bekomme ich sehr scharfe Bilder im Okular.

Ein großer Faktor ist der Wind am Beobachtungsort, im positiven Sinn, wenn er nicht zu stark weht.
Bei Windstille habe ich meist das schlechteste Bild im Okular. Weht ein leichter Wind am Beobachtungsplatz führt das zu einem ruhigen und scharfen Bild im Okular.


Die Vergrößerung.


Hier gilt für mich das gleiche wie bei der Mond und der Planetenbeobachtung: Mit der Vergrößerung nicht übertreiben und diese an den Bedingungen am Standort anpassen.
Eine zu hohe Vergrößerung macht gerade bei nicht optimalen Bedingungen das Bild im Okular flau, so das kleine Strukturen nicht mehr aufgelöst werden können. Es ist besser mit der Vergrößerung etwas zurück zu gehen, um ein schärferes Bild im Okular zu erhalten, das durchaus mehr Details zeigt als eine zu hohe, nicht an die lokalen Bedingungen angepasste Vergrößerung die durch ein flaues Bild weniger Details zeigt.


Notizblöcke sind nicht so einfach - geblendet vom Papier.


Diese Erfahrung mache ich beim aufschreiben meiner Beobachtungen.
Bei der Beobachtung der Sonne blendet das helle Papier vom Notizbuch derart stark, so das ich zunächst weniger sehe, nachdem ich etwas im Notizbuch notiere. Besonders stark macht sich das bei der H-alpha Beobachtung der Sonne bemerkbar.
Vergleichbar ist das mit der Mondbeobachtung ohne einen Neutralfilter: sobald vom Okular weggegangen wird, erscheint die Umgebung zunächst deutlich dunkler, bevor sich das Auge wieder an die Umgebung anpasst. Bei der Sonnenbeobachtung ist das umgekehrt. Schaue ich vom hellen Papier wieder in das Okular, erscheint das Bild zunächst deutlich dunkler, bis sich das Auge nach einer gewissen Zeit wieder angepasst hat.
Zur Zeit bin ich auf der Suche nach Blöcken mit Recycling-Papier, das etwas dunkler ist als das normale weiße Papier.