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High-Speed-Technik zeigt die Sonne in atemberaubenden Details

| Autor/ Redakteur: Ines Näther / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Das Solarteleskop eines schwedischen Instituts auf La Palma ermöglicht eine Bildauflösung von bis zu 1,1 Bogensekunden. Es erkennt damit bei einer Entfernung von 40 km Details von der Größe eines 10-Cent-Stücks. Ein adaptives Optiksystem, das auf einer Spezialkamera für High-Speed-Aufnahmen basiert, ermöglicht dies.

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Magnetische Feldlinien sind am besten in H-Alpha Aufnahmen zu erkennen. Das Bild wurde vom Schwedischen Solarteleskop auf La Palma erfasst.
Magnetische Feldlinien sind am besten in H-Alpha Aufnahmen zu erkennen. Das Bild wurde vom Schwedischen Solarteleskop auf La Palma erfasst.
(Bild: Mikrotron)

Steigt man das erste Mal in Santa Cruz de La Palma aus dem Flugzeug, kann man sich schon mal sofort verlieben. Neben vielen weiteren Gründen zieht die einzigartige Mischung aus Meer und Bergen viele Urlauber in ihren Bann. Und wenn es dunkel wird, begeistert ein funkelnder Sternenhimmel, wie ihn die meisten Städter noch nie gesehen haben. Grund: Hier ist der Himmel wegen der hervorragenden atmosphärischen Bedingungen besonders dunkel und die Luft auf den Gipfeln besonders sauber. Damit das so bleibt, sind auf der ganzen Insel per eigenem Gesetz nur bestimmte Straßenbeleuchtungen zugelassen – was ein eigenes Gesetz genau regelt.

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Ein guter Grund, warum das schwedische 1-m-Solarteleskop, das auf dem Gebiet der hochauflösenden Sonnenbetrachtung weltweit führend ist, auf der kanarischen Insel steht. Es wird vom Institut für Solarphysik betrieben, das zum Fachbereich Astrophysik der Stockholmer Universität gehört. Das wichtigste Forschungsziel des Instituts ist es, mehr über die äußere Hülle der Sonnenatmosphäre zu erfahren, die von Magnetfeldern geprägt ist: Wie entstehen Magnetfelder? Wie werden sie geformt und letztendlich zerstört oder von der Oberfläche der Sonne entfernt? Wie beeinflussen sie die äußere Atmosphäre der Sonne? Sind sie für Sonnenstürme und die energetische Strahlung der Sonne mit verantwortlich?

Diese Fragen werden mit Hilfe von Beobachtungsdaten des Teleskopsystems untersucht, das auf 60 x 60 Bogensekunden der Sonne ausgerichtet ist - was einer Fläche von 43.320 x 43.320 km der Sonnenoberfläche entspricht. Diese Fläche ist dreimal größer als die Oberfläche der Erde, macht aber nur 0,03% der Sonnenoberfläche aus. Um den Effekt atmosphärischer Störungen auszugleichen, ist das Teleskop mit einer adaptiven Optik ausgerüstet. Die Störungen werden von der Erdatmosphäre verursacht, die das Licht in willkürlicher Richtung krümmt. Sie sind der Grund, warum Sterne funkeln und sich die Sonne beim Untergang wellt. „Ohne die Optik würde das Solarteleskop nur verschwommene Bilder produzieren“, sagt die Marketing-Managerin Mina Smolej bei Mikrotron.

Das Konzept der adaptiven Optik

Das Optiksystem innerhalb des Teleskops, das vom Swedish Research Council finanziert wurde, besteht aus einem Shack-Hartmann Wellenfrontsensor und einem deformierbaren Spiegel. Der Sensor besteht aus einer Glasplatte mit eingeätzten Mikrolinsen. So wird die Austrittspupille des Teleskops in 85 Segmente unterteilt. Jedes liefert ein individuelles Bild der Sonne. Die atmosphärische Störung verändert das Bild – und zwar in jedem Segment anders. Die Veränderungen werden gemessen und in Befehle an den deformierbaren Spiegel umgewandelt. Dieser verändert dann entsprechend seine Form, um die Verzerrungen zu kompensieren.

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