Ab und zu zeigt sich die Sonne in den letzten Tagen auch hier bei uns; eiskalt ist es aber trotzdem. Daran ändert auch die tollen Bilder der Sonne nichts, die gerade von den Europäischen Südsternwarte veröffentlicht worden sind. Aber es lohnt sich auf jeden Fall, einen Blick auf sie zu werfen. So sehen sie aus:

“Was ist daran jetzt so spektakulär?” könnte sich der eine oder die andere fragen. Ein wenig zu Recht; Bilder der Sonne gibt es ja schon seit mehr als 100 Jahren; detaillierte Bilder der Sonne kriegen wir seit Jahrzehnten von Satelliten und Sonnenflecken hat man auch schon oft genug fotografiert und meistens waren die Bilder sogar schärfer und detailreicher als die beiden oben gezeigten.

Nun: In der Wissenschaft kommt es immer auf den Kontext an. Und in der Astronomie kommt es vor allem darauf an, was für Licht man beobachtet! Ein Stern wie die Sonne leuchtet im kompletten elektromagnetischen Spektrum und gibt nicht nur für unsere Augen sichtbares Licht ab. Sondern auch den ganzen Rest: Röntgenstrahlen, UV-Strahlen, Infrarotlicht, Radiowellen – und elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen von einigen Millimetern (die also irgendwo zwischen Radiowellen und Infrarotstrahlung liegen). Und genau das sieht man auf den beiden Bildern!

Die Aufnahmen wurden von ALMA gemacht. Das steht für Atacama Large Millimeter/submillimeter Array und wie der Name schon sagt ist das ein großes Netz aus Teleskopen die Millimeter- und Submillimeterstrahlung detektieren können und das sich auf über 5000 Meter Höhe in der chilenischen Atacamawüste befindet. Normalerweise schaut ALMA weit hinaus ins All und macht dort coole Entdeckungen in fernen Galaxien und fremden Planetensystemen. Diesmal sollte ALMA aber nur knapp 150 Millionen Kilometer weit bis zur Sonne schauen. Das war gar nicht so einfach; das Teleskop ist enorm sensibel und auf das schwache Licht fernster Objekte ausgelegt. Die Astronomen mussten die Antennen des Teleskops ganz vorsichtig und in spezieller Konfiguration einsetzen, damit sie durch das gebündelte Sonnenlicht nicht überhitzt werden.

Aber es hat sich gelohnt. Was man auf den Bilder sieht ist ein Teil der Sonne, der sich über dem Bereich befindet, den wir sehen, wenn wir die Sonne in “normalen” Teleskopen betrachten. Da sehen wir die Photosphäre; die ALMA-Aufnahmen zeigen die Chromosphäre. Das ist der Teil, den man manchmal rot leuchtend an den Rändern der verdunkelten Sonnenscheibe während einer totalen Sonnenfinsternis sehen kann.

Was man ebenfalls noch wissen muss um die Bedeutung der beiden Bilder richtig einzuschätzen: Beide Aufnahmen zeigen die selbe Stelle der Sonnen. Das oberste Bild wurde im Licht mit einer Wellenlänge von 1,25 Millimetern aufgenommen; beim unteren Bild sind es 3 Millimeter. Und hier sieht man ganz deutlich, warum es in der Astronomie so wichtig ist, das ganze elektromagnetische Lichtspektrum zu nutzen: Unterschiedliche Wellenlängen liefern unterschiedliche Informationen! Im Fall der Sonne können die Wellen mit der kürzeren Wellenlänge tiefer in die Sonne eindringen als die mit längeren Wellenlängen. Das obere Bild zeigt uns also einen tieferen Einblick in die Sonne als das untere Bild. Und man sieht deutlich, dass in unterschiedlichen Schichten der Sonne ganz unterschiedliche Dinge passieren! Der riesige Sonnenfleck der im oberen Bild deutlich zu sehen ist (und der ungefähr doppelt so groß wie die Erde ist!), ist im unteren Bild nicht mehr so gut zu erkennen.

Will man die Sonne (bzw. allgemeine die Sterne) verstehen, muss man wissen, was in allen Schichten passiert. Schon diese beiden Bilder zeigen wie sich die Chromosphäre in unterschiedlicher Tiefe unterschiedlich verhält und vor allem unterschiedlich stark aufheizt. Das beeinflusst natürlich die Dynamik des Materials aus dem die Sonne besteht und wenn man das alles analysieren will, braucht man jede Information die man kriegen kann. Und wenn nun auch ALMA in der Lage ist, Informationen über die Sonne zu liefern, dann ist das mehr als hervorragend!

Kommentare (8)

  1. #1 Mirko
    HH
    24. Januar 2017

    Hi Florian!

    Passt nicht zu diesem Thema: In einer österreichischen (muss ja stimmen?!) Presse (online) stand, dass die LED Beleuchtung von Straßen und Autos den Astronomen das Leben schwer macht, weil sich die Lichtfrequenzen von LEDs in der Atmosphäre eher mit denen überlagern, die “Ihr” braucht. Also verglichen mit klassischen Lampen.
    Ist das ein ernsthaftes Problem oder was ein Boulevardblatt aufgeschnappt hat?

    Danke!

  2. #2 Alderamin
    24. Januar 2017

    @Mirko

    Das ist vor allem ein Problem für Volkssternwarten und Hobby-Astronomen. Die Profis haben ihre Sternwarten weitab der Lichtquellen und können ggf. auch mal durchsetzen, dass in der umliegenden Gegend abgeschirmte Natriumdampflampen eingesetzt werden. Während hierzulande der Himmel immer mehr verloren geht.

    Ich hatte mir ein paar verschiedene Nebelfilter besorgt, um von zu Hause aus bessere Himmelsaufnahmen machen zu können. Die kosten durchaus ein paar hundert Euro. Für LED-Licht sind sie kaum zu gebrauchen, weil das Licht breitbandig ist. Quecksilber- und Natriumdampflampen haben hingegen ein Linienspektrum mit reichlich Lücken, dass sich ziemlich gut wegfiltern lässt.

    Was ich besonders verabscheue, sind diese LED-Werbetafeln, manchmal dimmen die nachts nicht einmal runter. Ein bisschen Dunst, und der Himmel leuchtet vom Horizont bis zum Zenit, obwohl die Werbetafeln kilometerweit entfernt sind. Licht, das nach unten geht, ist ja noch ok, aber Licht, das nach oben oder zur Seite geht, gehört verboten.

  3. #3 Desolace
    24. Januar 2017

    Also dass die Sonne aus vielen Schichten besteht, das wusste ich ja, aber dass man die auch ” sehen” kann…! Wieder was gelernt 🙂

  4. #4 pane
    24. Januar 2017

    Ich stelle es mir recht schwierig vor, die empfindliche Instrumente vor der direkten Sonneneinstrahlung zu schützen. So ein Spiegel reflektiert ja in allen Wellenbereichen, vielleicht mit Ausnahme der harten Röntgen- und Gammastrahlung, da ist er durchsichtig wie Glas. Jedenfalls muss es im Brennpunkt des Spiegels doch sehr heiß werden. Und genau da befinden sich die Instrumente.

  5. #5 Karl-Heinz
    24. Januar 2017

    @ Florian Freistette

    Im Fall der Sonne können die Wellen mit der kürzeren Wellenlänge tiefer in die Sonne eindringen als die mit längeren Wellenlängen.

    Was meinst du mit eindringen? Verstehe ich nicht.

  6. #6 bernie
    24. Januar 2017

    da die bilder aus dem ‘milimeterlicht’ kommen, werden hier falschfarben dargestellt – gibt die verwendete kolorierung nun strahlungsintensität oder unterschiedliche frequenzen wieder?

  7. #7 Karl-Heinz
    24. Januar 2017

    @bernie

    Ich vermute, dass die Helligkeitsunterschiede der Aufnahme die Temperaturunterschiede in der solaren Chromosphäre widerspiegeln. Zonen besonders starker Magnetkräfte sind kühler und daher dunkler.
    Die ALMA-Teleskope beobachten die Sonne in zwei verschiedenen Wellenlängen, bei 1,25 und bei 3 Millimetern. Das ermöglicht es, an der gleichen Stelle verschieden tief in die Chromosphäre zu blicken. Beim Sonnenfleck enthüllt dies, dass die Temperaturvariationen in verschiedenen Schichten der Chromosphäre auch unterschiedlich verteilt sind.

  8. #8 Georg
    Wien
    27. Januar 2017

    @Florian Freistädter

    Im Fall der Sonne können die Wellen mit der kürzeren Wellenlänge tiefer in die Sonne eindringen als die mit längeren Wellenlängen.

    Das klingt, als hätte man die Sonne mit den Millimeterwellen beleuchtet.

    Ich nehme an, es soll ungefähr heißen

    Im Fall der Sonne werden die Wellen mit der längeren Wellenlänge schon in der Chromosphäre selbst stark absorbiert. Deshalb liefert das 3 Millimeter-Foto ein Bild von einer der oberen Chromosphärenschichten, weil dort nur mehr wenig Chromosphäre darüber liegt, die das Licht absorbieren könnte. Das 1,25 Millimeter-Licht wird weniger stark absorbiert, kann also aus einer tieferen Schicht zu uns kommen und zeigt uns deswegen diese.

    Richtig so?