H-ALPHA

Konstruktion eines kompakten Spektrohelioskopes für eine Auflösung von 5 Bogensekunden

Wie viel Auflösungsvermögen braucht ein Amateurastronom für eine sinnvolle Sonnenbeobachtung im H-Alpha-Licht? Für die meisten Erscheinungen braucht man meist etwa 5 Bogensekunden. Dazu gehören Flares, Fackeln und so weiter. Mit einem mittleren Spektrohelioskop kann man also gute Ergebnisse erzielen.

Beobachtet man die Sonne mit einem Spektrohelioskop, dessen Fernrohr 2700mm (9ft) Brennweite hat, erhält man ein Sonnenbild mit 25mm Durchmesser. Sind Eingangs- und Ausgangsspalt 125 µm weit, resultiert eine mittlere Auflösung von 10 Bogensekunden. Die Auflösung hängt auch von der Form (kurz oder lang, schmal oder breit) und Helligkeit (Stärke der Fackeln und Flares; schwarz oder grau bei Filamenten) der Erscheinungen ab. Weiterhin wollen wir eine Teleskopöffnung von 62mm (2,5“) annehmen. Für den Spektrohelioskop-Modus sollte man Okulare mit Brennweiten um 125mm verwenden, wobei einfache Achromat-Okulare ausreichend sind. Für den Spektroskopmodus sind Okularbrennweiten von etwa 50mm zu empfehlen.

Laut „Amateur Astronomers Handbook“ von J. Sidgwick, 1957 kann die Dawes-Grenze (Auflösungsgrenze in Bogensekunden) für zwei 6mag-Sterne mit D = 115,8 / Teleskopöffnung in mm berechnet werden. Die Sterne sind dabei schwierig zu trennen. Für einen Sonnenfleck gilt als unterste Auflösungsgrenze die „modifizierte“ Dawes-Grenze, die mit mD = 55,9 / Teleskopöffnung in mm ermittelt wird. Für eine problemlose Beobachtung sollte die „extra modifizierte“ Dawes-Grenze verwendet werden: emD= 111,8 / Teleskopöffnung in mm.

Ein 62/2700mm-Fernrohr kann also bei guten Seeing noch 1”-große Sonnenfleckdetails auflösen, 2“- Details sind ohne Probleme zu sehen. Im Spektroskop-Modus habe ich sehr feine Fleckendetails bei zu einer Bogensekunde tatsächlich mit Schwierigkeiten und 2“-Details sehr leicht als dünne Linien im Spektrum sehen können. Im Spektrohelioskop- Modus im H-Alpha-Bereich war eine Auflösung von 5-10 Bogensekunden möglich.

Vor 40 Jahren wurde in „Sky and Telescope“ eine Seeing-Skala veröffentlicht, die damals von den Profis verwendet wurde: exzellent ¼“, gut ½“, durchschnittlich 1“, schlecht 2“ und miserabel.
Falls Sie ein Teleskop mit kleiner Öffnung haben, zum Beispiel 75mm (3“), wird es für Sie nicht leicht sein, den Unterschied zwischen durchschnittlichem und guten Seeing zu erkennen. Falls Sie etwa 100 bis 150mm Öffnung (4“ bis 6“) zur Verfügung haben, kann man die Bedingungen bestimmen. Professionelle Observatorien haben größere Öffnungen, angefangen von 300mm (12“) am Mt. Wilson bis zu 600mm (24“) oder gar mehr an verschiedenen Plätzen der Erde. Der Punkt ist aber der, dass die Amateure nicht so sehr auf das Seeing achten müssen, wie die Profis. Meist hat der Amateur ausreichende Bedingungen, um seine Ziele zu erreichen, was bei den Profis meist nicht der Fall ist. Vergleichen Sie nicht unsere Anforderungen mit denen der professionellen Astronomen, damit wir nicht die ganze Zeit frustriert sein müssen.

Zurück zum Spektrohelioskop: Teile des Sonnenbildes gehen durch den Eingangsspalt, die Spektroskoplinse, zurück vom Beugungsgitter und schließlich durch den Austrittsspalt. Man erhält meist eine Auflösung von 10 Bogensekunden am Austrittsspalt, möglicherweise bis zu 5 Bogensekunden. Falls die optische Achse des Teleskops und die des Spektroskops nicht perfekt ausgerichtet sind, z. B. nur zu 95%, dann ist das Sonnenbild nicht zu sehr beeinträchtigt, da man trotz einer Teleskopauflösung von 2 Bogensekunden mit dem Spektroskop nur auf 5 Bogensekunden kommt.

Dies bedeutet außerdem, falls sie zwischen Teleskop und Spektroskop weitere Optik einsetzen, dass diese zwar prinzipiell die Qualität des Sonnenbildes stört. Man wird dies aber nicht bemerken, solange die Abweichung 5 Bogensekunden am Austrittsspalt nicht überschreitet. Somit hat man ein leistungsstarkes Spektrohelioskop für ein gutes visuelles Sonnenbild.

Falls Sie also ein Spektrohelioskop haben möchten, das v. a. kompakt ist, nur für den Spektrohelioskop- Modus ausgelegt ist und Sie nicht so sehr am Spektroskop- Modus interessiert sind, können Sie mit der vorgeschlagenen Konstruktion zufriedenstellende HAlpha- Beobachtungen machen.

Wenn Sie beide Modi möchten, muss das System anders ausgelegt werden. Ich empfehle hier mein erstes Spektrohelioskop, welches in Sky and Telescope, Jan. 1969 beschrieben wurde. Wenn Sie besonders hohe Leistungsfähigkeit im Spektroskop- Modus benötigen, wird eine völlig andere Herangehensweise nötig.