Ich habe mir gerade dieses Bild angesehen:
und fragte sich, warum keine Corona oder Spur der kleinen Explosionen auf der Oberfläche der Sonne sichtbar sind ...
Wie sollte die Sonne fotografiert werden, um diese Details auf ihrer Oberfläche zu sehen?
Warum zeigen übliche Bilder von Sun keine Ausstülpungen oder Explosionen?
Antworten:
Dies liegt daran, dass dieses Bild nur das sichtbare Spektrum erfasst. Die meisten Bilder, die Sie von der Sonne sehen, erfassen das ultraviolette Spektrum, in dem Sie einige wirklich beeindruckende Explosionen und koronale Auswürfe sehen:
(Quelle: caltech.edu )
Dieses Bild wurde mit einer hochspezialisierten wissenschaftlichen Kamera aus dem Weltraum aufgenommen. Sie können jedoch einige Details erfassen, einschließlich Vorsprünge mithilfe einer DSLR in Verbindung mit einem geeigneten Filter:
Bild (c) Kevin Lewis, Quelle: http://www.photosbykev.com/wordpress/photography/pst-solar-imaging/
Der in diesem Fall verwendete Filter war ein Hα-Filter, der die Frequenz des Lichts durchlassen soll, das erzeugt wird, wenn ein Elektron in einem Wasserstoffatom den Energiezustand ändert (es wäre eine Untertreibung zu sagen, dass die Sonne viele Wasserstoffatome enthält). . Beachten Sie, dass dies ein Mehrfachbelichtungsbild mit einer Belichtung für die Hauptscheibe und einer separaten längeren Belichtung für die Vorsprünge (Fackeln, die aus der Sonne kommen) ist.
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Das ist falsch. Die obigen Bilder sind Bilder mit sichtbarem Spektrum, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden. Wasserstoff Alpha befindet sich im sichtbaren Spektrum - nicht im UV. Das UV-Spektrum sind Wellenlängen von weniger als 400 nm (wo das Nah-UV-Spektrum beginnt). Wasserstoff alpha befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des sichtbaren Spektrums - nicht in der Nähe der UV-Wellenlängen.
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Tim Campbell
Dies ist ein einfaches Belichtungsproblem, das einige Facetten hat.
Die dramatischen Bilder, die Sonnenvorsprünge und Filamente zeigen, werden mit speziellen Schmalbandteleskopen (oder Filtern) aufgenommen, die nur Licht mit der Wasserstoff-Alpha-Wellenlänge durchlassen. Wasserstoff Alpha ist eine dominante Wellenlänge in der Ballmer-Reihe ( https://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series ) mit einer Wellenlänge von 656,28 Nanometern. Sichtbares Licht sind die Wellenlängen zwischen 400 nm und 700 nm. 656 nm liegen gut im sichtbaren Spektrum.
Wenn sich 656 nm innerhalb des sichtbaren Spektrums befinden, warum wird es dann nicht in Bildern angezeigt, die mit einer herkömmlichen Kamera durch ungefilterte Kameraobjektive oder Teleskope aufgenommen wurden?
Es stellt sich heraus, dass dies unter den richtigen Bedingungen der Fall ist:
Das obige Bild ist eines von vielen, die ich während der totalen Sonnenfinsternis am 21. August 2017 in den USA aufgenommen habe. Ich habe eine Canon 5D Mk III verwendet, die an einen apochromatischen Refraktor des TeleVue NP101 angeschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt während der Sonnenfinsternis ist das Teleskop ungefiltert. Dies ist kein bearbeitetes oder geändertes Bild (außer einem Zuschnitt). Dies ist ISO 200 bei 1/500 Sek. Durch ein 1: 5,4-Teleskop mit einem 2x TeleVue PowerMate (das effektive Brennweitenverhältnis beträgt 1: 11 bei angeschlossenem 2x PowerMate (ein PowerMate ist ein telezentrischer Brennweitenmultiplikator).
Der Grund, warum Sie die Vorsprünge hier sehen, aber normalerweise nicht sehen, hängt mit der Belichtung zusammen.
Die Sonne ist eine Schwarzkörperstrahlungsquelle ( https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation ), die Wellenlängen über das gesamte sichtbare Spektrum emittiert - und darüber hinaus. Aber die Vorsprünge sind Wasserstoff Alpha ... nur eine bestimmte Wellenlänge. Wenn die gesamte Sonne sichtbar ist und alle Wellenlängen passieren dürfen, gibt es im sichtbaren Spektrum eine solche Lichtfülle, dass die erforderliche Belichtung einfach nicht lang genug ist, um die Wasserstoff-Alpha-Merkmale sichtbar zu machen. Wenn die Belichtung lang genug ist, würde der Rest der Wellenlängen im sichtbaren Spektrum den Sensor vollständig überfordern und Sie würden nur ein ausgeblasenes Bild erhalten.
Eine weitere Nuance besteht darin, dass herkömmliche Kameras innerhalb des sichtbaren Spektrums gefiltert werden, um die Empfindlichkeit des menschlichen Auges nachzuahmen. Bei der Wellenlänge von 656 nm ist das Auge nicht besonders empfindlich. Herkömmliche Kameras lassen normalerweise nur etwa 20-25% des Lichts bei dieser Wellenlänge durch. In Solarteleskopen verwendete Ha-Filter lassen fast die gesamte Wellenlänge von 656 nm passieren.
Sie können diese Art von Bildern während einer totalen Sonnenfinsternis erhalten ... aber da Finsternisse nicht häufig genug auftreten, um bequem zu sein, sind andere Methoden erforderlich, um diese Merkmale zu fotografieren.
Vorsprünge und Filamente sind Merkmale der Chromosphäre der Sonne. Dies ist eine höhere Schicht der Sonnenatmosphäre über der Photosphäre. Die Photosphäre ist der Teil der Sonne, den wir traditionell als "Oberfläche" betrachten - obwohl die Sonne ein heißer Gaskugel ist, ist sie keine feste Oberfläche. Sie können die Photosphäre fotografieren, wenn Sie einen sicheren solaren "Weißlicht" -Filter an der Vorderseite eines Objektivs oder Teleskops angebracht haben.
Um diese im Wasserstoff-Alpha-Licht sichtbaren Merkmale abzubilden, benötigen Sie einen Schmalbandfilter.
Achtung: Die Sonnenenergie kann Geräte wie Kameras, Objektive oder Teleskope leicht zerstören. Ich rate nicht, dies ohne ein wenig Recherche zu tun, um sicherzustellen, dass Sie sowohl Ausrüstung als auch Techniken verwenden, die Ihre Ausrüstung nicht beschädigen.
Bilder der Korona, die von Amateur-Solarastrophotographen aufgenommen wurden, verwenden normalerweise spezielle Wasserstoff-Alpha-Solarteleskope wie die von Lunt Solar Systems, Coronado (ein Geschäftsbereich von Meade) oder manchmal nicht-solare Teleskope, die mit Wasserstoff-Alpha-Solarfiltern von Quark ausgestattet sind oder Daystar. Die speziellen Ha-Solarteleskope sind sicher - die Teleskope wurden vollständig für diesen Zweck entwickelt.
Dieses Zahnrad blockiert das gesamte sichtbare Spektrum mit Ausnahme des Schmalbandes nahe der Ha-Frequenz. Selbst dies wird etwas kompliziert, da Filter einen bestimmten Bandpass ermöglichen, bei dem ein schmalerer Bandpass für mehr Details und Kontrast auf der Oberfläche sorgt, aber die Hervorhebungsmerkmale an der Extremität schwächer erscheinen. Etwas breitere Bandpässe erfassen mehr Details am Glied, aber weniger Oberflächenkontrast. In der solaren Astrofotografie ist es üblich, Bilddaten für die Oberfläche und für die Extremität getrennt aufzunehmen und diese dann zu kombinieren.
Herkömmliche Kameras werden normalerweise nicht verwendet. Stattdessen eine Hochgeschwindigkeits-CMOS-Kamera mit einem elektronischen Global Shutter (ein Global Shutter kann den gesamten Sensor parallel auslesen ... die meisten Kameras haben einen elektronischen Rolling Shutter, dh der Sensor liest zeilenweise aus). Dies ermöglicht eine relativ schnelle Bildgebung, um einige Sekunden unkomprimierter Videobilder aufzunehmen, die kombiniert und zu dem fertigen Bild verarbeitet werden. (Während sich die bevorzugten Kameramodelle im Laufe der Zeit ändern, ist die ZWO ASI174MM-Kamera der aktuelle Favorit für diese Art von Arbeit.)
Wenn Sie sich für diese Art der Fotografie interessieren, würde ich empfehlen, das von Robert Geller herausgegebene Buch Lessons from the Masters zu lesen und das Kapitel mit dem Titel Catching Sunlight von Alan Friedman zu lesen .
Martin Wise produziert viele Sonnenbilder und hat YouTube-Videos, die seinen Prozess beschreiben. Eine finden Sie hier: https://www.youtube.com/watch?v=G-41RMTCdTE
Hinweis: Die Sonne befindet sich derzeit in einem ungefähr 11-jährigen Aktivitätszyklus in einer ruhigen Phase (Sonnenminimum). Die Funktionen, an denen Sie interessiert sind, sind selten (Tage oder sogar Monate können ohne viel Aktivität vergehen). Die Aktivitäten werden in ein paar Jahren wieder zunehmen und in etwa fünf Jahren wahrscheinlich sehr aktiv sein.