Totale Sonnenfinsternis am südlichen Ende der Welt

Totale Sonnenfinsternis über dem Südpolarmeer.

Bildcredit und Bildrechte: Petr Horálek (ESO Photo Ambassador, Institut für Physik in Opava)

Beschreibung: Gestern war am Ende der Welt eine totale Sonnenfinsternis zu sehen. Um das ungewöhnliche Phänomen zu dokumentieren, flogen Flugzeuge über die bewölkte Meereslandschaft des Südpolarmeers.

Der helle Fleck auf diesem atemberaubenden Bild ist die äußere Korona der Sonne, der dunkle Fleck in der Mitte ist der verfinsternde Mond. Links unten seht ihr einen Flügel und eine Turbine des Flugzeugs, darüber fliegt ein weiteres Flugzeug, das die Finsternis beobachtet. Der dunkle Bereich am Himmel, der die verfinsterte Sonne umgibt, ist der Schattenkegel. Er ist dunkel, weil ihr einen langen Korridor aus Luft entlangblickt, die vom Mond abgeschattet ist. Wenn ihr genau hinseht, erkennt ihr rechts neben der verfinsterten Sonne den Planeten Merkur.

Im April 2023 kreuzt der Schatten der nächsten totalen Sonnenfinsternis Teile von Australien und Indonesien, der Schatten der darauffolgenden Finsternis im April 2024 zieht über Nordamerika.

Interessante Finsternisbilder, die bei APOD eingereicht wurden: totale Sonnenfinsternis vom Dezember 2021
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NuSTAR zeigt die Sonne im Röntgenlicht

Sonne in UV-Licht und Röntgenlicht. Bilder des Röntgensatelliten Nuclear Spectroscopic Telescope Array NuSTAR liefern Hinweise, warum die Zonen über Sonnenflecken so heiß sind.

Bildcredit: NASA, NuSTAR, SDO

Beschreibung: Warum sind die Zonen über Sonnenflecken so heiß?

Sonnenflecken sind etwas kühler als die umgebende Sonnenoberfläche, weil die Magnetfelder, die sie erzeugen, die Aufheizung durch den Strömungstransport verringern. Daher ist es erstaunlich, dass die Regionen darüber – sogar viel höher oben in der Sonnenkorona – hundertmal heißer sein können.

Um herauszufinden, warum das so ist, richtete die NASA das sehr empfindliche Röntgenteleskop des Satelliten Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) im Erdorbit zur Sonne. Dieses Bild zeigt die Sonne in ultraviolettem Licht, die Aufnahmen mit dem Solar Dynamics Observatory (SDO) im Orbit sind rot dargestellt. In Falschfarben-Grün und -Blau wurden Emissionen oberhalb von Sonnenflecken in darübergelegt, die von NuSTAR in verschiedenen Bändern energiereicher Röntgenstrahlen erfasst wurden, diese zeigen Regionen mit extrem hoher Temperatur.

NuSTAR-Bilder wie dieses liefern Hinweise zum Mechanismus der Aufheizung der Sonnenatmosphäre und und werfen ein neues Licht auf solare Nanoflares und Mikroflares als kurze Energieschübe, welche die ungewöhnliche Erwärmung verursachen könnten.

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Mondkorona mit Jupiter und Saturn

Mondkorona, Jupiter und Saturn über dem italienischen Dorf Pieve di Cadore und dem Sfornioi, der zur Bosconerogruppe gehört.

Bildcredit und Bildrechte: Alessandra Masi

Beschreibung: Warum wirkt ein wolkiger Mond manchmal farbig? Der Effekt wird als Mondkorona bezeichnet und entsteht durch die quantenmechanische Beugung des Lichts an einzelnen, etwa einheitlich großen Wassertröpfchen in einer dazwischen liegenden, aber großteils transparenten Wolke. Da Licht unterschiedlicher Farben aus unterschiedlichen Wellenlängen besteht, wird jede Farbe anders gebeugt.

Mondkoronen gehören zu den wenigen quantenmechanischen Farbeffekten, die mit bloßem Auge leicht erkennbar sind. Manchmal sind auch Sonnenkoronen sichtbar.

Dieses Kompositbild wurde ein paar Tage vor der engen großen Konjunktion von Saturn und Jupiter im letzten Monat fotografiert. Hinter dem italienischen Dorf Pieve di Cadore seht ihr den Sfornioi, der zur Bosconerogruppe gehört.

Neu! APOD ist jetzt auf Taiwanesisch von der National Central University verfügbar.
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Totale Sonnenfinsternis 2020

Bei der totalen Sonnenfinsternis im Dezember 2020 war auch der unglückselige Komet C/2020 X3 SOHO links unten zu sehen, etwa auf der 7-Uhr-Position.

Bildcredit und Bildrechte: Miloslav Druckmuller, Andreas Moller, (Technische Universität Brünn)

Beschreibung: Auf einem schmalen Pfad, der den Süden von Südamerika bei Chile und Argentinien kreuzte, wanderte der letzte Neumond 2020 während der einzigen totalen Sonnenfinsternis des Jahres am 14. Dezember vor die Sonne. Der Neumond war nur 2 Tage vom erdnächsten Punkt seiner elliptischen Bahn – dem Perigäum – entfernt. Seine Oberfläche ist auf diesem dramatischen Kompositbild zart vom Erdschein beleuchtet.

Das Bild ist ein bearbeitetes Komposit aus 55 kalibrierten Aufnahmen mit Belichtungszeiten von 1/640 bis 3 Sekunden. Es deckt einen großen Helligkeitsumfang während der Totalität ab und zeigt die dämmrige Mondoberfläche sowie blasse Sterne im Hintergrund, zusammen mit planetengroßen Protuberanzen am Sonnenrand, einen gewaltigen koronalen Massenauswurf und flüchtige Strukturen in der Korona, die normalerweise im Gleißen der Sonne verborgen sind. Bei genauer Betrachtung erkennt ihr, wie sich der unglückselige Komet C/2020 X3 SOHO von links unten nähert, etwa auf der 7-Uhr-Position. Er gehört zur sonnenstreifenden Kreutzfamilie.

2021 ist am 10. Juni eine ringförmige Sonnenfinsternis zu sehen, doch für die einzige totale Sonnenfinsternis des Jahres müsst ihr bis 4. Dezember warten. Diese Finsternis ist auf einem schmalen Pfad total, der den südlichsten Kontinent Antarktis kreuzt.

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Die rotierende Sonne

Bildcredit: SDO, NASA; Digitale Komposition: Kevin M. Gill

Verändert sich die Sonne, während sie sich dreht? Ja. Die Änderungen sind manchmal nur gering, manchmal aber dramatisch. Diese Aufnahmen in Zeitraffer veranschaulicht die Rotation der Sonne im Laufe eines Monats im Jahr 2014. Sie stammen vom Solar Dynamics Observatory der NASA.

Links seht ihr die Chromosphäre der Sonne in ultraviolettem Licht. Rechts daneben sind sechs kleinere Sonnenbilder. Das hellere Bild links oben zeigt die Photosphäre zur gleichen Zeit in sichtbarem Licht, die uns besser vertraut ist. Die übrigen Bilder zeigen die Röntgen-Emissionen der relativ seltenen Eisenatome. Sie befinden sich in verschiedenen Höhen in der Korona. Hier sind sie in Falschfarben dargestellt, um Unterschiede zu betonen.

Die Sonne braucht etwas weniger als einen Monat für eine ganze Umdrehung. Am schnellsten rotiert sie am Äquator. Kurz nach Beginn des Films rotiert eine große, aktive Sonnenfleckenregion ins Bild. Die Änderungen der Oberflächenstruktur und die Formen der aktiven Regionen sind eher subtil. Aber es gibt auch dramatische Effekte, zum Beispiel zahlreiche Blitze in aktiven Regionen und flackernde, Protuberanzen, die ausbrechen. Sie ragen über den Sonnenrand.

Die Sonne durchläuft gerade ein Minimum an Aktivität in ihrem magnetischen Zyklus, der 11 Jahre dauert. Derzeit ist sie ungewöhnlich ruhig. Gegen Ende des Films rotiert die große aktive Sonnenfleckenregion von früher gezeigt wieder ins Sichtfeld. Doch sie sieht nun anders aus.

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Seitlicher Blick von der Parker Solar Probe

Videocredit: NASA, JHUAPL, Naval Research Lab, Parker Solar Probe

Jeder sieht die Sone. Noch war niemand dort. Doch 2018 startete die NASA die robotische Parker Solar Probe (PSP), um erstmals die Regionen um die Sonne zu erforschen. Die langgezogene Umlaufbahn der PSP bringt sie alle paar Monate mit jeder Umrundung näher an die Sonne heran.

Dieses Zeitraffervideo zeigt den Blick von hinter dem Sonnenschild der PSP bei ihrer ersten Annäherung an die Sonne. Sie fand vor einem Jahr auf etwa dem halben Bahnradius von Merkur statt. In einem Zeitraum von mehr als neun Tagen nahmen die Kameras des Wide Field Imager for Solar Probe (WISPR) der PSP Bilder auf. Hier wurde die Dauer der Aufnahme digital auf 14 Sekunden verkürzt.

Links sieht man die wogende Sonnenkorona sowie Sterne, Planeten und sogar das zentrale Band unserer Milchstraße. Sie ziehen im Hintergrund vorbei, während die PSP um die Sonne wandert. Die PSP zeigte, dass die Umgebung der Sonne überraschend komplex ist. Es finden Umkehrungen statt – manchmal kehrt sich das Magnetfeld der Sonne kurz um.

Die Sonne ist nicht nur die Hauptenergiequelle der Erde. Ihr veränderlicher Sonnenwind komprimiert die Erdatmosphäre. Er löst Polarlichter aus, beeinflusst das Stromnetz und kann sogar Kommunikationssatelliten im Orbit beschädigen.

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Spiegelung einer totalen Sonnenfinsternis

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Thierry Legault

Beschreibung: Würden Sie eine Doppelaufnahme machen, wenn Sie eine totale Sonnenfinsternis sehen? Ein Astrofotograf tat das – doch er brauchte einen See und etwas Planung. Da die Finsternis tief am Horizont stattfinden würde, hielt er Ausschau nach einem passenden Ort auf dem schmalen Pfad in Südamerika, auf dem man wenige Minuten lang sehen würde, wie der Mond die Sonne vollständig bedeckte – sowohl direkt als auch im Spiegelbild.

Am Tag vor der Totalität besuchte er den See La Cuesta Del Viento (Die Hänge des Windes), der trotz des Namens so windstill war, dass er wie ein Spiegel aussah. Perfekt. Als er jedoch am Tag der Finsternis zurückkehrte, wirbelte eine steife Brise das Wasser auf – genug, um die Aufnahme mit der Reflexion der Finsternis zu ruinieren. Zum Verzweifeln.

Aber halt! Seltsamerweise legte sich der Wind etwa eine Stunde vor der Totalität. Diese Ruhe hängt vielleicht mit der Finsternis selbst zusammen, weil verfinsterter Boden die Luft weniger stark erwärmt und die Menge an aufsteigender warmer Luft reduziert – das kann den Wind abschwächen und sogar seine Richtung ändern. Die Finsternis kam, Stativ und Kamera waren bereit, ebenso der See.

Dieses Bild der Doppelfinsternis entstand als Einzelaufnahme mit nur 1/15 tel Sekunde Belichtungszeit. Bald nach der Totalität frischte der Wind wieder auf, und das Wasser wurde wieder böig. Egal – dieses Doppelbild der totalen Sonnenfinsternis vom Juli 2019 war für immer im Kasten.

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Die große Korona

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: P. Horálek, Z. Hoder, M. Druckmüller, P. Aniol, S. Habbal / Solar Wind Sherpas

Beschreibung: Die meisten Fotos zeigen die Pracht der Sonnenkorona nicht angemessen. Die Korona während einer totalen Sonnenfinsternis selbst zu sehen, ist einzigartig. Das menschliche Auge kann sich anpassen und die Ausdehnung der Korona sowie Strukturen besser erkennen als durchschnittliche Kameras.

Willkommen im digitalen Zeitalter: Dieses Bild kombiniert digital kurz und lang belichtete Aufnahmen, die bearbeitet wurden, um zarte, ausgedehnte Strukturen in der Korona der totalen Sonnenfinsternis im August 2017 zu hervorzuheben. Komplexe Schichten und leuchtende Brennlinien einer sich ständig verändernden Mischung aus heißem Gas und Magnetfeldern in der Sonnenkorona sind deutlich sichtbar. Direkt am Sonnenrand erscheinen rosarote Schleifen von Protuberanzen. Sogar blasse Details auf der Nachtseite des Neumondes sind erkennbar, sie werden von Sonnenlicht beleuchtet, das von der Tagseite der vollen Erde reflektiert wird.

Bilder, die Sekunden vor und nach der totalen Finsternisphase aufgenommen wurden, zeigen flüchtige Ausschnitte der Sonne im Hintergrund. Das Phänomen ist als Perlschnurphänomen oder Diamantring bekannt. Morgen sieht man in Teilen Südamerikas wieder eine totale Sonnenfinsternis.

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