Het waarnemen van de Zon Jan Janssens 06 mei 2009

VSW MIRA –Cursus Praktische sterrenkunde

Het waarnemen van de Zon

Jan Janssens

06 mei 2009

Visuele zonnewaarnemingen •Waarmee de zon observeren? –Telescopen •Elke telescoop is geschikt –Andere waarnemingsobjecten kunnen het type telescoop bepalen –Soort zonnewaarnemingen kunnen telescoop/montering bepalen » Positiebepaling of fotografie van zonnevlekken

•Hoeft niet groot te zijn –Zon geeft licht genoeg » 6cm refractor is reeds voldoende!

–Bepaalt wel resolutie » ”= 13,8 / , met de telescoopdiameter in cm

•Voorkeur voor gesloten systeem –Vermijden van turbulentie 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

2

Visuele waarnemingen –Projectiemethode •Enkel voor refractoren •Veiligste en goedkoopste methode •Zelf projectiescherm (doos) construeren

© Royal Observatory Belgium

–d = 107 * D / (M-1) , met d afstand tussen oculair en projectie scherm, D de diameter van het zonnebeeld in cm, en M de gebruikte vergroting (M = ftelescoop / foculair)

•Grootste probleem is strooilicht –OK voor zonnevlekken –Niet voor poolfakkelwaarnemingen

•Voordelen: –Rechtstreekse positiebepalingen mogelijk –Minder vermoeiend voor het oog

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

3

Visuele zonnewaarnemingen •Hoe de zon waarnemen? –Met zonnefilter •Objectieffilter –Folie » » » » » »

Baader (Astrosolar) Zeer goed contrast Beste kwaliteit/prijs 20 €/ A4-blad → vatting zelf te maken Niet strak spannen Regelmatig te veranderen (5 jaar)

–Glas » Thousand Oaks, Orion » Duurder voor zelfde kwaliteit (110 €/ 10cm) » Robuuster; levensduur > 15 jaar 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

4

Visuele waarnemingen •Andere filters –GEEN oculairfilter » Bevindt zich vlakbij brandpunt (zeer heet) » Kan barsten, zodat zonlicht rechtstreeks toegang heeft tot oog

–Hershel wig » Prisma reflecteert meeste zonlicht terug naar buiten - Opletten voor brandwonden en omstaanders! » Enkel voor refractor - Geen gelijmde onderdelen in de lichtweg! » Dure prijs voor uitstekend contrast (150 €) » Gebruikt door leider WG Zon

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

5

Visuele zonnewaarnemingen •Praktische vereisten –Vrije keuze van instrument en methode, maar •Eens gekozen, steeds dezelfde methode aanhouden

–Zon volledig in beeld •Achteraf is uitvergroting OK (detail tekening/fotografie) •Contrast verhogen met doek over hoofd of scherm

–Vergrotingen tussen 40 en 80x •M = f/l, met f brandpuntsafstand telescoop, l brandpuntsafstand oculair •Projectie: minimum 15 cm –D verandert doorheen het jaar (omloop aarde rond zon)

–Tijdstip van de waarneming steeds in UT (LT- 1 of -2) –Een waarneming per dag is voldoende •Een tiental waarnemingen gespreid per maand is ideaal 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

6

Visuele zonnewaarnemingen • Het in beeld brengen van de zon – Schaduw van de telescoop op grond •Methode van de “ kortste schaduw”

– Zon in zoeker •NOOIT rechtstreeks in zoeker kijken •Afdekken na zoeken – Vermijden van brandvlekken

–“ Sunpointer” – Oculair met lage vergroting •Grote f-waarde

© Roger van Haelewyn

– Oculair met groot beeldveld •Reëel beeldveld :  /M, met M: vergroting en : het schijnbare beeldveld van het oculair – AFOV is gegeven fabrikant: Plossl, Ultima = 50°; Kelner = 40°, Erfel = 60°

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

7

Oriëntering van het zonnebeeld W

O Z O

W N

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

8

Visuele zonnewaarnemingen • Positiehoek P – -26,4° (west) tot +26,4° (oost) – ~0° in Januari en Juni •Zonne-equator ongeveer parallel met O-W lijn

• Hellingshoek B – Geeft de hoogte weer van de aarde boven (+) of onder (-) de zonne-equator © Peter Meadows

•Heliografische breedte van het middelpunt van de zonneschijf

– -7,25° (maart) tot + 7,25° (september) 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon © Anthony Ayiomamitis

9

Visuele zonnewaarnemingen

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

10

Seeingschaal Q Gewijzigde Kiepenheuer seeing-schaal

= 1

rust van de zonnerand ( r )

scherpte van het zonnebeeld ( s )

SIDC seeing-schaal Q

= 0,5

1

Vrijwel perfect beeld. De granulatie is Geen oppervlaktebeweging waarneembaar, Fijnstructuur in de grote umbrae zichtbaar. goed zichtbaar over de ganse zonneschijf. noch aan de zonnerand, noch in het centrum Zeer scherpe fijnstructuur in de penumbrae. Er zijn geen trillingen aan de zonnerand. van de zonneschijf Granulatie zeer goed zichtbaar De fijnstructuur in de penumbra is goed waarneembaar.

5

2

Lichtjes bewegende zonnerand. Ook in de vlekken is de beweging merkbaar.

Lichte fijnstructuur in de penumbrae. De overgangen umbra-penumbra en penumbrafotosfeer zijn scherp afgebakend. De granulatie is te zien.

Zeer kleine groepen en fakkels zijn zichtbaar. De granulatie is vrij goed te zien.

4

3

Duidelijk bewegende zonnerand. Ook in de zonnevlekken is de beweging merkbaar.

Umbra en penumbra zijn nog te scheiden, echter zonder scherpe overgang. De granulatie is moeilijk te zien

Ook de kleinere vlekken zijn waarneembaar. De vorm van de penumbrae is goed te zien. De grootste fakkels zijn eveneens goed zichtbaar.

3

4

Sterk bewegende zonnerand. De beweging is ook zeer duidelijk in de zonnevlekken.

Umbra en penumbra enkel bij de grote vlekken nog te scheiden.

5

Volledig golvend beeld

Umbra en penumbra vloeien ineen. De vlekken zijn te zien als wazige plekken.

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

Alleen de grote vlekken zijn waarneembaar. Zowel umbrae als penumbrae zijn zichtbaar. Alleen de grote vlekken zijn waarneembaar. Penumbrae zijn niet zichtbaar, enkel de umbrae.

2

1

11

De waarneming zelf –Oriëntatie van het zonnebeeld, bepaling van de hoofdrichtingen, seeing en tijdstip (UT) –Duid de zonnevlekkengroepen met ellipsjes aan (grootte en locatie) –Tel voor elke groep het aantal vlekken

– (Bepaal van elke groep de Waldmeierclassificatie) – Bepaal van elke groep de McIntosh-classificatie – Bepaal het aantal zichtbare poolfakkels per hemisfeer • Poolfakkels in het rood aanduiden – Aanvullende waarnemingen zoals detailstudies van zonnevlekken, posities van zonnevlekken, fotosferische lichtbruggen, blote-oogwaarnemingen, H-waarnemingen, Wilsoneffect, oppervlaktebepalingen, zonnefotografie, … .

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

12

De waarneming zelf •Het indelen van vlekkengroepen •Groepen worden apart beschouwd indien –Onderlinge afstand groter is dan 10° in lengte (~ 1/12 van ) –Onderlinge afstand groter is dan 5° in breedte –Uitzonderingen zijn altijd mogelijk » Observeren tijdens opeenvolgende dagen is grote hulp om te bepalen of vlekken/groepen bij elkaar horen

•Leidende hoofdvlek in een groep is -in principe- groter dan en ligt dichter bij de zonne-equator dan de volgende hoofdvlek •Controleer de randen van de zonneschijf goed op vlekken/groepen •Poriën en penumbrale vlekken worden niet als vlekken/groepen beschouwd •Meerdere umbrae binnen dezelfde penumbra worden als afzonderlijke vlekken geteld •Vlekken gescheiden door fotosferische lichtbruggen tellen apart •Gebruik van magnetogrammen/internet is NIET toegelaten 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

13

NOAA 0898 © Pavol Papavy

NOAA 0720 © SOHO

NOAA 9114 © TRACE

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

14

De waarneming zelf •Bepalen van het Wolfgetal R –R = 10 . g + f , met g het aantal groepen en f het aantal vlekken –Meerdere R-waarden bepalen per dag mag, het gemiddelde nemen NIET !!! •R-waarde nemen die bv. overeenstemt met de beste seeing

–Zelf correctiefactor k toepassen op resultaten is NIET toegelaten •Enkel SIDC => correlatie met andere waarnemers

–Gebruik van afgladdingsformules

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

15

Voorbeeld - Visuele Waarnemingen

2 1 3

g=3 f=6 R = 10 . g + f R = 10 . 3 + 6

R = 36

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

16 02 Jan 07 –Gema Araujo

Na de waarneming • Invullen van vlekkengetallenformulier • Op te sturen naar –

Solar indices for the month of August 1999 Jan Janssens, Freesiadreef 3 B43, 1030 Schaarbeek BELGIUM AAVSO-code: JANJ 203.2 mm C8, f/10, 68*, Obj. filter, Blue Ocf e-mail: [email protected]

VVS/WG Zon Franky Dubois Poelkapellestraat 39 8920 Langemark [email protected]

Day 1 2 3 4 5 6

SIDC R. Van der Linden – Ringlaan 3 1180 Brussel [email protected]

• VOOR de 10de van elke maand • Bijkomende waarnemingen (detailtekeningen,…) kunnen op een apart blad bijgevoegd worden 06 mei 2009

24 25 26 27 28 29 30 31 N=

Time

Q

g

f

R

. . .

. . .

CV

A

. . .

13:10

5

8

39

119

101

1

12

3,3

7,1

45,2

116,6

94,0

0,6

Het waarnemen van de Zon

17

Mailinglist VVS WG Zon Zend e-mail naar [email protected] Geen onderwerp Tekst: subscribe wgzon Je ontvangt steeds een email met daarin een authentificatie lijn die je ter bevestiging naar [email protected] moet sturen Na bevestiging: [email protected] Max 100kb aan bijlagen

Website VVS WG Zon http://www.bso.vvs.be/ 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

18

Vragen?...

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

19

Zonnewaarnemingen in H-alfa

© Mark Walters Jan Janssens

6 mei 2009

Inhoud •Wat is H-alfa? •H-alfa filters en telescopen •Voorbereiding van de waarneming •H-alfa waarnemingen •Na de waarneming

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

21

Wat is H-alfa?

© MEES Solar Observatory

•Absorptielijn van waterstof –6562,8 Å •Rode gedeelte van het zichtbare zonnespectrum

•Chromosfeer van de zon –Koeler dan fotosfeer

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

22

Wat is H-alfa? •Full Width at Half Maximum –Kenmerk van H-alfa filters

Tmax H-alfa

50% Tmax H-alfa FWHM (Å)

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

23

Wat is H-alfa? • FWHM bepaalt beeld: – FWHM > 1 Å: •vooral protuberansen

– 0,5 Å > FWHM > 1 Å: •protuberansen en filamenten

– 0,5 Å > FWHM: •vooral filamenten

• Hoe kleiner FWHM: – Hoe contrastrijker het oppervlak – Hoe duurder de filter/telescoop

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

© Teleskop Service

24

H-alfa filters en telescopen • Protuberansenkijker – http://www.astrolab.be/ATM/protuberansentel escoop/eerste.htm

• H-alfa filters en telescopen – Daystar • http://www.daystarfilters.com/

– SolarSpectrum • http://www.solarspectrumfilter.de/

– Coronado • http://www.coronadofilters.com/

– Solarscope • http://www.solarobserving.com/

– Lunt • http://www.luntsolarsystems.com/

– Lille • http://mitglied.lycos.de/LilleSonne/ 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

25

H-alfa filters en telescopen Prices without Customs, Taxes, Dealer Profits,...

9 . 0 00€ 8 . 0 00€

DS T CO PST

7 . 0 00€

CO T SS T

6 . 0 00€

LS T

5 . 0 00€

DS F/t DS F/Q

4 . 0 00€

CO F 3 . 0 00€

SS F

2 . 0 00€

LS F SSp F

1 . 0 00€

Lille

-€ 30

06 mei 2009

40

50

60

70

80

90

100 110

120 130

140

Diameter Tel. (mm) Het waarnemen van de Zon

150 160

170

180 190

200

25 Jul 08 - 1€=$1,585=0,793£ 26 FWHM < 0,7 Å except PST, LS T, Lille

Solarview 50 mm Telescope, 0,7 A, Gene Turner

06 mei 2009 Daystar ATM 120 mm Refractor, 0,6 A, Gordon Garcia

PST, <1 A, Gema Araujo

Het waarnemen van de Zon PST, <1 A, Emiel Veldhuis

27 SolarSpectrum, 0,2A, 102 mm, Andreas Murner

© Gema Araujo 13 July 2005

06 mei 2009 © Andy Chatman_02 April 2006_Coronado SM60

Het waarnemen van de Zon

28

H-alfa waarnemingen - Voorbereiding • Praktische vereisten – Analoog als visueel

• Het in beeld brengen van de zon – Analoog als visueel –“ Sunpointer” • Extern • Sol Ranger (Coronado’ s PST)

• Oriëntatie van het zonnebeeld – Analoge methode als visueel

• Seeing – Turbulentie in de aardatmosfeer • Limiet scheidend vermogen: 0,25-0,5” – Normale sites: 1”bij goed weer

– Scheidend vermogen van telescoop met diameter : • = 1,22 . / , met de golflengte, en in cm • ”= 16,5 / (voor = 656,3 nm)

06 mei 2009

– Theoretisch schijnbaar niet nuttig om telescopen met > 60 cm te bouwen, MAAR wel indien wordt waargenomen in licht van andere (absorptie)lijnen (H, Ca H en Ca K, …) Het waarnemen van de Zon

29

H-alfa waarnemingen - Voorbereiding • Seeing – Seeing is afhankelijk van het tijdstip en de waarnemingsplaats •Niet noodzakelijk het beste ‘ s morgens – Zelf experimenteren – Enkele minuten “ acclimatiseren”= steeds goed idee (vooral winter!)

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

30

H-alfa waarnemingen - Voorbereiding •Doorzichtigheid van de lucht (Wedel)

•Het oog dient wat te wennen aan het rode beeld •Wennen aan continue beweging in chromosfeer 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

31

H-alfa waarnemingen •Waarnemingsprogramma –Werkgroep Zon •http://users.telenet.be/j.janssens/Halpha/Halfa.html •Op basis van programma’ s internationale werkgroepen

–Oriëntatie van het zonnebeeld, bepaling van de hoofdrichtingen, Q, W en tijdstip (UT) –Basis •Tellen van protuberansenhaarden en enkelvoudige structuren

–Geavanceerd •Onderverdeling per zonnehemisfeer en in polaire/hoofdzone •Zonneuitbarstingen

–Gespecialiseerd •Grootte, positiebepalingen, classificatie, fotografie 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

32

H-alfa waarnemingen • Protuberansenhaarden – > 5° van elkaar • Toch bij elkaar indien fysische link

– Geen spikulen • Protuberansen moeten – >1% boven zonnerand – >15 min zichtbaar

– Voorbeeld: 6 haarden

• Enkelvoudige structuren – Los van elkaar • Geen uitstulpingen

– Voorbeeld: e = 17

• Bepalen Protuberansengetal Rp – Rp = 10 . H + e , met H het aantal haarden en e het aantal enkelvoudige protuberansen

• Voorbeeld: Rp = 10 . 6 + 17 = 77 06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

33

Voorbeeld –H-alfa waarnemingen 2 1

3

H=6 e=9 Rp = 69

1

1 1 HBB = 0,07 nm

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

34

Na de waarneming •Invullen van protuberansenformulier –Elektronische versie op te sturen naar VVS/WG Zon Franky Dubois Poelkapellestraat 39 8920 Langemark [email protected] .

–VOOR de 10de van elke maand. . –Bijkomende waarnemingen (detailtekeningen,…) op een apart blad bijgevoegd worden

. . . kunnen

H-Alpha solar indices for the month of May 2008 Jan Janssens, Freesiadreef 3 B43, 1030 Schaarbeek BELGIUM - [email protected] http://users.telenet.be/j.janssens/Engwelcome.html Equipment: Coronado PST, < 1 Å, 40 mm, f/10, 33* North Day 1 2 3 4 5 6

Time

8:15 8:05 6:55

Q

3 3 3,5

06 mei 2009

W

2,5 2,5 2,5

Main

South Polar

Main

RpN

H

e

H

e

2 2 2

2 4 3

1 1 0

2 2 0

34 36 23

Total Polar

Main

RpS

H

e

H

e

3 1 3

6 3 5

0 1 0

0 2 0

36 25 35

Het waarnemen van de Zon

Polar

H

e

H

e

5 3 5

8 7 8

1 2 0

2 4 0

H

e

Rp

6 5 5

10 11 8

70 61 58

Remarks

35

Vragen? 06 mei 2009

© Erich Kopowski_02 maart 2002_Lille Protuberanzenansatz_2,1Å

Het waarnemen van de Zon

36

Referenties en Websites – – – – – – – – – – –

SOHO Images: http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html Solar Monitor: http://www.solarmonitor.org/index.php NOAA/SWPC: http://www.swpc.noaa.gov/today.html SIDC: http://sidc.oma.be/index.php3 NASA’ s Spaceweather: http://www.spaceweather.com/ Kanzelhöhe (CESAR): http://cesar.kso.ac.at/ NSO GONG: http://gong.nso.edu/Daily_Images/ NSO/Sacramento Peak: http://nsosp.nso.edu/isoon/ Big Bear Solar Observatory: http://www.bbso.njit.edu/ H-alfa Base: http://solardatabase.free.fr/tableau.php BASS2000: http://bass2000.obspm.fr/home.php

– – – – – – – – – –

VVS WG Zon: http://www.bso.vvs.be/index.php ALPO Solar Section: http://www.lpl.arizona.edu/~rhill/alpo/solar.html BAA Solar Section: http://baa-solarsection.org.uk/ VdS –Sonne: http://www.vds-sonne.de/index_e.html Peter Meadows: http://www.meadows3.demon.co.uk/ David Knisely: http://www.prairieastronomyclub.org/halpha/ Greg Piepol: http://www.sungazer.net/ Kjell Inge Malde (CV): http://www.cv-helios.net/ Gema Araujo: http://astrosurf.com/obsolar/sun.html Jan Janssens: http://users.telenet.be/j.janssens/Index.html

06 mei 2009

Het waarnemen van de Zon

37