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Sonnenfinsternisse
Empfohlene Vorkenntnisse: Fotografie der Sonne
Allgemeines
Eine Sonnenfinsternis zu fotografieren ist technisch nicht schwierig. Von der ben?tigten Ausr?stung her geh?ren Sonnenfinsternisse sogar zu den anspruchslosesten Motiven ?berhaupt, wie wir weiter unten sehen werden.
Die Totalit?t und Diamantring bzw. Perlschnur einer Sonnenfinsternis laufen binnen weniger Minuten bzw. Sekunden ab. Hier hat man keine Zeit zum experimentieren. Alle n?tigen Einstellungen m?ssen bereits vorher vorgenommen werden, von Ver?nderungen der Belichtungszeit w?hrend der Totalit?t abgesehen.
Es empfielt sich unbedingt, ein Beobachtungsprogramm f?r eine totale Sonnenfinsternis vorher unter Finsternisbedingungen (z. B. dunkler Raum, Vollmondnacht) ausgiebig zu testen.
Bei einer totalen Sonnenfinsternis herrscht eine Helligkeit wie in einer Vollmondnacht, Anzeigen auf Kameradisplays sind eben noch zu erkennen. Die Belichtungszeiten ?hneln denen des Mondes (siehe unten), so dass man die Fokalfotografie des Mondes mit dem betreffenden Instrument beherrschen sollte, bevor man eine totale Sonnenfinsternis fotografiert.
Filme/Empfindlichkeiten
Aufgrund der starken Helligkeit der Korona empfiehlt sich die Verwendung geringempfindlicher und somit feink?rniger Filme mit ISO-Werten von 50 bis 100. Digitalkameras sollten auf einen ?hnlichen ISO-Wert eingestellt werden. Bis 400 ISO ist das Filmkorn vernachl?ssigbar, die innersten Strukturen der Korona werden dann jedoch wahrscheinlich auch bei k?rzester Belichtungszeit ?berbelichtet, abh?ngig von der Lichtst?rke des Aufnahmeger?tes.
In der Astrofotografie haben sich Diafilme gegen?ber Negativ-Material als vorteilhaft erwiesen, siehe hierf?r auch Filmmaterial f?r die Astrofotografie.
Belichtungszeiten
F?r partielle Sonnenfinsternisse gelten die gleichen Belichtungszeiten wie f?r die Fotografie der Sonne allgemein, siehe auch Fotografie der Sonne. Die Korona ist so hell, dass auch w?hrend der Totalit?t relativ kurz belichtet werden kann.
Mit einer Lichtst?rke von 1:10 ben?tigt man mit einer Empfindlichkeit von ISO 100 f?r die Chromosph?re und Protuberanzen h?chstens 1/125 Sekunde.
Mit zunehmender Belichtungszeit nimmt die Korona auf dem Foto immer gr??ere Bereiche um die Sonne ein. Bei einer halben Sekunde mit Blende 10 und ISO 100 erstrecken sich die Koronastrahlen beidseitig der Sonne ?ber gut die H?lfte des Sonnendurchmessers, abh?ngig von der Sonnenaktivit?t. Bei noch l?ngeren Belichtungszeiten kann man die Koronastrahlen ?ber bis zu zwei Monddurchmesser verfolgen.
Die Belichtungszeiten h?ngen auch von der Lichtst?rke und dem verwendeten Filmmaterial ab, siehe hierf?r auch Filme und ISO-Empfindlichkeiten, Belichtungszeiten in der Astrofotografie und Optiken f?r die Astrofotografie.
Man kommt bei Sonnenfinsternisexkursionen mit allen Brennweiten ohne elektrische Nachf?hrung aus.
Partielle Phase
Es ist unbedingt darauf zu achten, dass bei partiellen Sonnenfinsternissen die gleichen Filter verwendet werden, die auch f?r die visuelle Sonnenbeobachtung Verwendung finden. Sonnenfilter werden im Artilel Fotografie der Sonne ausf?hrlich behandelt. W?hrend der Totalit?t, und NUR dann, kann man ohne Filter durch den Sucher in die Sonne schauen. Bereits der kleine Sonnenstrahl des Diamantrings (siehe unten) w?rde die Augen irreparabel sch?digen.
F?r die partielle Phase gelten die gleichen Vorgehensweisen wie f?r die Sonnenfotografie allgemein.
Das Foto zeigt die partielle Phase der Sonnenfinsternis vom 29. M?rz 2006, aufgenommen mit einem Zeiss Sonnar 4/300mm, abgeblendet auf f/8 und zweifach-Telekonveter. Die Belichtungszeit betrug 1/2000 Sekunde bei ISO 100 und einer effektiven Lichtst?rke von f/16.
Perlschnur und Diamantring
F?r den Diamantring h?lt man den Kabelausl?ser am besten mit dem Finger am Ausl?ser in der Hand und beobachtet die Sonne parallel durch einen Sonnenfilter. Sobald die Sonnensichel f?r das blo?e Auge punktf?rmig wird, bet?tigt man den Ausl?ser. Hierbei muss die pers?nliche Reaktionszeit ber?cksichtigt werden, die man vorher ausprobieren sollte.
Das Foto zeigt den Diamantring der totalen Sonnenfinsternis vom 21. Juni 2001, aufgenommen in Lusaka / Sambia. Es entstand mit 650 Millimetern Brennweite, Blende 8 und einer Empfindlichkeit von 50 ISO. Die Belichtungszeit betrug 1/125 Sekunde.
Totalit?t
Die Totalit?t l?sst sich, wie im Abschnitt "Kameraobjektive" weiter unten gezeigt, mit nahezu allen Brennweiten sehr einfach und eindrucksvoll fotografieren.
Man kann die Totalit?t nicht auf einem Foto komplett erfassen, wie man sie mit dem blo?en Auge sieht. Das liegt daran, dass das menschliche Auge einen viel gr??eren Dynamik-Bereich als ein Film oder Sensor erfassen kann. Von innen nach aussen nimmt die Helligkeit der Korona etwa um den Faktor 10.000 (!) ab.
Mit dem blo?en Auge k?nnen die innersten Bereiche der Korona am Sonnenrand und die weitreichenden Koronastrahlen, die sich ?ber mehrere Sonnendurchmesser erstrecken k?nnen, gleichzeitig strukturiert wahrgenommen werden. Im Gegensatz dazu kann ein Film oder Sensor nur einen sehr kleinen Bereich gleichzeitig korrekt belichten. Man ben?tigt also eine Aufnahmeserie, um alle Bereiche der Korona korrekt belichtet zu erfassen.
Die beiden folgenden Fotos zeigen eine kurzbelichtete Aufnahme (Belichtungszeit 1/125 Sekunde) und eine langbelichtete Aufnahme (Belichtungszeit 0,5 Sekunden) der totalen Sonnenfinsternis vom 21. Juni 2001 in Lusaka / Sambia:
Beide Fotos entstanden mit 650 Millimetern Brennweite, Blende 8 und einer Empfindlichkeit von 50 ISO. Im linken Bild sind die ?usseren Bereiche nicht erfasst worden, und im rechten Bereich sind die inneren Bereiche ?berbelichtet.
Trotz der knappen Zeit w?hrend der Totalit?t muss man die Kamera nach der Verstellung der Belichtungszeit einige Sekunden ausschwingen lassen, um die Gefahr von Verwackelungen zu minimieren. Lieber weniger, daf?r aber gute Aufnahmen. F?r den Fall eines technischen Problems sollte man auch ein wenig Zeitreserve einkalkulieren, also die Totalit?t nicht auf die letzte Sekunde mit Fotos verplanen. Man sollte sich auch unbedingt Zeit f?r visuelle Beobachtungen nehmen. Eine Faustregel besagt, ein Drittel fotografieren, zwei Drittel beobachten.
Sonnenfinsternisfotografie mit Kameraobjektiven
Die folgenden Angaben gelten f?r Analog-Spiegelreflexkameras bzw. Vollformat-Sensoren und Papierabz?ge im 10 x 15 cm-Format. Bei gleicher Brennweite zeigen digitale Spiegelreflexkameras ein um etwa den Faktor 1,6 (kameraspezifisch, im Handbuch nachlesen) gr??eres Sonnenbild und entsprechend mehr Details.
Der Autofokus von modernen Kameras ist empfindlich genug, um die partiell verfinsterte Sonne durch einen Filter zu erkennen und zu fokussieren, vorausgesetzt, es wird ein Messsensor direkt ?ber der Sonne platziert. Vor der Totalit?t muss auf manuelle Fokussierung umgeschaltet werden. Fokussier- und ggf. Zoomring d?rfen jetzt nicht mehr ber?hrt werden.
Soll die Sonne, zum Beispiel bei Sonnenaufg?ngen, nicht genau in der Bildmitte stehen, bedarf es eines Tricks: Die Sonne wird zentriert und mit dem Autofokus scharfgestellt. Dann wird auf manuelle Fokussierung umgeschaltet (Der Fokussier- und ggf. Zoomring d?rfen jetzt nicht mehr ber?hrt werden.) und der gew?nschte Ausschnitt eingestellt.
Mit Weitwinkelobjektiven ab etwa 28 Millimeter Brennweite erkennt man die Sonne bereits als kleine Scheibe. Mit diesen Brennweiten kann man atemberaubende Mehrfachbelichtungen (auch Serien- oder Reihenaufnahme genannt) des gesamten Finsternisverlaufes gewinnen. Bei kleinen bis mittleren Telebrennweitwen passt nicht mehr die gesamte Finsternis auf ein St?ck Film. Kann man die w?hrend der Totalit?t die Landschaft in das Bild mit einbeziehen, wirken solche Fotos noch dramatischer als "reine" kurzbrennweitige (Serien-) Bilder des Ereignisses.
Einige Kameramodelle erlauben nur eine begrenzte Anzahl von Belichtungen pro Bild. In diesem Fall stellt man die Kamera auf Langzeitbelichtung ein und deckt das Objektiv mit einem Deckel oder Hut ab. Im Abstand von einigen Minuten wird diese Abdeckung bei der partiellen Phase f?r knapp eine Sekunde abgenommen. W?hrend der Totalit?t muss die Abdeckung entsprechend l?nger abgenommen oder die Blende des Objektivs weit ge?fnet werden. Damit hierbei nicht ?berbelichtet wird, muss w?hrend der patrtiellen Phase mindestens auf Blende 11 abgeblendet werden. Mit Digitalkameras funktioniert diese Technik mit Automatik meiner Erfahrung nach nicht, hier muss die Hutmethode angewendet werden. Siehe hierf?r auch Mehrfachbelichtungen.
Mit bis zu 200 Millimeter Brennweite kann man die Koronastrahlen in alle Richtungen ?ber zwei Vollmonddurchmesser erfassen. Bei Aufnahmen der ?usseren Korona wird der Himmel hellblau, die Koronastrahlen gehen in den aufgehellten Himmel diffus ?ber. Hierf?r muss je nach Lichtst?rke und Filmempfindlichkeit eine halbe bis drei Sekunden Belichtet werden. Bei diesen Brennweiten erscheinen Protuberanzen punktf?rmig.
F?r 300 Millimeter gilt prinzipiell das gleiche, nur dass die Strukturen entsprechend gr??er erscheinen.
Ab etwa 500 Millimeter Brennweite kann die Korona bei l?ngeren Belichtungszeiten fast formatf?llend abgebildet werden. Es zeigen sich bereits feine Fasern in der Korona und Protuberanzen zeigen Andeutungen einer Struktur.
Ein 1000er Tele vergr??ert bereits so stark, dass die Korona bei l?ngeren Belichtungszeiten ab etwa 1/4 Sekunde, abh?ngig von Lichtst?rke und Filmempfindlichkeit, vom Bildrand beschnitten wird. Protuberanzen sind sehr fein strukturiert.
Sonnenfinsternisfotografie mit Teleskopen
Fotografien mit einem Teleskop m?ssen aufgrund der langen Brennweiten exakt fokussiert werden. Hierf?r eignet sich die Scheinerblende sehr gut. Den Fokus beurteilt man am besten bei partieller Verfinsterung am Mondrand. Bei exakter Fokussierung erscheint er messerscharf.
Die Fokussierung durch einfaches Betrachten durch den Sucher f?hrt bei Teleskopen nur in Ausnahmef?llen zu einem einwandfreien Foto, aber es ist nicht unm?glich. Bei kleinen Reiseteleskopen bis etwa 500 Millimeter Brennweite kann man mit etwas ?bung auch ohne Fokussierhilfe arbeiten.
Bei 1000 Millimeter Brennweite nimmt die Sonne bzw. der sie verfinsternde Mond im Querformat kanpp die halbe Bildh?he ein.
Mit 2000 Millimetern Brennweite wird die Sonne im Querformat fast formatf?llend. Von der Korona k?nnen nur noch die innersten Bereiche erfasst werden, so dass mit Blende 10 und ISO 100 nur noch maximal etwa 1/60 Sekunde belichtet werden kann, wenn die Korona nicht beschnitten werden soll. Solche Brennweiten eignen sich prim?r f?r Gro?aufnahmen von Diamantring, Chromosph?re und Protuberanzen.
Noch feinere Strukturen k?nnen mit der Okularprojektion dokumentiert werden, die meiner Erfahrung nach jedoch in der Sonnenfinsternisfotografie kaum angewendet wird. Hierbei wird ein sog. Projektionsadapter verwendet. Er wird okularseitig am Teleskop befestigt, und in ihm wird ein Okular angebracht, das das Bild wie ein Diaprojektor auf den Film bzw. Sensor projiziert. Diese Technik hat einen immensen Lichtverlust zur Folge. Als ISO-Empfindlichkeit empfielt sich 200 bis 400.
Die Fokussierung erfolgt idealerweise mit der Scheinerblende.
Die Belichtungszeiten betragen hier bis zu einige Zehntel Sekunden, abh?ngig von der Gr??e des projizierten Ausschnitts ("?quivalentbrennweite").
Sonderfall ringf?rmige Sonnenfinsternis
Bei einer ringf?rmigen Sonnenfinsternis befindet sich der Mond in der N?he des erdfernsten Punktes seiner elliptischen Umlaufbahn um die Erde. Er hat deshalb einen kleineren scheinbaren Durchmesser als die Sonne. Schiebt sich der Mond bei einer Sonnenfinsternis in dieser Konstellation komplett vor die Sonne, bleibt ein gleissender Ring aus Photosph?renlicht um den Mond erhalten. Diesen Effekt nennt man eine ringf?rmige Sonnenfinsternis.
Das Foto zeigt die ringf?rmige Sonnenfinsternis vom 3. Oktober 2005 in Madrid:
Es handelt sich also um eine spezielle Form von partiellen Sonnenfinsternissen, da die Sonne nicht vollst?ndig abgedeckt wird. Dennoch sind sie um ein Vielfaches eindrucksvoller als gew?hnliche partielle Sonnenfinsternisse:
Nachdem sich mehr als die H?lfte des Neumondes vor die Sonne geschoben hat, erkennt man deutlich, dass der Mond einen kleineren scheinbaren Durchmesser als die Sonne hat: Der Mond frisst sich immer weiter in die Sonne, w?hrend die Spitzen der Sichel langsam immer mehr um den Mond herumgreifen. Hier sind Aufnahmeserien mit Fotos im Abstand von einigen Minuten lohnenswert.
Der eben beschriebene Effekt beschleunigt sich zusehens, sobald man sich der ringf?rmigen Phase n?hert: Die Sichelspitzen greifen immer schneller und weiter um den Mond, bis man dieser Erscheinung direkt zusehen kann. Die Aufnahme-Abst?nde sollten jetzt maximal eine halbe bis eine Minute betragen.
Wenige Sekunden vor der ringf?rmigen Phase verschmelzen die Sichelspitzen, es l?uft der Perlschnur-Effekt innerhalb weniger Sekunden ab: Durch die T?ler des Mondrandes gelangt des erste Licht zwischen den Sichelspitzen in Form von sternf?rmigen Lichtpunkten. Mit fortschreitender Wanderung des Mondes verbreitern sich diese Punkte, gleichzeitig laufen die Sichelspitzen weiter zusammen. Je nach dem von der Libration des Mondes abh?ngigen Mondrandprofil dauert dieser Perlschnur-Effekt nur maximal einige Sekunden. Es geht so schnell, dass mit digitalen Spiegelreflexkameras aufgrund ihres l?ngeren Abstands zwischen zwei Aufnahmen (Datenspeicherung) maximal zwei Fotos pro Kontakt (Beginn und Ende der ringf?rmigen Phase) m?glich sind.
Das Foto zeigt das Perlschnurph?nom?n bei der ringf?rmigen Sonnenfinsternis vom 3. Oktober 2005 in Madrid:
Nach der ringf?rmigen Phase laufen die beschriebenen Ph?nom?ne in umgekehrter Reihenfolge ab.
Bedenken Sie bei der Planung einer solchen Aufnahmesequenz unbedingt, dass die Perlschnur, sofern sie mit Sonnenfilter aufgenommen wird (siehe auch unten), aufgrund der Randverdunkelung der Sonne im Gegensatz zur ?brigen Sonnenscheibe in ihrer Intensit?t abgeschw?cht ist und die "Perlen" bestenfalls nur wenige Pixel dick sind. Die Belichtungszeit sollte in der Zeit um die Kontakte gegen?ber der sonstigen partiellen Phase um den Faktor zwei bis vier, abh?ngig von den verwendeten Sonnenfiltern, verl?ngert werden. Um einen reibungslosen Ablauf zu erm?glichen, sollte man rechtzeitig an der unverfinsterten Sonne mit dem bei der Finsternis zu verwendenden Filter ausprobieren, bei welcher Belichtungszeit der ?usserste Sonnenrand ausreichend hell ist. Idealerweise f?hrt man solche Tests bei der gleichen Sonnenh?he ?ber dem Horizont durch, wie sie auch w?hrend der ringf?rmigen Phase herrschen wird.
Korona und Protuberanzen bei ringf?rmigen Sonnenfinsternissen
Auch wenn die ?berschrift auf den ersten Blick paradox erscheint, ist es tats?chlich m?glich, die innerste Korona, die Chromosph?re und mit etwas Gl?ck auch ggf. an der richtigen Stelle vorhandene Protuberanzen zu fotografieren. Dieses Projekt erfordert Erfahrung und Routine und ist deshalb eher erfahrenen Hobbyastronomen zu empfehlen, da jeder Handgriff auf Anhieb sitzen muss.
Die besten Resultate erzielt man bei diesem Projekt, wenn der Mond nur geringf?gig kleiner als die Sonne ist. Je k?rzer die ringf?rmige Phase ist, umso besser gelingen die Aufnahmen, da dann in der Zeit um den Kontakt der Bereich des Sonnenrandes, der vom Mond deckungsgleich ber?hrt wird, am gr??ten ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist hierbei, dass bei einem relativ gro?en Mond der unverfinsterte Sonnenring besonders schmal und die Sichelspitzen der Sonne besonders weit voneinander entfernt sind. Das reduziert die immer auftretenden ?berstrahlungen der mehrere tausend fach ?berbelichteten Sonnenoberfl?che soweit es technisch m?glich ist.
Chromosph?re, Korona und Protuberanzen m?ssen ohne Sonnenfilter fotografiert werden. Es darf also keinesfalls durch den Kamerasucher geschaut werden. Man muss bereits eine gewisse Zeit vor den Aufnahmen alle relevanten Einstellungen an der Kamera t?tigen, um im richtigen Moment auszul?sen. Kurz vor dem zweiten Kontakt nimmt man den Filter ab und verfolgt die Finsternis durch eine Finsternisbrille oder eine ausreichend gefilterte Optik. Exakt in dem Moment, wo die erste winzige Perle der Perlschnur erscheint, wird die Kamera ausgel?st. Der dritte Kontakt, bei dem der Mond die Sonne von innen ber?hrt, ist einfacher abzupassen: Es wird exakt in dem Moment ausgel?st, wo die letzte Perle verschwunden ist.
Je nach voreingestellter Belichtungszeit erkennt man die Chromosph?re (und mit Gl?ck Protuberanzen), die von der stark ?berstrahlten Sonnenphotosph?re beidseitig ber?hrt wird. Die Erfassung der innersten Korona gelingt am besten, wenn auch die Photosph?re gerade eben vom Mond verfinstert wurde. Sie ist jedoch verglichen mit Aufnahmen von totalen Sonnenfinsternissen extrem blass und kontrastarm.
Das folgende Foto zeigt die ringf?rmige Sonnenfinsternis vom 8. April 2005, aufgenommen mit einer Canon EOS 500N. Aufnahmeger?t war ein 60/900mm-Refraktor mit Zweifach-Telekonverter. Die Belichtungszeit betrug 1/250 Sekunde auf ISO 200-Film. Man erkennt oben deutlich die Chromosph?re als schmalen, blassen Streifen.
Foto mit freundlicher Genehmigung von Stephan Heinsius (www.stephan-heinsius.de).
Die Belichtungen m?ssen so knapp wie m?glich ausfallen, um die ?berstrahlung durch die unverfinsterten Bereiche der Sonnenoberfl?che so weit es geht zu reduzieren. Es empfielt sich eine Abblendung auf 1:20. Bei einer Empfindlichkeit von ISO 100 liegen die ben?tigten Belichtungszeiten dann bei 1/1000 Sekunde.
Bedenken Sie die Aufheizung der Kameramechanik durch das geb?ndelte Sonnenlicht trotz der hochgradig verfinsterten Sonne! Die Abnahme des Filters sollte daher m?glichst kurz vor der Aufnahme geschehen. Nach der Bildsequenz ist der Filter sofort wieder aufzusetzen.