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GREGOR
Von Europa aus der Sonne noch näher
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Sonnenphysik
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2. September 2020

Das größte europäische Sonnenteleskop GREGOR auf Teneriffa, das von einem deutschen Konsortium betrieben wird, hat gestochen scharfe Bilder der Feinstruktur der Sonne aufgenommen. Vorausgegangen war eine umfassende Neugestaltung der Optik des Teleskops, so dass die Sonne von Europa aus nun mit einer höheren Auflösung als je zuvor beobachtet werden kann.

Sonnenfleck

Ein Sonnenfleck in höchster Auflösung, beobachtet mit dem GREGOR-Teleskop bei einer Wellenlänge von 430 nm. Bild: Leibniz-Institut für Sonnenphysik [Großansicht]

Die Sonne ist "unser" Stern und hat einen signifikanten Einfluss auf unseren Planeten, unser Leben und unsere Zivilisation. Indem wir den Magnetismus auf der Sonne untersuchen, können wir ihren Einfluss auf die Erde verstehen und somit auch mögliche Schäden an Satelliten und technologischer Infrastruktur minimieren, die beispielsweise nach gewaltigen Eruptionen auf der Sonne drohen.

Mit dem GREGOR-Teleskop können Wissenschaftler nun Details von nur 50 Kilometer auf der Sonne auflösen, was einem winzigen Bruchteil des Sonnendurchmessers von 1,4 Millionen Kilometer entspricht. Dies ist, als würde man eine Nadel auf einem Fußballfeld aus einer Entfernung von einem Kilometer perfekt scharf sehen. "Dies war ein sehr aufregendes, aber auch äußerst herausforderndes Projekt. In nur einem Jahr haben wir Optik, Mechanik und Elektronik komplett neu gestaltet, um die bestmögliche Bildqualität zu erzielen," sagte Dr. Lucia Kleint, die das Projekt und die deutschen Sonnenteleskope auf Teneriffa leitete.

Ein großer technischer Durchbruch gelang dem Projektteam im März dieses Jahres während der Ausgangssperre, als sie am Observatorium gestrandet waren und das optische Labor von Grund auf umbauten. Leider verhinderten Schneestürme damals Sonnenbeobachtungen. Als Spanien im Juli wiedereröffnet wurde, flog das Team sofort zurück und nahm die Bilder auf mit der höchsten Auflösung der Sonne, die jemals von einem europäischen Teleskop erreicht wurde.

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Prof. Dr. Svetlana Berdyugina, Professorin an der Albert-Ludwig-Universität Freiburg und Direktorin des Leibniz-Instituts für Sonnenphysik (KIS), freut sich sehr über die hervorragenden Ergebnisse: "Das Projekt war ziemlich riskant, da solche Teleskop-Umbauten in der Regel Jahre dauern. Aber die großartige Teamarbeit und die sorgfältige Planung haben zu diesem Erfolg geführt. Jetzt haben wir ein mächtiges Instrument, um Rätsel auf der Sonne zu lösen."

Mit der neuen Optik des Teleskops können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Magnetfelder, Konvektion, Turbulenzen, Sonneneruptionen und Sonnenflecken detailliert untersuchen. Erste Bilder, die im Juli 2020 aufgenommen wurden, zeigen erstaunliche Details der Sonnenfleckenentwicklung und komplizierter Strukturen im Solarplasma.

Teleskopoptiken sind höchst komplexe Systeme aus Spiegeln, Linsen, Glaswürfeln, Filtern und weiteren optischen Elementen. Wenn nur ein Element nicht perfekt ist, beispielsweise aufgrund von Herstellungsproblemen, leidet die Leistung des gesamten Systems. Dies ähnelt dem Tragen einer Brille mit falschem Rezept, was zu einer verschwommenen Sicht führt. Anders als bei Brillen ist es jedoch sehr schwierig zu erkennen, welche Elemente in einem komplexen Teleskop Probleme verursachen können.

Das GREGOR-Team fand mehrere dieser Probleme und berechnete Optikmodelle, um sie zu lösen. Zum Beispiel ist der Astigmatismus eines dieser optischen Probleme. Er beeinträchtigt das Sehvermögen von 30 bis 60 Prozent der Menschen, aber auch komplexe Teleskope. Bei GREGOR wurde dies korrigiert, indem zwei Elemente durch sogenannte Off-Axis-Parabolspiegel ersetzt wurden, die mit einer Genauigkeit von sechs Nanometern poliert werden mussten, was etwa 1/10000 eines Haardurchmessers entspricht. In Kombination mit mehreren weiteren Verbesserungen führte die Neugestaltung zu einer verbesserten Sicht des Teleskops. Neue wissenschaftliche Beobachtungen mit GREGOR sollen noch in diesem Monat beginnen.

Eine technische Beschreibung des Redesigns wurde kürzlich in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

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siehe auch
GREGOR: Die schwachen Magnetfelder der Sonne - 5. Dezember 2016
Sonne: Die Vielfalt solarer Magnetfelder - 4. September 2015
Gregor: Vom Teide aus die Sonne im Visier - 15. Mai 2012
GREGOR: Sonnenteleskop nimmt Probebetrieb auf - 16. März 2009
Links im WWW
Fachartikel in Astronomy & Astrophysics
Leibniz-Institut für Sonnenphysik
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