Nahe am Maximum - 71% Bedeckung um 10:36
Nahe am Maximum - 71% Bedeckung um 10:36

Fotos von der Sonnenfinsternis und mehr

Über das Wochenende hatte ich Zeit die Fotos zu sichten, ein paar Auswertungen zu machen und Grafiken zu erstellen. In diesem Beitrag wirds also ein paar der Bilder zu sehen geben die ich von Freiburg im Breisgau aus gemacht habe. Außerdem habe ich aus dem Bildmaterial den Bedeckungsgrad extrahiert: Dieser gibt an welcher Anteil der Sonnenscheibe durch den Mond zu einem bestimmten Zeitpunkt verdeckt wird. Die Fotografien konnte ich zusätzlich noch in ein kurzes Filmchen umsetzen das einen Zeitraffer der Finsternis zeigt. Abschließend gibts dann noch eine Kompositgrafik zu sehen welche die Fotografien an der Position der Sonne zum jeweiligen Zeitpunkt darstellt.

Persönliche Eindrücke

Ich habe ja in den letzten Tagen immer wieder gehört, dass die partielle Sonnenfinsternis eh nichts sehenswertes ist wenn man schonmal eine Totale gesehen hat. Ich kann mich dem nicht ganz anschließen. Für mich kommt die Faszination an diesem Schauspiel nicht nur daher, dass sich zur Totale die Korona zeigt und sich ein beeindruckendes visuelles Erlebnis bietet. Ich finde es einfach faszinierend wie sich ein Himmelskörper vor den anderen schiebt – Langsam und schwerfällig aber immer und immer weiter, unaufhaltsam seinen Weg machend. Und wenn dann den Gedanken freier Lauf gelassen wird, und man nur kurz darüber nachsinnt welche Rolle uns als Beobachtern in diesem kosmischen Theater zu kommt, dann stellt sich doch so etwas wie Bescheidenheit ob der Dimensionen in denen es sich abspielt ein. Wenn die riesige Sonne vom viel kleineren Mond verdeckt wird dann sind wir zum Zuschauen verdammt.

Vorfreudig habe ich mich gegen 09:05 an meinem zuvor ausgewählten Beobachtungsstandort niedergelassen und in Ruhe alles aufgebaut und getestet. Um etwa 09:28 schob sich dann erstmals merkbar etwas vor den rechten Rand der Sonne. Zu Beginn war mir gut warm, im Zeitraum von vielleicht ca. 10 Minuten vor und nach dem Maximum wurde es jedoch ziemlich frisch. Ausreichend, dass ich überlegte ob ich nicht eventuell doch meine Haube aufsetze. Auch optisch war deutlich zu merken, dass weniger Licht da war als noch eine halbe Stunde vorher. Es war zwar nicht wirklich dunkler wie bei einer totalen Sonnenfinsternis, aber doch fahler und blasser. Dann war der Zauber aber auch schnell schon wieder vorbei als der Mond mehr und mehr von der Sonnenscheibe freigab. Um 11:47 machte ich dann das letzte Foto auf dem noch ein Teil der Sonne verdeckt war.

Das Equipment

Weiter gehts mit einem kurzen Blick auf das Fotografieequipment:

Der Aufbau für die Fotos: Canon EOS 7D, Sigma 70-200 mit 2x Konverter, Sonnenfilter selbst gebastelt mit AstroSolar ND5.0 Folie.
Der Aufbau für die Fotos: Canon EOS 7D, Sigma 70-200 mit 2x Konverter, Sonnenfilter selbst gebastelt mit AstroSolar ND5.0 Folie.

Die Dokumentation zur selbst gebastelten Sonnenfilterfassung findet sich übrigens im letzten Eintrag! Grundsätzlich hat das alles sehr gut funktioniert, allerdings war das Stativ mit der Optik fast schon überfordert. Das äußerte sich darin, dass manuelles fokussieren schon recht schwierig war aufgrund der dadurch auftretenden Vibrationen. Aber mir etwas Geduld gings dann doch.

Die Bilder

Ein paar kurze Worte zu den Bildern: Die Sonne erscheint durch den Sonnenfilter tatsächlich nicht in einem wohligen orange-gelb, sondern in bleichem Weiß. Dies ist auch was man erwarten würde – mischt man alle Farben des sichtbaren Spektrum erhält man am Ende wieder Weiß. Der umgekehrte Versuch ist von der Lichtbrechung am Prisma bekannt – Sonnenlicht wird dabei aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Brechungsindex in sämtliche Farben aufgespalten. Ein tatsächliches unbearbeitetes Bild sieht daher eher so aus:

5% Bedeckung um 09:36
5% Bedeckung um 09:36

Insofern ist die Bearbeitung reine Geschmackssache.

Ich konnte auch feststellen, dass sich trotz fest eingestellter Belichtungsparameter (Verschlusszeit 1/500, Blende 8.0) die Helligkeit der Sonnenscheibe gegen Ende der Finsternis hin etwas vergrößert hat. Der Tag hatte sehr diesig begonnen, insofern ist es möglich, dass die Wettersituation sich in den zwei Stunden verändert hat, und somit etwas mehr Licht ankam als zu Beginn der Finsternis.

Nahe am Beginn der Bedeckung um 09:28:30
Kurz nach Beginn der Bedeckung, 09:28:30
22% Bedeckung um 09:51
22% Bedeckung um 09:51 – erinnerte mich irgendwie an Pacman.
39% Bedeckung um 10:03:36
39% Bedeckung um 10:03:36
Nahe am Maximum - 71% Bedeckung um 10:36
Nahe am Maximum – 71% Bedeckung um 10:36
31% Bedeckung um 11:14
31% Bedeckung um 11:14
Nahe am Beginn der Bedeckung um 11:44
Kurz vorm Ende der Bedeckung, 11:44 – Auch der Sonnenfleck ist wieder zu sehen.

Zeitraffer und Video

Ein Zeitraffer der gesamten Finsternis, alle 2.5 Minuten wurde ein Bild gemacht. Wenn man ganz genau hinsieht bemerkt man, dass auf ein, vllt. zwei Bildern, abgesehen vom ohnehin vorhandenen Sonnenfleck, kleine dunkle Flecken auf der Sonnenscheibe auftauchen. Das sind, so weit ich das sehen kann, vermutlich Vögel die irgendwo dazwischen ihre Bahnen gezogen haben.

Wer keine Zeit hatte draußen zu sein – hier ein kurzer Full HD Ausschnitt wies aussieht, wenn man sichs in einem Park gemütlich macht und das Spektakel durch eine Sonnenfinsternisbrille beobachtet. Recht gut erkennbar ist, wie sich die Sonne langsam nach rechts oben weiterbewegt. Auch ist ein leichtes Flimmern entlang der Scheibenränder wahrzunehmen – ich vermute, dass dies durch die Brechung des Lichtes an der Atmosphäre zustandekommt. Im Prinzip ist es derselbe Effekt der dazu führt, dass Sterne in der Nacht zu flackern scheinen.

Der Bedeckungsgrad

Nun hat mich noch interessiert, wie zu welcher Uhrzeit denn der Bedeckungsgrad in etwa war. Dazu habe ich ein kleines Skript geschrieben welches im Endeffekt zählt, wieviel helle Pixel sich in einem Bild befinden. Das lässt sich nun zB. für ein paar Bilder durchführen in welchen die Sonne vollständig zu sehen ist. Dies liefert die unverdeckte Ausgangsfläche $A_0$ und auch einen gewissen Fehler $\Delta A$. Denn einerseits hat auf keinen zwei Bildern die Sonne genau dieselbe Fläche – das Flimmern am Rand führt zum Beispiel zu einer gewissen Unschärfe. Und andererseits – und dies macht wohl den Großteil des Fehlers aus – macht es auch einen Unterschied ab wann ein Pixel als „hell“ gezählt wird. Verschiedene Faktoren die zu einer leicht unterschiedlichen Belichtung führen können haben dann Einfluss auf die Zählung.

Einteilung der Pixel eines Bildes in Helligkeitsstufen.
Einteilung der Pixel eines Bildes in Helligkeitsstufen. Anzahl der Pixel die die Sonne darstellen ist dann zum Beispiel die Summe aller Pixel in den Stufen 0.5 bis 1

Letztlich beträgt der Fehler ca. $1\%$ und das ist auch die maximale Unsicherheit, mit der wir in Folge den Bedeckungsgrad angeben können. Während der Finsternis kann nun ebenfalls für jedes Bild das zu einem Zeitpunkt $t$ gemacht wurde die sichtbare Fläche der Sonnenscheibe $A(t)$ ermittelt werden. Der Bedeckungsgrad zu einem bestimmten Zeitpunkt $B(t)$ ergibt sich schließlich einfach aus

\[ B(t) = \frac{A(t)}{A_0} \]

Und das sieht, graphisch dargestellt und mit Fehlerbalken, dann so aus:

Gemessener Bedeckungsgrad der partiellen SoFi 2015 von Freiburg im Breisgau aus gesehen zu verschiedenen Uhrzeiten.
Gemessener Bedeckungsgrad der partiellen SoFi 2015 von Freiburg im Breisgau aus gesehen zu verschiedenen Uhrzeiten.

Das passt auch sehr gut zu den Vorhersagen: Ich habe um 10:36 die Fotografie gemacht bei der ich die maximale Bedeckung von $71 \pm 1 \%$ berechnet habe. Da alle $2.5\text{min}$ eine Fotografie gemacht wurde (außer in einem kurzen Intervall wo ich etwas öfter abgedrückt habe), kann das Erreichen des Maximums also bestenfalls mit dieser Genauigkeit angegeben werden. Laut meiner Messung liegt dieses also bei 10:36 $\pm 2.5 \text{min}$. Die Vorhersage des Maximums waren $71.2\%$ für 10:34:21. Dieser Wert liegt innerhalb der Fehlergrenzen unserer Messung – sehr gut.

Finsternisphase mit tatsächlicher Sonnenposition

Da ich vom Artikel über die Sonnenfinsternis noch ein Skript hatte mit dem ich die Position der Sonne zu jedem beliebigen Zeitpunkt berechnen kann, dachte ich mir es lohnt sich anstatt der orangen Punkte doch ein Foto der jeweiligen Phase der Finsternis zu verwenden. Das hat auch sehr gut funktioniert:

Komposit - Sonnenfinsternisphase an der tatsächlichen Himmelsposition - wichtige Punkte sind eingezeichnet
Komposit – Sonnenfinsternisphase an der tatsächlichen Himmelsposition – wichtige Punkte sind eingezeichnet

Eine Version ohne Markierungslinien gibts hier.

Abschließend kann ich nur sagen, dass ichs kaum erwarten kann bis sich das nächste Mal die Sonne aufgrund einer Sonnenfinsternis verdunkelt. Das nächste mal gibts am 9.März 2016 von Indonesien und Mikronesien aus die Gelegenheit eine Totale zu beobachten.

Editierungen

  • 25.03.2015 – Die angegebene Uhrzeit zum Bild welches die Sonne zu 22% verdeckt zeigt war ursprünglich fehlerhaft – nun ist die korrekte Uhrzeit angegeben. Danke an Frank S. für den Hinweis!

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