De fysica van zonnevlammen en hoe we ze kunnen waarnemen
Zonnevlammen. Je hoort er weleens over in het nieuws, meestal als er een mooi noorderlicht wordt beloofd.
Maar wat ís het eigenlijk? Het is alsof de zon een keel schraapt en een enorme, hete luchtballon van plasma de ruimte in slingert. Het is pure, ongeremde fysica op een schaal die we ons amper kunnen voorstellen. En het mooie is: je kunt dit spektakel gewoon vanuit je achtertuin gedeeltelijk waarnemen.
Je hebt er geen super-de-luxe observatorium voor nodig, maar wel de juiste kennis en een veilige blik. Stel je de zon voor als een gigantische, brandende bol gas.
In die bol gebeurt van alles. Het is een chaos van magnetische velden die door elkaar heen woelen.
Soms raken die velden verstrikt, net als je oortelefoonkoord in je broekzak. Als ze dan losschieten, ontstaat er een enorme explosie: een zonnevlam. Die energie die eruit spat is onvoorstelbaar.
We praten over miljarden megatonnen TNT. Dat is heel wat krachtiger dan alle kernbommen die we ooit hebben gemaakt, bij elkaar opgeteld.
Enorme stralenbundels van röntgenstraling en geladen deeltjes schieten door ons zonnestelsel. De meeste van die deeltjes worden afgestoten door de zonnewind, een constante stroom van materiaal. Maar bij een zonnevlam gaat het er veel heftiger aan toe.
Het is een plotselinge, gewelddadige uitbarsting. Die deeltjes en straling reizen met het licht mee, dus na ongeveer 8 minuten bereiken ze de Aarde.
Ze kunnen satellietjes ontregelen, communicatie verstoren en in het beste geval prachtige poollichten veroorzaken. Zien we die vlam zelf?
Nee, niet met het blote oog of een normale telescoop. De zon is veel te fel.
Maar we kunnen wel de effecten zien, en dat is waar het avontuur begint.
Wat je nodig hebt om de zon veilig te bekijken
Oké, laten we direct heel duidelijk zijn: je kunt nooit, maar dan ook nóóit, rechtstreeks door een telescoop naar de zon kijken.
Zonder de juiste filters ben je in een fractie van een seconde blind. Je netvlies verbrandt zonder dat je het voelt.
Dus veiligheid gaat boven alles. Je hebt materiaal nodig dat het zonlicht met 99,999% reduceert. Een gewone zonnebril is gevaarlijk onvoldoende. Wij werken met specifieke materialen die hiervoor zijn ontwikkeld.
Je begint met de juiste uitrusting. Je hebt een telescoop nodig, en dan het liefst een die je al hebt.
Een kleine refractor (lenzenkijker) of een schuifreflector (Spiegelkijker) werkt allebei. Je hoeft geen duur model te hebben; een Celestron AstroMaster 90 of een kleine tabletop Dobson van bijvoorbeeld Sky-Watcher volstaat prima. Belangrijker is dat je de opening (de diameter van de lens of spiegel) kent.
Voor zonwaarneming hoef je geen gigantische lichtverzamelaar te hebben, een opening van 60mm tot 120mm is al uitstekend. Het allerbelangrijkste is de zonnefilter.
Je hebt twee hoofdtypen: een full-aperture filter die je vóór de opening van je telescoop plakt, of een zonnekap die je op de voorkant zet.
De voorkeur gaat uit naar een full-aperture filter van professionele kwaliteit. Zoek naar merken als Baader Planetarium (AstroSolar Safety Film) of Thousand Oaks. Deze filters kosten ongeveer €40-€120, afhankelijk van de grootte.
Ze zijn gemaakt van een speciale polyesterfilm met een extreem dun metaalcoating die het licht reduceert. Je kunt ze zelf op maat snijden en in een frame spannen.
Zorg dat er geen krasjes of stof op zitten. Naast de filter is een zonnebril essentieel voor het moment dat je de telescoop instelt.
Ook hier: gebruik alleen speciale zonnebrillen met het juiste CE- of ISO-keurmerk. Verder is een zonnezoeker (een 'Telrad' of 'Solar Finder') handig om de zon snel te vinden zonder in de telescoop te kijken.
Een verrekijker met zonnefilter kan ook helpen om de zon eerst te lokaliseren. Tot slot: een stabiel statief is onmisbaar. Je wilt niet dat je telescoop omvalt terwijl je bezig bent.
Stap 1: De veiligheidscheck en het opbouwen
Voordat je ook maar één lens of filter aanraakt, check je je materiaal. Controleer de zonnefilter op beschadigingen.
Houd hem tegen het licht en kijk naar krassen, deukjes of gaten. Een miniem gat is al genoeg om een bundel zonlicht door te laten die je oog ernstig beschadigt. Als je filter beschadigd is, gebruik hem dan niet. Koop een nieuwe. Punt uit.
Check ook je oculairen. Zorg dat ze schoon zijn.
Wat je nodig hebt: De opbouw doe je op een plek waar je de zon vrij kunt zien, zonder obstakels als bomen of gebouwen. Zet je statief stevig neer. Zorg dat de poten diep genoeg in de grond staan of dat het stabiel op een harde ondergrond staat.
- Een telescoop (refractor of reflector).
- Een goedgekeurde full-aperture zonnefilter die precies past op de opening van je telescoop.
- Een zonnebril (speciaal voor zonwaarneming).
- Een stabiel statief.
- Een verrekijker (optioneel, maar handig).
Zet de telescoop erop en maak de mount vast. Doe nu je zonnebril op.
Kijk nooit zonder bril naar de zon, ook niet als je de telescoop nog niet gericht hebt. Richt de telescoop met het blote oog (dus zonder door de kijker te kijken) in de richting van de zon. Gebruik eventueel de schaduw van de telescoop om hem te richten.
Veelgemaakte fout: Te snel willen. Mensen zetten de telescoop neer en proberen direct door de oculair te kijken. Doe dit niet!
Zorg eerst dat je de telescoop大致 (ongeveer) op de zon hebt gericht met je zonnebril op. Pas daarna verwijder je de doppen van de oculairhouder. Zorg dat je weet welke kant op je moet draaien om scherp te stellen.
Stap 2: De zon vinden en scherpstellen
Nu het spannende gedeelte. Je hebt de telescoop大致 gericht.
De zonnefilter zit veilig en strak op de opening. Verwijder de doppen van de oculairhouder. Je kunt nu door de zoeker (de kleine kijker bovenop de telescoop) kijken, maar doe dit alleen als je zonnefilter op de zoeker zit! Veel telescopen hebben een standaard zoeker zonder filter.
Gebruik die dan niet. Richt de telescoop verder bij totdat de zon verschijnt in je zoeker of direct in het oculair (als je die al op een lage vergroting hebt gezet).
Begin met een laag vermogen oculair. Een oculair van 25mm of 32mm is perfect.
Dit geeft een groter gezichtsveld en maakt het makkelijker om de zon te vinden. Als je de zon in beeld hebt, draai dan voorzichtig aan de focusknop totdat de zon scherp is. De zon is een schijf, en je wilt scherpe randen zien.
De zonnevlekken zijn je beste vrienden bij het scherpstellen. Als ze als puntjes of kleine schaduwtjes verschijnen, ben je bijna scherp.
Je zult waarschijnlijk niets zien behalve een egaal witte schijf. Dat is normaal. De zonnevlekken zijn vaak te klein of te zwak om met een kleine telescoop en een filter te zien. We zijn nu op zoek naar zonnevlammen, maar die zie je niet direct.
Je ziet de effecten ervan in de atmosfeer van de zon, de chromosfeer.
Om die te zien, heb je een speciale filter nodig: een H-alpha filter. Tijdsindicatie: Het opbouwen en veilig richten duurt ongeveer 15 minuten.
Het scherpstellen kost misschien nog 5 minuten extra. Wees geduldig. De zon beweegt sneller dan je denkt door je gezichtsveld, dus je moet af en toe bijschaven.
Veelgemaakte fout: Vergeten dat de zon beweegt. De zon staat niet stil. Door de rotatie van de Aarde lijkt de zon over de hemel te bewegen. Als je eenmaal scherp hebt, moet je elk paar minuten je telescoop een klein beetje bijstellen om de zon in beeld te houden. Gebruik eventueel een 'tracking motor' als je die hebt, maar met de hand bijstellen is ook prima.
Stap 3: Waarnemen van zonnevlammen (de juiste filter is key)
Hier komen we bij het echte werk. Om de gloeiende waterstofatomen in de chromosfeer te zien, en dus zonnevlammen en andere details zoals faculae en filaments, heb je een H-alpha filter nodig.
Dit is een extreem smalbandfilter. Je kunt niet zomaar een H-alpha filter op je gewone telescoop draaien. De filter moet zeer nauwkeurig zijn (minder dan 0.5 Å) en de telescoop moet erop berekend zijn. De meeste mensen kopen een speciale zonnetelescoop voor H-alpha.
Merken als Coronado (bijv. de Coronado PST) en Lunt leveren prachtige systemen. Een Coronado PST kost ongeveer €500-€600.
Dit is een complete telescoop speciaal voor H-alpha. Je kunt ook een H-alpha filter kopen die je op je bestaande telescoop kunt zetten, maar dat is vaak nog duurder (€1000+).
Als je een dergelijke filter gebruikt, let dan op de 'etalon' en de 'blocking filter'. Ze werken samen om het juiste licht door te laten. Als je een H-alpha telescoop hebt, is de waarneming anders.
Je ziet nu de rood gloeiende atmosfeer van de zon. Zonnevlammen zie je als heldere, witte of zilveren flitsen op de rand van de zon of als felrode bulten op het zonneoppervlak.
Ze kunnen eruitzien als een vlam of een soort lichtflits. Soms zie je ook 'spicules', dat zijn grasachtige uitstulpingen aan de rand. Of een zonne-spot, een donkere vlek in de chromosfeer.
Als je geen H-alpha hebt, maar alleen een witlichtfilter (de full-aperture filter), dan kun je zonnevlammen niet zien.
Wel kun je zonnevlekken zien. Dat zijn donkere plekken op de zon, veroorzaakt door sterke magnetische velden.
Ze zijn vaak te zien als groepen vlekken. Soms is er een 'zonnevlam' die we met satellieten zien, maar die kun je met witlicht niet zien, net zoals we de wetenschap van kometen pas echt begrijpen als we hun staarten bestuderen.
Dus, wil je de vlammen zélf zien, dan is H-alpha de weg. Veelgemaakte fout: Verwachten dat je meteen een vlam ziet. Zonneactiviteit is cyclisch. Sommige dagen is de zon rustig, andere dagen barst het van de activiteit. Check websites als SpaceWeatherLive of de Solar Influences Data Analysis Center (SIDC) om te zien of er actieve gebieden op de zon zijn voordat je je spullen pakt.
Stap 4: Het vastleggen en verwerken van je waarnemingen
Wil je meer doen dan alleen kijken? Dan is het tijd voor fotografie.
Voor witlicht (zonnevlekken) kun je je DSLR of spiegelreflexcamera gewoon achter je oculair houden (met de juiste afstandhouder). Gebruik een lage ISO (100-200) en een snelle sluitertijd (1/500 tot 1/2000 seconde). De zon is extreem fel, zelfs met het filter.
Je moet experimenteren met de belichting. De beste resultaten krijg je met planetaire cameras (webcams) of dedicated zonnecamera's, zoals de ZWO ASI174MM of een Canon DSLR.
Je kunt video-opnames maken van de zon. Dit heet 'lucky imaging'. Je maakt een filmpje van een paar minuten (bijvoorbeeld 1000 frames). De atmosfeer trilt constant, waardoor je beeld soms scherp is en soms onscherp.
Door de beste frames (bijvoorbeeld de scherpste 10%) te selecteren en te stapelen, krijg je een scherp eindresultaat, al heb je altijd te maken met de theoretische limiet van scherpte. Voor H-alpha fotografie is het vaak makkelijker omdat de zon minder fel is.
Je kunt vaak direct een video opnemen. Programma's als SharpCap (gratis) of FireCapture zijn uitstekend om video's mee te maken. Zorg dat je de 'Gain' (versterking) goed instelt.
Te veel gain geeft ruis, te weinig geeft een donker beeld. Je wilt een heldere, maar niet uitgebeten zon.
De verwerking (stacking) doe je met software zoals AutoStakkert! (gratis) of RegiStax. Je laadt je video in, selecteert een referentiepunt (meestal een zonnevlek of de rand) en de software staptelt de beste beelden. Daarna kun je wat contrast en scherpte toevoegen.
Zo krijg je een plaatje waarop details zichtbaar worden die je met het blote oog nooit had gezien. Het is alsof je een verborgen wereld zoals exoplaneten ontdekt.
Checklist: Is alles goed gegaan?
Voordat je je spullen inpakt en tevreden bent, loop je even deze lijst na. Zo weet je zeker dat je veilig en effectief hebt gewerkt.
- Veiligheid: Is de zonnefilter onbeschadigd en stevig bevestigd? Heb je de doppen pas verwijderd nadat de filter erop zat?
- Richting: Staat de telescoop stabiel? Blijft de zon in beeld of moet je vaak bijstellen?
- Scherpte: Is het beeld scherp? Zijn de randen van de zon of de details in de vlekken scherp?
- Type waarneming: Weet je wat je ziet? Zie je met witlicht de zonnevlekken? Of heb je H-alpha en zie je de gloeiende atmosfeer en eventuele vlammen?
- Apparatuur: Zijn je camera-instellingen goed (bij fotografie)? Is de video scherp?
- Nazorg: Zijn alle doppen weer op de juiste plek? Is de telescoop schoon en opgeborgen?
Waarnemen van de zon is een geweldige hobby. Het vereist discipline en aandacht voor veiligheid, maar de beloning is een unieke blik op de motor van ons zonnestelsel.
Dus pak die filter, zet je telescoop op en kijk naar boven. De zon wacht op je.