Die radioastronomischen Ergebnisse der Sonnenfinsternis
vom 11.08.1999 auf dem Breitenstein

Die Ausstattung bestand aus einem modifizierten TV-Satellitenspiegel mit 90cm Durchmesser. Auch ein handelsüblicher LNC für den TV-Sat-Bereich wurde verwendet, allerdings ein sehr guter. Der Parabolspiegel mit dem im Brennpunkt montierten LNC wurde auf eine parallaktische Montierung gebaut, mit der es möglich war, den Spiegel automatisch der Sonne nachzuführen. Das Koaxialkabel vom LNC wurde mit einer eigen hierfür entwickelten dämpfungsarmen und hochstabilen Fernspeiseweiche verbunden, die dafür sorgt, daß der LNC mit Strom über das Koaxialkabel versorgt wird, gleichzeitig aber die nachfolgende empfindliche Meßelektronik von dieser Stromeinspeisung nichts "mitbekommt". Der Ausgang der Fernspeiseweiche wurde dann im Weiteren mit einem hochempfindlichen thermischen Leistungsmesser verbunden und direkt dessen Bolometerkopf mit den Signalen der Sonne gespeist. Der Bolometerkopf dient aufgrund seiner Trägheit auch als Integrationsglied, obwohl er in diesem Leistungsbereich überraschend schnell reagiert. Nachdem die Rauschspannung der Sonne im Meßgerät verstärkt und angezeigt wird, kann auf einem speziell hierfür vorgesehenen Ausgang das Signal durch ein computergestütztes DSP-System auf Basis einer Soundkarte aufgezeichnet werden.

Nachfolgend werden hier die ersten Auswertungen des immensen Datenvolumens in drei Abschnitten vorgestellt. Im ersten Abschnitt wird ein Signal dargestellt, wie es die unbedeckte Sonne normalerweise liefert. Dies soll als "Referenz" dienen. Im zweiten Abschnitt habe ich die Solare Radiostrahlung während der Verdunkelungsphase dargestellt und im dritten Abschnitt die Radiostrahlung während der Totalität.

Hier ist das "normale" Rauschen der Sonne dargestellt:

Es fällt auf, daß über fast den gesamten Aufzeichnungszeitraum der Pegel (also die Höhe der oberen- und unteren Spitzen) gleich bleibt. Die Frequenz des Signals (Abstand der Spitzen zueinander) ist auch sehr konstant. Man könnte also sagen, daß unsere Sonne ein sehr konstanter Radiosender ist.

Hier nur zum späteren Vergleich die "Technischen Daten" der ruhigen, unbedeckten Sonne:

Die Analyse der Pegel und der Frequenzverteilung ergibt dabei folgendes Bild:

Das nachfolgende Spektrogramm sieht auch recht gleichmäßig aus:

Jetzt kommen wir in die spannende Phase der radioastronomischen Beobachtung der Sonnenfinsternis: Es wird dunkel!

Oben sieht man deutlich wie der Pegel der solaren Radiostrahlung abnimmt. Übrigens ist die Zeitmarke am unteren Rand nicht Uhrensynchron. Die Wellenform kann hier nicht mehr dargestellt werden, weil sonst das Bild fast einen Meter breit wäre.

Hier die Meßdaten zur Verdunkelungsphase - da hat sich einiges getan:

Hier zum Vergleich die Pegel und Frequenzanalsye in der Verdunkelungsphase. Auch hier verschieben sich Werte deutlich:

Auch die Spektralanalyse zeigt eine deutliche Abnahme der Pegel bei bestimmten Frequenzen. Die dunkle Linie am unteren Rand des Spektrums und die darüber befindliche rote Linie werden schwächer. Der Frequenzbereich zwischen 500 und 1000Hz scheint sich dagegen kaum zu ändern:

Nun folgt die Totalität. Während der Finsternis ist die Sonnenoberfläche bedeckt und nur die Strahlung der Korona kann noch wahrgenommen werden. Da hier andere chemische Prozesse als auf der Sonnenoberfläche ablaufen, müßte sich hier eigentlich auch im Radiobereich etwas ändern.

Hier nun die Meßwerte des gezeigten Finsternisabschnittes. Komplett anders als alle vorhergegangenen Messungen.

Auch die Pegel und Frequenzanalyse ergeben ein neues Bild. Die Signale sind so leise geworden, daß sie nur noch mit erheblichem technischem Aufwand ermittelt werden konnten.

Die Spektralanalyse bietet ein ganz neues Bild. Während die meisten Frequenzen ganz verschwinden, sind einige sog. Spikes zu erkennen. Da diese keiner einzelnen Frequenz zuzuordnen sind, und in unregelmäßigen Abständen auftreten, handelt es sich hierbei zweifelsfrei um natürliche Phänomene. Interessant sind hier auch die hellen "Punkte" auf den dunklen Lienien. Sie deuten auf Pegeländerungen bei bestimmten Frequenzen hin.

Insbesondere für diese Aufnahme haben wir die Beobachtung durchgeführt. Nur hier können wir erkennen welche Signale ausschließlich in der Photosphäre der Sonne erzeugt werden. Diese Signale werden normalerweise durch die direkten Signale der Sonnenoberfläche überdeckt und sind jetzt für uns das erste Mal "sichtbar" geworden.

Angesichts der Wetterlage während der Finsternis (Starke Bewölkung und Regenschauer) sind die Ergebnisse als äußerst zufriedenstellend zu bezeichnen.