Die schärfsten Bilder der Sonne - Balor sCMOS-Kamera von Andor

Die höchstauflösenden Sonnenbilder wurden von den Balor sCMOS-Kameras von Andor Technology am größten Sonnenteleskop der Welt aufgenommen. Neu veröffentlichte Daten des 4-Meter-Inouye-Sonnenteleskops auf dem Haleakala, Hawaii, zeigen die Oberfläche der Sonne in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit und sind der Beginn einer neuen Ära der hochauflösenden Sonnenphysik. Diese Bilder und Videos zeigen, dass die scheinbar ruhige Sonne viel dynamischer ist, als bisher angenommen wurde. Die Aufnahmen lassen deutlich große konvektive Zellstrukturen erkennen, die etwa so groß wie Texas sind und in denen 6000 °C heißes Plasma an die Sonnenoberfläche steigt.

In einem Film, der bei einer Wellenlänge von 705 nm über einen Zeitraum von 10 Minuten aufgenommen wurde, können wir zum ersten Mal Merkmale sehen, die nur 30 km groß sind.
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Der Film zeigt das turbulente, „kochende“ Plasma, das die gesamte Sonne bedeckt. Die zellähnlichen Strukturen – jede etwa so groß wie Texas – spiegeln die heftigen Bewegungen wider, durch die Wärme aus dem Inneren der Sonne an ihre Oberfläche transportiert wird. Heißes Plasma steigt in den hellen Zentren der Blasen auf, kühlt ab und sinkt dann in dunklen Außenbereichen unter die Oberfläche – ein Prozess, der als Konvektion bezeichnet wird. In den dunklen Bereichen können wir winzige, helle Flecken sehen – dies sind Stellen besonders starker Magnetfelder. Man nimmt an, dass diese hellen Magnet-Spots Energie in die äußeren Schichten der Sonnenatmosphäre, die Korona, transportiert. Die hellen Flecken könnten der Grund dafür sein, dass die Sonnenkorona mehr als eine Million Grad heiß ist. Der Film zeigt ein Gebiet von 19.000 x 10.700 km. (© NSO/AURA/NSF)

Die Bilder wurden mit der neuen 16,9 Megapixel Balor scientific CMOS-Kamera von Andor aufgenommen, die im Rahmen des DKIST-Teleskopprojekts entwickelt wurde. Die Balor Kameras haben einen extrem großen Dynamikbereich, um sowohl dunkle Sonnenflecken als auch helle Sonneneruptionen in einem Bild aufnehmen zu können. Darüber hinaus ermöglicht der Global Shutter Modus der Balor, dass jedes Pixel zum identischen Zeitpunkt belichtet wird, was die Untersuchung kleinräumiger, schneller Bewegungen mit sehr hoher Genauigkeit ermöglicht. Mit den Balor sCMOS-Kameras, die auf vier Instrumenten am Teleskop installiert sind, können hochauflösende Bilder zusammen mit spektralen und polarimetrischen Informationen bei einer Vielzahl von Wellenlängen und atmosphärischen Höhen der Sonne gleichzeitig erfasst werden.

Dr. Aaron Reid, Sonnenphysikforscher am DKIST, erklärt: „Die an das Inouye-Sonnenteleskop gelieferten Balor sCMOS-Kameras bieten eine einzigartige Lösung für ein komplexes Problem. Das 4-Meter-Teleskop erfordert eine sehr hohe Auflösung und gleichzeitig ein ausreichend schnelles Auslesen des Sensors, um Turbulenzen in der Erdatmosphäre „einzufrieren“. Nur dadurch sind diese erstaunlichen Bilder möglich. Sie werden es den Sonnenphysikern endlich ermöglichen, die magnetische Dynamik zu verstehen, die das Weltraumwetter antreibt, das zu großen Schäden auf der Erde führen kann und uns letztlich bei der Vorhersage zukünftiger Ereignisse helfen.“
Hauptsächliche Ursachen des Weltraumwetters sind der Sonnenwind und die galaktische kosmische Strahlung. Koronale Massenauswürfe und Eruptionen der Sonne können Schäden in Höhe von Milliarden Euro an Satelliten, GPS und Stromnetzen verursachen. Im Jahr 2003 konnten Flugzeuge aufgrund eines Sonnensturms nicht starten oder mussten umgeleitet werden. 1989 verursachte ein starker Sonnensturm einen Stromausfall in der gesamten Provinz Quebec, Kanada, und die Börse von Toronto kam zum Stillstand. Die Fähigkeit, sich auf einen Sonnensturm vorzubereiten, ist für den Schutz unserer Technologie und Infrastruktur von größter Bedeutung.
Professor Mihalis Mathioudakis von der Queen‘s University Belfast, der das britische Konsortium leitete, das an der Entwicklung der Balor sCMOS-Kamera beteiligt war, sagt: „Die vom Inouye-Sonnenteleskop erzeugten Bilder eröffnen neue Horizonte in der Sonnenphysik. Seine Bildgebungsfähigkeiten ermöglichen es uns, die physikalischen Prozesse in der Sonnenatmosphäre mit bisher unerreichter Detailgenauigkeit zu untersuchen. Wir haben in den letzten Jahren zusammen mit der in Belfast ansässigen Firma Andor Technology hart an der Entwicklung der Kameras gearbeitet, mit denen das Inouye-Sonnenteleskop ausgestattet ist, und es ist sehr befriedigend, diese faszinierenden Bilder jetzt zu sehen.“

Ausführliche Informationen über die Balor sowie die Marana, Zyla und Neo sCMOS-Kameras von
Andor finden Sie hier.

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