Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Beobachtungsgeräte und Methoden der Sonnenforschung
Das Prinzip des Spektrohelioskops geht übrigens auf JULES JANSSEN (1824-1907) in Frankreich und
JOSEPH NORMAN LOCKYER (1836-1920) in England zurück, denen es damit bereits 1870 gelang,
Protuberanzen und Bögen („Loops“) am Sonnenrand außerhalb einer totalen Sonnenfinsternis zu
beobachten. Deshalb nannten sie ihr Beobachtungsgerät auch Protuberanzenspektroskop.
Beobachtung von solaren Magnetfeldern
Geräte, mit denen man die Größe und Richtung von Magnetfeldern auf der Sonne messen und in Form
von Diagrammen oder kompletten Bildern darstellen kann, nennt man Magnetographen. Sie beruhen
auf dem sogenannten Zeeman-Effekt, der sich in einer Aufspaltung von Spektrallinien unter der
Einwirkung eines genügend starken Magnetfeldes äußert. 1908 entdecke GEORGE ELLERY HALE (1868-
1938) eine Aufspaltung bestimmter Absorptionslinien in mehrere Teillinien, wenn sich der
Spektrographenspalt genau über einem Sonnenfleck befindet. Damit war bewiesen, daß das Phänomen
der Sonnenflecke etwas mit starken lokalen Magnetfeldern in der Photosphäre zu tun hat.
Daß sich bestimmte einfache Spektrallinien unter dem Einfluß eines Magnetfeldes in mehrere
Einzellinien aufspalten, wurde von dem holländischen Physiker PIETER ZEEMAN (1865-1943) im Jahre
1896 experimentell entdeckt. Es zeigte sich, daß sich die Spektrallinien entweder in zwei
unterschiedlich zirkular polarisierte Teillinien der Frequenzen ν − ∆ν
und ν + ∆ν
(longitudinaler
Zeeman-Effekt) oder in drei Linien (Lorentz-Triplett) der Frequenzen ν − ∆ν
, ν und ν + ∆ν
(transversaler Zeeman-Effekt) aufspalten, von denen die mittlere parallel zum anliegenden Magnetfeld
und die beiden anderen senkrecht zum anliegenden Magnetfeld polarisiert sind. Der Abstand der
Linien hängt von der Stärke des Magnetfeldes ab, so daß man durch Messung der Linienseparation
direkt auf den Betrag der magnetischen Induktion B am Ort der Linienemission schließen kann.
Die mittlere Linie in einem Lorentz-Triplett wird dabei gewöhnlich als π -Komponente und die beiden
anderen symmetrisch zu ihr liegenden Linien als σ -Komponenten bezeichnet.
Aufspaltung einer Spektrallinie durch den Zeeman-Effekt. Der Spektrographenspalt liegt genau über
der Penumbra eines Sonnenflecks.
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