Jak bezpečně pozorovat Slunce nebo si jej i vyfotit?

Úvodní snímek článku: fotografie Slunce 9. 5. 2016 zapadajícího za hotelem a vysílačem na Ještědu. Toho dne na něm byla jedna větší skvrna (flíček v horní části), ale hlavně přes kotouč Slunce přecházela planeta Merkur (malá kulatá tečka dole). Fotografováno mobilem za okulárem 8cm dalekohledu vybaveného speciální fólií pro pozorování Slunce. Autorem fotografií je Martin Gembec 

V první části článku najdete informace pro pozorování bez dalekohledu, ideálně je tedy využijete během zatmění Slunce. V další části si posvítíme na pozorování Slunce dalekohledem. V poslední části naznačíme, jak lze Slunce vyfotografovat mobilem, fotoaparátem nebo speciálními kamerami k tomu určenými. 

Pozorování Slunce bez dalekohledu

Nejjednodušší a při částečném zatmění Slunce i nejzábavnější metodou je pozorování Slunce pomocí dírkové komory (camera obscura). Dírky různé velikosti si snadno vytvoříme špendlíkem a malým i větším hřebíkem. Obraz Slunce bude malý, nelze tedy spatřit ani velké skvrny, ale určitě si ihned všimneme ukousnutého kotoučku Slunce. Alternativou je vzít do ruky cedník či struhadlo. Úplně nejlepší je jít někam pod listnatý strom. Náhodné dírky mezi listy vytváří nesčetné obrazy krásných kotoučků Slunce. Všimněte si toho klidně i během krásného slunečného dne při procházce městem jen tak na chodníku. 

Foto: Projekce dírkami.

Další zajímavou metodou pozorování bez dalekohledu je vytvoření obrazu Slunce odrazem od zrcátka. Vezmeme si dopisní obálku, vystřihneme v ní asi 1 cm velký kruhový otvor a zrcátko vložíme dovnitř. Nyní se přiblížíme k papíru a pod vhodným úhlem na něj odrazíme sluneční světlo. Pak začneme ustupovat dál a náhle si všimneme, že obraz je čím dál tmavší  ale ostřejší.  

Pro tyto účely mimochodem navrhl známý český fyzik a optik Ivan Šolc speciálně zakřivené zrcátko, které vytvoří ve vzdálenosti asi 3 m ostrý obraz slunečního kotouče, a to tak perfektní, že na něm bez problémů spatříme i skvrny na povrchu Slunce. Ivan Šolc má vazbu k libereckému kraji a díky němu vznikla jediná hvězdárna na Liberecku – hvězdárna v Turnově. 

Foto: Pozorování Slunce pod stromy.

Nejsnazší, a pochopitelně bezpečnou, metodou je použití speciálních brýlí s fólií pro pozorování Slunce. Nejčastěji se s nimi setkáme při zatmění Slunce, kdy bývají prodávány na každém rohu, obvykle je seženeme na hvězdárnách a v planetáriích. S jejich pomocí snadno spatříme i větší skvrny na povrchu Slunce. Alternativně si vystačíme i se svářečským sklem stupně tmavosti cca 14. V žádném případě nedoporučujeme filtry, které nezachytí tepelné záření, jako je třeba disketa (i když přes ně, především ty větší, starší, to už na chvilkové kouknutí bezpečné je). 

Foto: Pozorování Slunce pomocí speciálních brýlí.

Pozorování Slunce dalekohledem 

Základní bezpečnou metodou je projekce Slunce za okulárem dalekohledu. Bohužel někdy se může stát, že uvnitř okulárů jsou plastové clonky a ty mohou být poškozeny, když se sluneční světlo přiblíží k okraji zorného pole dalekohledu. Pokud však máme vhodný dalekohled, je tato metoda velmi výhodná. Obraz je přijatelně ostrý a to, co vidíme my, může spolu s námi sledovat mnoho dalších lidí najednou, kteří stojí u dalekohledu a také vidí na papír. Navíc můžeme to, co vidíme na Slunci, snadno obkreslit. Takové záznamy se v minulosti dělaly a byly i jedinou metodou před použitím fotografie. V Astropisu č. 127 z léta 2021 se o významu těchto pozorování dočtete od odborníků na slovo vzatých. 

Foto: Pozorování Slunce projekcí.

Pokud si chceme bezpečně prohlédnout sluneční skvrny přímo přes dalekohled, vkládáme speciální filtr přímo před objektiv (tedy dopředu – nikdy ne až za okulár před naše oko!). Nejlevnější, a přitom velmi kvalitní, je opatřit si speciální fólii Baader AstroSolar. Dělají se dvě verze – vizuální a fotografická. Přes tu první se lze jak dívat okem, tak fotografovat, proto je nejčastěji využívaná. Druhá poskytne fotoaparátu či kameře více světla, což umožňuje zkrátit expoziční čas. Pro začátečníka je ale nevhodná, nejde se s ní i koukat. Filtr si můžeme vyrobit sami z kartónu. Vystřihneme v něm kruhový otvor, vložíme fólii a upevníme ji tak, aby nebyla zcela napnutá, ale naopak má být volná, lehce zvlněná. Velmi důkladně vyřešte upevnění k dalekohledu – nesmí uletět při větru a neměl by ji náhodně srazit ani přihlížející pozorovatel. Buď tedy vyrobíme spolehlivý prstenec pasující dovnitř rosnice dalekohledu, nebo z jejího vnějšku. Vhodné je vše pojistit suchým zipem apod. Prodávají se i celé hotové filtry na konkrétní dalekohledy. Slunce má při pozorování s fólií svou přirozeně bílou barvu. Jeho obraz je tedy pouze výrazně ztlumený a je zachycena nežádoucí tepelná složka záření (proto nejsou vhodné filtry z disket ani svářečské sklo, kde zas může být obraz zdvojený). Na hvězdárnách se můžeme setkat i se skleněnými filtry, které dávají obraz žluto-oranžový nebo červený. 

Foto: Dalekohledy vybavené speciální ochrannou fólií na terase iQLANDIE.

Na hvězdárnách, a čím dál častěji i mezi amatérskými astronomy, se často setkáme i se speciálním hranolem určeným k pozorování Slunce. Ten dokáže většinu slunečního záření propustit skrz, kde je zmařeno na teplo. Jen velmi malá část je pak odražena kolmo, kde jej můžeme bezpečně pozorovat. Takto vybavený dalekohled tedy nemá před objektivem žádný filtr a okulár se vkládá přímo do tohoto hranolu. Důležité je zde poznamenat, že takový hranol není vhodný na zrcadlové dalekohledy nebo čočkové se speciálními členy u okuláru. Zkrátka je vhodný jen na běžné čočkové dalekohledy. V kombinaci se zatmavujícím ND filtrem nebo filtrem Continuum dává velmi ostrý obraz a lepší pohled na detaily, které přes běžnou fólii zanikají. V obchodě jej hledejte pod názvem Herschelův hranol. 

Foto: Herschelův hranol.

K pozorování aktivních jevů na povrchu Slunce používáme speciální chromosférické dalekohledy. Ty jsou vybaveny kromě filtru chránícího náš zrak ještě dalším filtrem propouštějícím jen určitou vlnovou délku světla. Jde o okolí čáry ionizovaného vodíku, tzv. h-alfa. Ta spadá do červené části viditelné oblasti spektra, proto v tomto dalekohledu je Slunce červené. Jako bonus pak na jeho okrajích vystupují smyčky a výstupky protuberancí – plasmatu stoupajícího nad povrch podél magnetických siločar. Přímo na povrchu pak spatříme jasná místa v aktivních oblastech (někdy i výrazná zjasnění během samotných erupcí), nebo tmavé filamenty protuberancí promítajících se před sluneční kotouč. 

Astronadšenci si pro pozorování sluneční aktivity a dalších detailů, běžně okem neviditelných, pořizují i další filtry. Příkladem je například filtr propouštějící čáru vápníku (čára Ca II K), označovaný v obchodě jako CaK (Slunce přes něj vypadá modrofialově). Pokud jste si tedy doteď říkali, že pohled na Slunce je celkem fádní záležitost, podívejte se na ukázku srovnání různých filtrů od Jana Zahajského a hned budete vědět, který si ještě pořídit.  

Foto: Srovnání různých filtrů od Jana Zahajského.

Fotografování Slunce 

Z předchozího už je tedy zřejmé, že pozorování Slunce je za určitých okolností jedna z nejjednodušších disciplín astronomie. Fotografii ukousnutého kotoučku Slunce během zatmění můžeme pořídit i bez dalekohledu a při použití správně vybaveného dalekohledu pak získáme ještě působivější snímky skvrn, granulace nebo protuberancí. Dokonce se dá snadno pozorovat i přelet Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) před Sluncem. Stačí si předpověď přeletu na sekundu přesně najít na webu ISS Transit Finder. Tak vznikl i snímek, kde vidíme nahoře sluneční skvrnu a dole ISS s připojeným raketoplánem Atlantis (poslední mise raketoplánu – STS135 v červenci 2011). 

Foto: Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) před Sluncem.

Pokud máme k ruce pouze mobilní telefon, přiložíme čočku jeho fotoaparátu za okulár dalekohledu. Pro zaostření či ztmavení obrazu často pomůže prsty lehce nazoomovat obraz. Výsledkem bude velmi zdařilý záběr na památku, nebo i poněkud profesionálnější snímek, pokud natočíme video, které následně zpracujeme v počítači – zpracování však už přesahuje záměr tohoto článku. Náznak, jak se to dělá, najdete v seriálu Astronomické události na našem Youtube kanálu, např. v dílu 2021/22 - Jak na fotky Měsíce a planet. Příkladem snímku mobilem za okulárem je i titulní obrázek článku. Jak tento snímek vznikl ukazuje následující fotografie. 

Foto: Martin Gembec - fotografování mobilem. 

Podobný výsledek jako mobilem dostaneme i při použití fotoaparátu. Přiložíme-li za okulár tzv. kompakt, postupujme stejně. V obou případech nám pomůže speciální držák na mobily nebo foťáky, který se připevní přímo na okulár. 

Foto: Fotografování kompaktem.

Jestliže máme k ruce zrcadlovku, můžeme zkusit použít metodu snímání přímo v ohnisku dalekohledu. Sejmeme prostě objektiv a tělo našroubujeme přes tzv. T2 kroužek. Pro větší detaily používáme tzv. „barlow“ (prodlužuje ohnisko tolikrát, kolik je na něm uvedeno), nebo „powermate“. Větší detaily nejspíš zachytíme na jednotlivé fotografii než na videu (pokud nemá vyšší rozlišení než Full HD). Na obrázku níže jsou snímky Slunce přes fólii (bílé Slunce se skvrnami) a v čáře h-alfa (červené Slunce s výběžky protuberancí na okrajích). Levý snímek je zrcadlovkou v ohnisku dalekohledu ED80/600 (8cm čočkový dalekohled s ohniskovou vzdáleností 600 mm), pravý CCD kamerou v ohnisku dalekohledu Lunt 60 (speciální dalekohled pro pozorování v čáře h-alfa o průměru 6 cm). 

Foto: Snímky Slunce přes fólii a přes speciální chromosférický dalekohled.

Nejlepších výsledků dosáhneme pomocí speciální CCD nebo CMOS kamery určené k fotografování planet, Slunce nebo Měsíce. Ta je typická tím, že umožňuje velmi krátké expoziční časy a rychlý záznam obrazu do počítače přes USB port. Lepší je pořídit kameru černobílou, která má vyšší citlivost, ale pro barevné snímky je nutné používat barevné filtry. U Slunce však toto tolik nevadí. Barevná kamera, jakou máme i v našem planetáriu, je takový univerzální pomocník pro popularizaci, ale hodí se i k pořizování celkem působivých záběrů slunečního povrchu i objektů vzdáleného vesmíru. Využití speciálních kamer jde už nad rámec tohoto článku, ale v základu platí to, že se pořídí videozáznam, který se pak zpracuje pomocí několika speciálních programů (často uslyšíte názvy jako Autostakkert a Registax, ale existují ještě složitější postupy pomocí dalších programů). I zde tedy alespoň doporučuji náš speciál k tomuto tématu v rámci cyklu Astronomické události: Jak na fotky Měsíce a planet.  

Foto: Skvrny na Slunci.

iQTIP! 

Nikdy se na Slunce nedívejte pouhým okem a už vůbec ne přes dalekohled! Obyčejné sluneční brýle opravdu nestačí a za okulárem dalekohledu se ihned vznítí papír – jak by asi dopadla sítnice našeho oka, že? Jen zcela výjimečně dokáže sluneční kotouč ztlumit mlha nebo oblačnost. Možná jste někdy viděli červený sluneční kotouč při obzoru, ale takové okamžiky bezpečného sledování Slunce jsou velmi vzácné. Pro sledování používejte jen osvědčené filtry, například takové, jaké jsou i na speciálních brýlích prodávaných k pozorování zatmění Slunce.  

Foto: Martin Gembec na terase iQLANDIE.