Das Observatorium Kanzelhöhe für Sonnen- und Umweltforschung ist eine spezielle Sternwarte zur täglichen Beobachtung der Sonnenaktivität. Es befindet sich im Süden Österreichs oberhalb der Kanzelhöhe, einem 1463 m ü. A. hohen Vorgipfel der Gerlitzen, etwa zehn Kilometer nordöstlich von Villach im Bundesland Kärnten.

Geschichte

Das Observatorium Kanzelhöhe für Sonnen- und Umweltforschung der Universität Graz (Österreich) wurde während des Zweiten Weltkrieges (Baubeginn 1941, Fertigstellung 1943) als eines von vier Gebirgsobservatorien der deutschen Luftwaffe gegründet. Vordergründige Aufgabe war die Beobachtung und Erforschung von Sonneneruptionen und ihren Auswirkungen auf den Funkverkehr, um in weiterer Folge eine Funkberatung bereitstellen zu können.

Im frühen 20. Jahrhundert erlebte die Funktechnik einen Entwicklungsschub, besonders wichtig wurde sie mit Beginn des Zweiten Weltkrieges als Bestandteil von Kommunikations- und Navigationstechnologien vor allem im militärischen Bereich. Einen besonderen Stellenwert hatte jedoch der Kurzwellenfunk im Frequenzbereich von 3 bis 30 MHz. Diese Kurzwellen werden von der Erdionosphäre wie von einem Spiegel reflektiert, wodurch es möglich wurde, Signale über große Distanzen zu senden und weltweit zu kommunizieren. Anfang der 1930er Jahre erkannten Hans Mögel in Deutschland und John H. Dellinger in den USA den Zusammenhang zwischen plötzlichen Ausfällen des Kurzwellenempfangs und Strahlungsausbrüchen (Flares) auf der Sonne (Mögel-Dellinger-Effekt). Im Zweiten Weltkrieg begann man daher militärische Ressourcen für die Sonnenforschung zu nutzen, um durch Vorhersagen sonnenbedingter Störungen im Kurzwellenfunk militärische Vorteile zu ziehen.

1943 bis Kriegsende

Im Auftrag der deutschen Luftwaffe gründete Karl-Otto Kiepenheuer bis 1943 vier Gebirgsobservatorien: Wendelstein in Oberbayern, Kanzelhöhe in Kärnten, Schauinsland im Hochschwarzwald und Zugspitze in Oberbayern. Als Zentrale galt das Fraunhofer-Institut in Freiburg/Breisgau. Die Kanzelhöhe zeichnete sich durch ihre Lage südlich des Alpenhauptkamms, wo andere Wetterbedingungen herrschen als an den übrigen Standorten, sowie durch eine hohe Zahl an Sonnenstunden aus; außerdem war der Standort durch eine Seilbahn erschlossen. Inzwischen ist das Observatorium auch über eine gut ausgebaute Mautstraße von Treffen mit dem Auto erreichbar.

Nach der Fertigstellung 1943 wurde das Observatorium Kanzelhöhe mit einem Festkolloquium eröffnet. Die Ausstattung war für damalige Zeiten sehr fortschrittlich und am neuesten Stand:

• Turmteleskop mit Coelostat der Firma Zeiss (30-cm-Spiegel)
• Spektrohelioskop nach Siedentopf
• Koronograf von Zeiss (Öffnung 11 cm, Brennweite 1,65 m) mit zwei zusätzlichen Refraktoren zur Erstellung fotografischer Aufnahmen und zur visuellen Beobachtung der Sonne.

Während des Krieges wurden an das Fraunhofer-Institut folgende Daten gesandt:

• Sonnenfleckenrelativzahl
• Sonnenfleckentypen
• Stärke der photosphärischen Fackeln
• Fläche von Protuberanzen über dem Sonnenrand

Um die Koronabeobachtungen zu verbessern, plante man schon während des Krieges einen neuen Beobachtungsturm auf dem Gipfel der Gerlitzen, der aber nicht mehr fertiggestellt werden konnte. Ebenso wurde ein neuer Koronograf bei Zeiss in Auftrag gegeben, es sollte damals der größte und modernste Koronograf weltweit sein (20 cm Öffnung und 3 m Brennweite). Dieser wurde jedoch noch bei Kriegsende beschlagnahmt und als Reparation in die damalige UdSSR gebracht.

Das Observatorium heute

Das Observatorium ist organisatorisch dem Dekanat der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Graz zugeordnet; wissenschaftlich und administrativ ist es ein Teil des Instituts für Physik.

Die Erforschung der Sonnenaktivität ist immer noch eines der Hauptaufgabengebiete des Observatoriums, besonders deren Auswirkung auf das Weltraumwetter. Erweitert wurde der Aufgabenbereich durch Umweltphysik und solare Strahlungsmessungen. Eine TAWES-Station der ZAMG wird ebenfalls mitbetreut.

Sonnenbeobachtung am Observatorium

Seit 1973 dient das Überwachungsinstrument (ÜWI) als Hauptinstrument zur Sonnenbeobachtung. Das ÜWI besteht aus einer parallaktischen Montierung, auf der mehrere Refraktoren mitgeführt werden:

• H-alpha-Teleskop (10 cm Öffnung, 200 cm Brennweite): Durch ein Zeiss Lyot Filter (FWHM 0,07 nm bei 656,3 nm) wird die Chromosphäre der Sonne mit einer Auflösung von 2048 × 2048 Pixel und einer Kadenz von 10 Bildern pro Minute mit einer Farbtiefe von 12 Bit (4096 Graustufen) aufgenommen. Diese Bilder werden sofort auf Qualität getestet und bei guter Qualität weiterverarbeitet und auch als Live-Bilder online^[2] gestellt. Die Belichtungszeit der Aufnahmen wird automatisch angepasst und ist so eingestellt, dass helle Sonneneruptionen nicht überbelichtet werden. Im Rahmen des SSA-Programms der ESA werden Flares und Filamente mithilfe von Bilderkennungsalgorithmen in Echtzeit berechnet.^[3]
• Weißlicht-Teleskop (13 cm Öffnung, 146 cm Brennweite): Mit einem breit-bandigen Interferenzfilter bei 546 nm (FWHM 10 nm) wird die Photosphäre der Sonne mit einer Auflösung von 2048 × 2048 Pixeln und einer Kadenz von 3 Bildern pro Minute mit einer Farbtiefe von 12 Bit (4096 Graustufen) aufgenommen. Die aufgenommenen Bilder werden live online^[2] gestellt.
• Kalzium-K Teleskop (11 cm Öffnung, 165 cm Brennweite): Durch ein Lunt-Kalzium-Filter (FWHM 0,25 nm bei 393,7 nm) wird die Chromosphäre der Sonne mit einer Auflösung von 2048 × 2048 Pixel und einer Kadenz von 10 Bildern pro Minute mit einer Farbtiefe von 12 Bit (4096 Graustufen) aufgenommen. Diese Bilder werden ebenso wie die anderen live online^[2] gestellt.
• Zeicheneinheit (11 cm Öffnung, 165 cm Brennweite): Das Sonnenbild wird auf 25 cm vergrößert projiziert, um die Sonnenflecken zu zeichnen; diese Fleckenzeichnungen werden seit 1944 erstellt und dienen der Bestimmung der Sonnenfleckenrelativzahl, einer Maßzahl für die Sonnenaktivität. Die Fleckenzahlen werden täglich an das Solar Influences Data Analysis Center (SIDC) des Royal Observatory of Belgium weitergeleitet, wo dann die Internationale Sunspot Number (ISN) generiert wird.
• Ein weiters H-alpha-Teleskop mit 1024 × 1024 Pixel Auflösung und einer Kadenz von 15 Bildern pro Minute, das die Teleskop-Nachführung korrigiert, die nur durch ein einfaches Mikroprozessorprogramm gesteuert wird. Dadurch werden Einflüsse wie die Refraktion der Erdatmosphäre und die Abweichungen durch die Neigung der Ekliptik bzw. durch die Exzentrizität der Erdbahn korrigiert.

  

Das Observatorium Kanzelhöhe ist die österreichische Vertretung im internationalen ISES,^[4] Weltraumwetter-Netzwerk^[5] und die europäische Kernstation zur Sonnenbeobachtung im Rahmen des Weltraumwetter-Programms SSA der Europäischen Weltraumbehörde ESA. Seit 2000 ist das Observatorium Mitglied und Datenlieferant für das Global High Resolution H-alpha Network.^[6]

Weblinks

Commons: Sonnenobservatorium Kanzelhöhe  – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Observatorium Kanzelhöhe
• Synoptisches Archiv am Observatorium Kanzelhöhe

Einzelnachweise

1. ↑ Gundi Jungmeier: Die Überwachung der Sonne. Die frühen Jahre des Observatoriums Kanzelhöhe. Graz 2017; Gundi Jungmeier, Werner Pötzi, Astrid Veronig: Die Überwachung der Sonne. Die frühen Jahre des Observatoriums Kanzelhöhe. Graz 2014; Sonnenforschung auf der Kanzelhöhe. In: Sterne und Weltraum, Heft 8/2014.
2. 1 2 3 H-alpha Live Bilder http://cesar.kso.ac.at/main/live_im.php
3. ↑ ESA SSA Portal KSO Federated Services
4. ↑ International Space Environment Service http://www.ises-spaceweather.org
5. ↑ Österreichische Weltraum-Wetter-Seite http://www.spaceweather.at
6. ↑ Global High Resolution H-alpha Network http://swrl.njit.edu/ghn_web