Helium wurde in der Sonne entdeckt, bevor es auf der Erde gefunden wurde.
Diese seltsame Tatsache beginnt mit der totalen Sonnenfinsternis vom 18. August 1868. Während der Sonnenfinsternis beobachtete der französische Astronom Pierre Janssen die äußere Atmosphäre der Sonne mit einem Spektroskop, einem Instrument, das Licht in seine einzelnen Farben zerlegt.
Die Sonnenfinsternis machte die Beobachtung möglich. Da das helle Gesicht der Sonne vom Mond verdeckt wurde, konnten die Protuberanzen und die Chromosphäre der Sonne leichter untersucht werden. Janssen sah eine leuchtend gelbe Spektrallinie, die nicht mit den bekannten Natriumlinien übereinstimmte.
Diese Zeile wies auf etwas Neues hin.
Spektroskopie hat die Wissenschaft der Sonnenfinsternis verändert
Vor der Spektroskopie konnten Sonnenfinsternisbeobachter die Form, Farbe und Helligkeit der Korona und der Protuberanzen beschreiben. Die Spektroskopie fügte eine neue Frage hinzu: Woraus besteht die Sonne?
Jedes chemische Element hinterlässt ein Muster im Licht. Diese Muster wirken wie Fingerabdrücke. Durch den Vergleich des Lichts der Sonne mit dem Licht bekannter Materialien im Labor konnten Astronomen Elemente aus der Ferne identifizieren.
Während der Sonnenfinsternis 1868 in Indien wandte Janssen diese Methode auf Sonnenprotuberanzen an. Er bemerkte eine gelbe Linie in der Nähe des Natriumteils des Spektrums, aber nicht genau dort, wo Natrium sein sollte.
Dieser Unterschied war in der Wellenlänge gering, aber in der Bedeutung enorm.
Janssen, Lockyer und ein neues Element
Janssen arbeitete nach der Sonnenfinsternis weiter und fand einen Weg, dieselbe Sonnenlinie außerhalb der Totalität zu beobachten, indem er die relevante Wellenlänge isolierte.
In England beobachtete Norman Lockyer später im Jahr 1868 unabhängig voneinander dieselbe gelbe Linie. Lockyer argumentierte, dass sie von einem Element stammte, das auf der Erde noch nicht bekannt war. Er und der Chemiker Edward Frankland schlugen den Namen „Helium“ vor, abgeleitet von „Helios“, dem griechischen Namen, der mit der Sonne in Verbindung gebracht wird.
Das war eine mutige Idee. Wissenschaftler waren es gewohnt, Elemente in irdischen Mineralien, Gasen und Verbindungen zu entdecken. Helium kehrte die übliche Reihenfolge um: zuerst im Sonnenlicht sichtbar, später isoliert auf der Erde.
Terrestrisches Helium wurde erst 1895 isoliert, als William Ramsay es in einem Uranmineral fand.
Warum eine Sonnenfinsternis geholfen hat
Die helle Oberfläche der Sonne übertönt normalerweise das schwache Licht von Protuberanzen und der Chromosphäre. Totality entfernt diese Blendung für ein paar Minuten.
Diese kurze Zeitspanne reicht aus, um verborgene Schichten der Sonne freizulegen. Es ist das gleiche Grundprinzip wie bei der Beobachtung der Korona bei Sonnenfinsternissen: Wenn die Photosphäre blockiert wird, werden schwache Strukturen sichtbar.
Die Sonnenfinsternis von 1868 kam zum richtigen Zeitpunkt in der Wissenschaftsgeschichte. Spektroskope waren leistungsstark genug, um farbiges Licht in chemische Beweise umzuwandeln. Eclipse-Expeditionen boten Astronomen ein temporäres natürliches Labor.
Was Helium verändert hat
Helium ist mittlerweile vertraut: Ballons, Kryotechnik, MRT-Geräte, Lecksuche, Tiefsee-Atemmischungen und die Sonnenphysik haben alle auf unterschiedliche Weise damit zu tun. Aber seine Entdeckung war eine Erinnerung daran, dass das Universum Chemie außerhalb der Erde offenbaren kann.
Die Sonne war nicht mehr nur eine helle Scheibe oder eine Uhr am Himmel. Es war ein physikalisches Objekt mit Gasen, Temperaturen, Bewegungen und Elementen, das aus Millionen von Kilometern Entfernung untersucht werden konnte.
Dieser Wandel trug zur Entstehung der modernen Astrophysik bei.
Eine kurze Sonnenfinsternis, ein langes Erbe
Die Totalität im Jahr 1868 dauerte nur wenige Minuten, aber die Beobachtungen veränderten das Periodensystem.
Die Geschichte zeigt auch, warum Finsternisse mehr als nur visuelle Spektakel sind. Es handelt sich um seltene Beobachtungsbedingungen. Wenn der Mond die Sonne bedeckt, wird das Verborgene messbar: die Korona, Protuberanzen, Schattenränder und in diesem Fall ein neues Element.
Wenn Sie das nächste Mal ein Bild einer totalen Sonnenfinsternis mit rosa Vorsprüngen am Rand des Mondes sehen, denken Sie daran, dass dieselben Sonnenmerkmale dazu beigetragen haben, Helium sichtbar zu machen.
Quellen und zugehörige Leitfäden
- Die Geschichtsnotiz von Purdue Chemistry zu Helium wurde erstmals während der Sonnenfinsternis von 1868 beobachtet fasst Janssen, Lockyer und die spätere Isolierung von Helium auf der Erde zusammen.
- Die Geschichte der Heliumentdeckung des Science History Institute erklärt Janssens Sonnenfinsternisbeobachtungen und Lockyers unabhängige Arbeit.
- Britannicas Eintrag Joseph Norman Lockyer fügt biografischen Kontext für Lockyers Sonnenspektroskopie hinzu.
- Verwandte SolarWatch-Anleitungen: die Sonnenkorona, Kontaktzeiten der Sonnenfinsternis, wie Finsternisvorhersagen funktionieren und Sicherheit bei Sonnenfinsternissen.
Sehen Sie es in SolarWatch
SolarWatch hilft Ihnen, das genaue Beobachtungsfenster zu planen, in dem die Gesamtheit die verborgene Atmosphäre der Sonne enthüllt. Nutzen Sie die lokalen Kontaktzeiten, um zu verstehen, wann die helle Photosphäre abgedeckt wird und wann die Filter wieder eingeschaltet werden müssen.