Mondfinsternis

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Zeitraffer-Film der Mondfinsternis vom 3. März 2007.

Eine Mondfinsternis ist ein astronomisches Ereignis, das eintritt, wenn der Mond durch den Schattenraum (Kernschattenkegel) der Erde wandert. Dies kommt ca. zweimal im Jahr vor, da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, so dass der Mond meistens knapp über oder unter dem Erdschatten vorbeizieht.

[Bearbeiten] Grundlagen

Zu einer Mondfinsternis kommt es, wenn Vollmond ist und der Mond sich ausreichend nahe am Mondknoten befindet, an dem die Mondbahn die Ekliptik schneidet. Eine Mondfinsternis gibt es daher nur zweimal im Jahr, selten dreimal: Das Zeitintervall zwischen zwei Durchgängen der Sonne durch denselben Mondknoten bezeichnet man als Finsternis-Jahr. Es dauert etwa 346 Tage und gibt den Rhythmus an, in dem sich Mondfinsternisse in einer Sarosperiode wiederholen.

Sonnen- und Mondfinsternisse. Nur an den Punkten 1 und 4 kann eine Mondfinsternis entstehen, bei 2 und 3 eine Sonnenfinsternis. An allen anderen Positionen zieht der Mond über oder unter der Ekliptik vorbei. (Entfernungen und Größenverhältnisse sind nicht maßstabsgerecht, der Winkel der Mondbahn zur Ekliptik ist zur Veranschaulichung vergrößert dargestellt.)

Im Unterschied zur Sonnenfinsternis ist eine Mondfinsternis von jedem Ort der Nachtseite der Erde aus zu sehen und sieht auch überall gleich aus; eine totale Mondfinsternis ist also für jeden Betrachter total. Deswegen kann man eine Mondfinsternis weitaus häufiger beobachten als eine Sonnenfinsternis, obwohl Sonnenfinsternisse etwas häufiger als Mondfinsternisse vorkommen.

Da der Erdschatten immer kreisförmig ist, schlossen daraus bereits die Griechen der Antike, dass die Erde eine Kugel sein müsse.

Das Maximum der Mondfinsternis fällt nicht exakt auf den Vollmondtermin, da dieser als Durchgang in Bezug auf die Ekliptik gemessen wird, die Mondfinsternis aber in Bezug auf Erdmittelpunkt und den Äquator. Die Differenzen bleiben aber im Minutenbereich.

[Bearbeiten] Arten von Mondfinsternissen

Totale Mondfinsternis 3. März 2007

Totale Mondfinsternis 4. Mai 2004

Totale Halbschattenmondfinsternis 15. März 2006

Man unterscheidet streng genommen vier Arten von Mondfinsternissen:

Totale Mondfinsternis 

Hier befindet sich der Mond vollständig im Kernschatten der Erde. 29 Prozent aller Mondfinsternisse sind total. Die maximale Dauer einer totalen Mondfinsternis beträgt etwa 115 Minuten.

Partielle Mondfinsternis 

Nur ein Teil des Mondes taucht in den Kernschatten der Erde ein, der Rest befindet sich weiterhin im Halbschatten. Dieser Typ macht etwa 34 Prozent aller Mondfinsternisse aus.

Totale Halbschattenmondfinsternis 

Der Mond taucht vollständig in den Halbschatten der Erde, jedoch nicht in den Kernschatten ein. Hierbei erscheint der Mond an der Stelle, die dem Kernschatten am nächsten ist, merklich dunkler. Die totale Halbschattenmondfinsternis ist der seltenste Mondfinsternistyp. Die letzte Finsternis dieses Typs fand am 14. März 2006 statt, die nächste dieser Art erwarten die Astronomen mit einer Größe von 1.0141 am 11. Februar 2017. Sie wird wiederum nach Mitternacht von Europa aus zu sehen sein.

Partielle Halbschattenfinsternis 

Der Mond taucht nur teilweise in den Halbschattenbereich ein. Er ist dabei weiterhin vollständig sichtbar, allerdings erscheint der Teil des Mondes, der dem Kernschatten am nächsten liegt, mehr oder minder dunkler. Bei Halbschattenfinsternissen mit einer Größe unter 0,5 ist dies kaum zu beobachten.

Die Größe (oder Magnitude) einer Mondfinsternis bezeichnet die Eindringtiefe des Mondes (genauer, seines dem Zentrum am nächsten gelegenen Randes in der Projektion) in den Erdschatten, und zwar in Einheiten von Monddurchmessern (3475 Kilometer). Bei einer partiellen Mondfinsternis der umbralen (auf den Kernschatten bezogenen) Größe 0,6 liegt der „innere Rand“ also etwa 2085 Kilometer innerhalb des Kernschattens, 1390 km verbleiben im Halbschatten. Finsternisse mit Größen über 1 sind total. Analog ist bei einer Halbschattenfinsternis der penumbralen Größe 0,5 der Mond zur Hälfte in den Halbschatten der Erde eingedrungen. Da die Breite des Halbschattens (vom äußeren Rand bis zum Rand des Kernschattens) zufällig etwa einem Monddurchmesser entspricht, ist eine Halbschattenfinsternis größer als 1 zumeist auch eine partielle Mondfinsternis. Eine zentrale Finsternis, bei der der Mond (fast) genau durch das Zentrum des Erdschattens läuft, hat ungefähr eine umbrale Größe von 1,8 bis 1,85; der Maximalwert variiert mit dem Abstand des Mondes von der Erde sowie mit dem Abstand Erde-Sonne.

Totale Mondfinsternisse lassen sich neben der Eindringtiefe auch durch die Helligkeit und Färbung des Kernschattens infolge des von der Erdatmosphäre gebrochenen Lichtes charakterisieren. Diese variieren in Folge des unterschiedlichen Verschmutzungsgrades der Erdatmosphäre (insbesondere der Stratosphäre). Zum Beispiel kann nach heftigen Vulkanausbrüchen eine dunkle oder sehr dunkle Finsternis auftreten. André Danjon hat dabei die folgende Skala vorgeschlagen, welche die Helligkeit durch einen Parameter L charakterisiert, und die nach ihm auch Danjon-Skala genannt wird:

L = 0 sehr dunkle Finsternis; Mond fast unsichtbar, besonders in der Mitte der Totalität

L = 1 dunkle Finsternis; graue oder bräunliche Färbung; Details der Mondoberfläche nur schwierig erkennbar

L = 2 tiefrote oder rostrote Finsternis, mit einem sehr dunklen Zentrum, aber relativ hellen Rand des Kernschattens

L = 3 ziegelrote Finsternis, gewöhnlich mit einem hellen oder gelblichen Rand des Kernschattens

L = 4 sehr helle kupferrote oder orange Finsternis mit einem sehr hellen bläulichen Kernschattenrand.

[Bearbeiten] Optische Effekte während einer Mondfinsternis

Theoretische Lichtkurve einer Mondfinsternis in Abhängigkeit von der umbralen Magnitude. Zum Vergleich Literaturdaten mit Fehlerangabe.

Auch wenn der Mond bei einer totalen Finsternis vollständig im Kernschatten der Erde liegt, ist er noch schwach sichtbar, meist in rötlichen oder bräunlichen Farben. Grund dafür ist der langwellige rote Anteil am Sonnenlicht, der durch die Atmosphäre der Erde in den Bereich des Kernschattens hineingebrochen wird und den Mond beleuchtet, während das kurzwellige blaue Licht stark zerstreut oder absorbiert wird. Vom Mond aus ist das Licht vergleichbar mit dem während eines Sonnenuntergangs; die Atmosphäre würde einem Astronauten hell rötlich bis orange leuchtend erscheinen.

Theoretisches Helligkeitsprofil (obere Kurve) und negativer Gradient der log. Helligkeit (untere Kurve) des Kernschattens der Erde als Funktion der Tiefe im Kernschatten (in Bogenminuten, Mitte bei x = 41,65').

Bei einer zentralen Finsternis nimmt die scheinbare visuelle Helligkeit des Mondes von etwa -12^m,5 auf etwa +2^m ab, also etwa um den Faktor 300000. Im Zentrum des Kernschattens beträgt die Abnahme der Intensität (also die Helligkeitsabnahme, die ein Astronaut auf der Mondoberfläche erleben würde) sogar etwa 1–2 Millionen, rund einhundertmal mehr als bei einer totalen Sonnenfinsternis. Die Mondfinsternisse der vergangenen Jahre waren überwiegend hell, um L = 3, was auf eine verhältnismäßig saubere Stratosphäre schließen lässt. Nach dem Ausbruch des Vulkans Pinatubo im Jahre 1991 wurden teilweise sehr dunkle Finsternisse beobachtet. Bei einer solchen Finsternis kann die Mondhelligkeit bis auf etwa +5^m abfallen, entsprechend einem Faktor von 10 Millionen. Um etwa den gleichen Faktor nimmt auch die Intensität im Zentrum ab; die untere Grenze wird durch das Licht der Korona der Sonne bestimmt, die durch die Erde nur teilweise verdeckt wird. Somit ermöglicht die Farbe und Helligkeit des verfinsterten Mondes Rückschlüsse auf die Reinheit der Erdatmosphäre. Heute ist diese Methode jedoch überholt, da Messungen von Satelliten oder Flugzeugen aus viel genauere Informationen über Verunreinigungen der Luft liefern als die reine optische Abschattung dies erlaubt.

Ein weiterer interessanter Effekt ist die Erdschattenvergrößerung. Wer schon eine Mondfinsternis teleskopisch verfolgt hat, wird unschwer festgestellt haben, dass die Kontaktzeiten oft von den gerechneten Werten abweichen. In der Tat erscheint der Schattenkegel der Erde wegen der Atmosphäre etwa 2 % größer, ein Effekt, auf den bereits Philippe de La Hire im frühen 18. Jahrhundert hinwies. Der Kernschattenrand erscheint nicht scharf, sondern diffus verwaschen.

[Bearbeiten] Mondfinsternis-Termine

Mondfinsternisse von 2008 bis 2010 (Zeiten in Weltzeit WZ, + 1 Stunde = Mitteleuropäische Zeit MEZ, + 2 Stunden = Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ)

[Bearbeiten] Partielle Mondfinsternis am 16. August 2008

Partielle Mondfinsternis, 16. August 2008 in den Abendstunden

Himmelsausschnitt um den Mond zur Finsternismitte am 21. Februar 2008. Der gelbe Kreis hat einen Durchmesser von 10 Bogengraden.

Mondschattenphase am 28. August 2007

Der Mond in der Kernschattenphase, 3. März 2007, 23:53 Uhr

Der Mond vor der Kernschattenphase, 3. März 2007, 23:21 Uhr

Die nächste Mondfinsternis ist partiell und findet in den Abendstunden des 16. August 2008 statt. Mit Ausnahme des Eintritts des Mondes in den Halbschatten der Erde, der knapp vor oder praktisch mit Mondaufgang erfolgt, ist die Finsternis in voller Länge von Mitteleuropa aus zu sehen. Der Eintritt in den Kernschatten und dem damit verbundenen Beginn der partiellen Finsternis erfolgt um 21:35 Uhr MESZ. Fortan zieht der Schatten über die südliche Mondkalotte, vermag aber im Maximum, das um 23:10 Uhr MESZ verzeichnet wird, den nördlichen Mondrand nicht erfassen. Die Finsternis bleibt mit einer maximalen Größe von 0.8124 durchgehend partiell. Den Kernschatten-Austritt verzeichnen die Astronomen gegen 00:44 Uhr MESZ (17. August 2008). Eine Weile ist dann der Halbschatten auf der westlichen Mondhälfte in der Art eines rauchartigen Schleiers noch erkennbar.

Diese August-Finsternis gehört dem Saroszyklus 138 an und ist die 29. Finsternis einer 83 Finsternisse umfassenden Serie, welche am 5. Oktober 1503 begann und am 30. März 2982 enden wird.

Zusammen mit den Mondfinsternissen vom 7. September 2006 und 3./4. März 2007 sowie der (in Europa unsichtbaren) Totalfinsternis am 28. August 2007 bilden die Mondfinsternisse am 21. Februar 2008 und am Abend des 16. August 2008 eine Fünfergruppe von Kernschattenfinsternissen. Die totale Mondfinsternis vom 3./4. März 2007 konnte in weiten Teilen Deutschlands, mit Ausnahme des Südens und Westens, wegen Wolken nicht beobachtet werden. In der Nordwest- und Nordschweiz sowie im Tessin war der Himmel jedoch weitgehend klar. Nicht viel besser war die Mondfinsternis am 21. Februar 2008 zu sehen. Weite Teile Mitteleuropas lagen unter einer geschlossenen Wolkendecke.

Die nächste totale Mondfinsternis in Europa, wenngleich auch nicht in voller Länge sichtbar, erwarten wir am Abend des 15. Juni 2011. Dann wird der Vollmond schon mit Totalitätsbeginn rötlich gefärbt in den sommerlichen Dämmerungshimmel aufsteigen.

[Bearbeiten] Längste totale Mondfinsternisse zwischen 1900 und 2100

Das Datum gibt jeweils den Tag an, auf den die Mitte der Finsternis in UTC (Weltzeit) fällt.

[Bearbeiten] Siehe auch

• Liste totaler Mondfinsternisse
• Okkultation

[Bearbeiten] Weblinks

 Commons: Mondfinsternis – Bilder, Videos und Audiodateien

• Mondfinsternis.info – deutschsprachige Informationen, sehr ausführlich zu jeder Finsternis
• frei skalierbare Skizze von Sonne, Erde und Mond sowie Kern- und Halbschatten der Erde
• Nasa Lunar Eclipse Page (Englisch)