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Mondfinsternis

Ereignis, bei dem der Mond vom Schatten der Erde bedeckt wird
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Eine Mondfinsternis ist ein astronomisches Ereignis, das eintritt, wenn der Mond durch den Schattenraum (Kernschattenkegel) der Erde wandert. Dies kommt allerdings aber nur ca. 2 mal im Jahr vor. Da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, zieht der Mond meistens knapp über oder unter dem Erdschatten vorbei.

Zeitraffer-Film der Mondfinsternis vom 03.März 2007.

Grundlagen

Zu einer Mondfinsternis kommt es, wenn

  1. Vollmond ist und
  2. der Mond sich ausreichend nahe am Mondknoten befindet, an dem die Mondbahn die Ekliptik schneidet.

Eine Mondfinsternis gibt es daher nur zwei Mal im Jahr, selten drei mal: 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. Übrigens ist eine totale Sonnenfinsternis stets von partiellen Mondfinsternissen, im vorausgehenden und nachfolgenden Vollmond "eingerahmt". Umgekehrt geht auch einer totalen Mondfinsternis immer sowohl eine partielle Sonnenfinsternis, beim Neumond zuvor, voraus, sowie beim Neumond danach, auch eine partielle Sonnenfinsternis folgt.

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 im Bezug auf Erdmittelpunkt und den Äquator. Die Differenzen bleiben aber im Minutenbereich.

Arten von Mondfinsternissen

Datei:Mofi.jpg
Totale Mondfinsternis 4. Mai 2004
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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 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, die 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.

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 gebrochen wird und den Mond beleuchtet, während das kurzwellige blaue Licht gestreut 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 hellen zentralen Finsternis nimmt die scheinbare visuelle Helligkeit des Mondes von etwa -12m,5 auf etwa +1m 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 bis 2 Millionen, rund einhundertmal mehr als bei einer totalen Sonnenfinsternis. Bei einer dunklen Finsternis kann die Mondhelligkeit bis auf etwa +5m 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.

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. 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.

Mondfinsternis-Termine

Mondfinsternisse von 2006 bis 2010 (Zeiten in Weltzeit WZ, + 1 Stunde = Mitteleuropäische Zeit MEZ, + 2 Stunden = Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ)

Datum Eintritt
Halbschatten 		Eintritt
Kernschatten 		Beginn der
Totalität 		Maximum/Art Ende der
Totalität 		Austritt
Kernschatten 		Austritt
Halbschatten 		Größe
14. März 2006 21:21 - - 23:47/penumbral-total - - 01:13 1,056
7. September 2006 16:44 18:04 - 18:51/partiell - 19:40 21:00 0,189
3. März 2007 20:16 21:30 22:43 23:20/total 23:57 01:11 02:25 1,237
28. August 2007 07:52 08:51 09:52 10:37/total 11:23 12:24 13:22 1,481
21. Februar 2008 00:35 01:42 03:00 03:26/total 03:51 05:09 06:17 1,112
16. August 2008 19:23 20:35 - 22:10/partiell - 23:44 00:57 0,812
9. Februar 2009 12:37 - - 14:38/penumbral-partiell - - 16:40 0,925
7. Juli 2009 08:33 - - 09:39/penumbral-partiell - - 10:44 0,182
6. August 2009 00:01 - - 01:39/penumbral-partiell - - 03:17 0,428
31. Dezember 2009 17:15 18:51 - 19:22/partiell - 19:53 21:30 0,081
26. Juni 2010 08:55 10:16 - 11:38/partiell - 13:00 14:21 0,543
21. Dezember 2010 05:28 06:32 07:40 08:17/total 08:54 10:02 11:06 1,261

Aktuelle Finsternis: Totale Mondfinsternis am 21. Februar 2008

Datei:08Feb Mofi1 Kopie.jpg
Totale Mondfinsternis am 21. Februar 2008 in den Morgenstunden
 
Der Mond in der Kernschattenphase, 3. März 2007, 23:53 Uhr
 
Der Mond vor der Kernschattenphase, 3. März 2007, 23:21 Uhr

Die nächste totale Mondfinsternis über Europa findet in den frühen Morgenstunden des, 21. Februar 2008 statt. Es handelt sich um eine totale Finsternis der Größe 1,1110. Sie beginnt um 01:34.7 Uhr MEZ mit dem Eintritt des Mondes in den Halbschatten. Gegen 02:15 Uhr MEZ kann man eine leichte Trübung der östlichen Mondpartie ausmachen. Die Kernschattenphase beginnt um 02:42.6 Uhr MEZ (partielle Phase), verläuft dann zwischen 04:00.3 Uhr MEZ und 04:51.0 Uhr MEZ total und endet mit dem Austritt des Mondes aus dem Kernschatten um 06:08.9 Uhr MEZ. Das Finsternismaximum findet um 04:25.9 Uhr MEZ statt. Der Vollmond steht im Sternbild des Löwen.

Die Februar-Finsternis gehört dem Saroszyklus 133 an und ist sechste totale Erscheinung einer noch bis 2188 zunehmenden Serie. Ab dem 14. August 2296 verlaufen alle Mondfinsternisse dieses Zyklus vorerst partiell, dann als Halbschattenfinsternisse mit abnehmender maximaler Größe.

Zusammen mit den Mondfinsternisssen vom 7. September 2006 und 3./4. März 2007, sowie derjenigen (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, wegen Wolken nicht beobachtet werden. In der Nordwest- und Nordschweiz, sowie im Tessin war der Himmel jedoch weitgehend klar.

Längste totale Mondfinsternisse zwischen 1900 und 2100

Datum Dauer der totalen Phase
16. Juli 2000 1 h 48 m 01 s
6. Juli 1982 1 h 46 m 21 s
27. Juli 2018 1 h 43 m 34 s
26. Juni 2029 1 h 42 m 32 s
4. August 1906 1 h 41 m 48 s
7. Juli 2047 1 h 41 m 29 s
25. Juni 1964 1 h 41 m 25 s
26. Juli 1953 1 h 41 m 22 s
28. Juni 2094 1 h 41 m 16 s
15. Juni 2011 1 h 40 m 53 s
17. Juni 2076 1 h 40 m 50 s
16. Juli 1935 1 h 40 m 17 s
6. August 1971 1 h 40 m 04 s

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

Siehe auch

Commons: Mondfinsternis – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
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