Bei einer Mondfinsternis „steht die Erde dem Mond in der Sonne“. Dieses astronomisches Ereignis tritt ein, wenn sich der Mond in der Nähe eines Knotens befindet, was bei jedem sechsten oder fünften Vollmond der Fall ist.
Im Allgemeinen werden nur diejenigen Ereignisse als Mondfinsternisse bezeichnet, bei denen der Mond vom Kernschatten der Erde teilweise oder ganz bedeckt wird. Finsternisse, bei denen der Mond nur vom Halbschatten getroffen wird, sind wenig auffällig, werden aber in der Astronomie mitgezählt.
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 Finsternisjahr. Es dauert etwa 346 Tage. Berücksichtigt man auch Halbschatten-Mondfinsternisse, können bis zu fünf Mondfinsternisse in einem Jahr eintreten.
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 häufiger als Kernschatten-Mondfinsternisse vorkommen.
Da sich der Erdschatten am Mond immer als Kreisabschnitt zeigt, 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 den Erdmittelpunkt und den Äquator. Die Differenzen bleiben aber im Minutenbereich.
Arten von Mondfinsternissen
Man unterscheidet vier Charakteristika von Mondfinsternissen:
- Totale Mondfinsternis
- Hier tritt der Mond im Verlauf der Finsternis vollständig in den Kernschatten der Erde ein. Rund 29 Prozent aller Mondfinsternisse sind total[1]. Die maximale Dauer der totalen Verfinsterung beträgt rund 106 Minuten.[2]
- 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.[1]
- 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 errst am 29. August 2053.[1]
- Partielle Halbschattenfinsternis
- Der Mond taucht nur teilweise in den Halbschattenbereich ein. Er ist dabei weiterhin vollständig sichtbar. Bei Halbschattenfinsternissen, welche eine Größe von mindestens 0,7 erreichen, erscheint der Teil des Mondes, der dem Kernschatten am nächsten liegt, allerdings mehr oder minder dunkler. Halbschattenfinsternissen mit einer Größe unter 0,7 sind mit freiem Auge unbeobachtbar.[1]
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 eine umbrale Größe von etwa 1,8 bis maxima 1,88[2]; 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.
Optische Effekte während einer Mondfinsternis
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.
Bei einer zentralen Finsternis nimmt die scheinbare visuelle Helligkeit des Mondes von etwa -12m,5 auf etwa +2m ab, also etwa um den Faktor 300.000. 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 +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. 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.
Häufigkeit
Im langjährigen Durchschnitt treten pro Jahrhundert 70 totale und 84 partielle Mondfinsternisse im Kernschatten, sowie 88 Halbschatten-Finsternisse ein. [1]
Vier im Abstand von jeweils sechs Lunationen auftretende Mondfinsternisse können alle total sein: Es ereignen sich dann also nicht weniger als vier totale Kernschattenfinsterniss in einem Zeitraum von knapp eineinhalb Jahren, wobei diese Finsternisse allerdings meist nicht alle von einem gegebenen Beobachtungsort aus sichtbar sind. Eine solche Abfolge nennt man Tetrade. Das Vorkommen solcher Tetraden unterliegt einer Periode von 586 Jahren.[3] So ereignen sich beispielsweise im Jahrhundert von 2000 bis 2099 nicht weniger als acht derartige Tetraden, während in den zweihundert Jahren zwischen 2200 und 2399 keine einzige Tetrade auftritt. In jenen Zeiträumen, in denen Tetraden auftreten, finden in der Folge auch mehr totale als partielle Kernschasttenfinsternisse statt: Zwischen den Jahren 2000 und 2099 ereignen sich 87 totale, aber nur 57 partielle Mondfinsternisse im Kernschatten der Erde. In den Jahren 2200 bis 2299 treten dagegen nur 59 totale, aber 99 partielle Kernschattenfinsternisse ein. [4] Beobachter in der Gegenwart könnten so den Eindruck gewinnen, dass totale Kernschattenfinsternisse häufiger sind als partielle, obwohl über große Zeiträume betrachtet dies nicht der Fall ist.
Die nächste Tetrade beginnt mit der Mondfinsternis vom 15. April 2014, setzt sich mit jenen am 8. Oktober 2014 und am 4. April 2015 fort, und endet mit der Finsternis am 28. September 2015. [4]
Mondfinsternis-Termine
Mondfinsternisse von 2008 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 21. Februar 2008 | 00:35 | 01:42 | 03:00 | 03:26 / total | 03:51 | 05:09 | 06:17 | 1,112 |
| 16. August 2008 | 18:23 | 19:35 | - | 21:11 / partiell | - | 22:44 | 23:57 | 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 |
Partielle Mondfinsternis am 16. August 2008
Die letzte Mondfinsternis war partiell und fand 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, war die Finsternis in voller Länge von Mitteleuropa aus zu sehen. Der Eintritt in den Kernschatten und dem damit verbundenen Beginn der partiellen Finsternis erfolgte um 21:35 Uhr MESZ. Fortan zog der Schatten über die südliche Mondkalotte, vermochte aber im Maximum, das um 23:10 Uhr MESZ verzeichnet wurde, nicht den nördlichen Mondrand zu erfassen. Die Finsternis blieb mit einer maximalen Größe von 0.8124 durchgehend partiell. Der Kernschatten-Austritt fand gegen 00:44 Uhr MESZ (17. August 2008) statt. Eine Weile war 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, gibt es am Abend des 15. Juni 2011. Dann wird der Vollmond schon mit Totalitätsbeginn rötlich gefärbt in den sommerlichen Dämmerungshimmel aufsteigen.
Mondfinsternisse zwischen 1900 und 2100
| Datum | Dauer der totalen Phase |
|---|---|
| 4. August 1906 | 1 h 41 m 48 s |
| 16. Juli 1935 | 1 h 40 m 17 s |
| 25. Juni 1964 | 1 h 41 m 25 s |
| 26. Juli 1953 | 1 h 41 m 22 s |
| 6. August 1971 | 1 h 40 m 04 s |
| 6. Juli 1982 | 1 h 46 m 21 s |
| 16. Juli 2000 | 1 h 48 m 01 s |
| 15. Juni 2011 | 1 h 40 m 53 s |
| 27. Juli 2018 | 1 h 43 m 34 s |
| 26. Juni 2029 | 1 h 42 m 32 s |
| 7. Juli 2047 | 1 h 41 m 29 s |
| 17. Juni 2076 | 1 h 40 m 50 s |
| 28. Juni 2094 | 1 h 41 m 16 s |
Das Datum gibt jeweils den Tag an, auf den die Mitte der Finsternis in UTC (Weltzeit) fällt.
Siehe auch
Weblinks
- Mondfinsternis.info – deutschsprachige Informationen, sehr ausführlich zu jeder Finsternis
- Mondfinsternis.org - deutschsprachige ausführliche Informationen
- frei skalierbare Skizze von Sonne, Erde und Mond sowie Kern- und Halbschatten der Erde
- Nasa Lunar Eclipse Page (Englisch)
- Robert Harry van Gent: A Catalogue of Eclipse Cycles. In: Webpages on the History of Astronomy. 8. September 2003, abgerufen am 4. Oktober 2008 (engl., Zusammenstellung aller Zyklen in den Serien der Finsternisse).
Einzelnachweise
- ↑ a b c d e J. Meeus, H. Mucke: Canon der Mondfinsternisse -2002 bis +2526, 3. Auflage, S. XXVI. Astronomisches Büro, Wien, 3. Auflage 1992.
- ↑ a b J. Meeus: More Mathematical Astronomy Morsels, Willmann-Bell Inc., 2002, Kap.24 ISBN 0-943396-74-3
- ↑ J. Meeus: More Mathematical Astronomy Morsels, Willmann-Bell Inc., 2002, Kap. 16. ISBN 0-943396-74-3
- ↑ a b J. Meeus: Mathematical Astronomy Morsels III, Willmann-Bell Inc., 2004, Kap. 21. ISBN 0-943396-81-6