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Der Mond im Schatten der Erde

In der Nacht vom Sonntag, 27. auf Montag, den 28. September 2015 tritt der Mond in den Schatten der Erde ein – eine totale Mondfinsternis findet statt. Um diese Finsternis zu beobachten muss man Frühaufsteher oder Nachtschwärmer sein, denn sie beginnt erst nach 3 Uhr Sommerzeit und endet nach 6 Uhr, eine Stunde vor Monduntergang. Zufällig befindet sich der Mond in dieser Nacht ebenfalls in Erdnähe und erscheint daher um rund 13 Prozent größer als in Erdferne.

Immer wieder ist es reizvoll, die Wanderung des Mondes durch den Schatten der Erde zu verfolgen. Noch viel mehr Eindruck machten Mondfinsternisse im Altertum und Mittelalter auf die Menschen, als es kaum eine künstliche Straßenbeleuchtung gab und man nachts noch auf den milden, aber durchaus hellen Schein des Mondes angewiesen war. Wenn es in einer klaren Vollmondnacht auf einmal begann, dunkel zu werden, die Mondscheibe eine düstere, rötlich braune Färbung annahm und Formen zeigte, die nicht den üblichen Phasen entsprachen, dann beschlich auch mutige Zeitgenossen ein seltsames Gefühl der Beklommenheit. Jedoch war man in China bereits im dritten Jahrtausend v. Chr. in der Lage, aus den Bewegungen von Sonne und Mond durch den Tierkreis Sonnen- und Mondfinsternisse vorauszuberechnen.

Nur in Vollmondstellung kann der Mond in den Schatten der Erde treten, denn in dieser Position stehen Sonne und Mond von der Erde aus betrachtet einander gegenüber. Die Erde steht dann zwischen beiden Himmelskörpern, so dass ihr langer Schatten auf den Mond fällt. Doch längst nicht jeder Vollmond taucht in den Schatten unseres Planeten ein, was daran liegt, dass die Mondbahn um 5° gegen die Erdbahn geneigt ist. Meistens steht der Vollmond daher etwas nördlich oder südlich der Erdbahnebene und wird nicht vom Erdschatten getroffen. Er zieht dann oberhalb oder unterhalb des Schattenkegels der Erde vorbei. Nur wenn der Vollmond gerade die Erdbahnebene kreuzt, wird er vom Erdschatten getroffen.

Schemahafte Darstellung der Mondumlaufbahn
Schemahafte Darstellung der Mondumlaufbahn

Die Mondbahn ist rund 5° zur Erdbahnebene (Ekliptik) geneigt. Nur wenn der Vollmond den aufsteigenden (K1) oder den absteigenden Knoten (K2) passiert, wandert er durch den Erdschatten und wird verfinstert. Ebenso trifft der Schattenkegel des Neumondes die Erde nur, wenn er durch einen der beiden Knoten (Schnittpunkte der Mondbahn mit der Ekliptikebene) geht. Nur dann kommt es zu einer Sonnenfinsternis.

Die Erdbahnebene wird durch die Wanderung der Erde um die Sonne aufgespannt. Die Sonne bewegt sich daher von der Erde aus gesehen scheinbar durch die Sternbilder des Tierkreises. Diese scheinbare Sonnenbahn wird Ekliptik genannt, was soviel wie „Finsternislinie“ bedeutet. Die Schnittpunkte der Mondbahn mit der Ekliptik heißen Knoten oder Drachenpunkte. Drachenpunkte deshalb, weil die Chinesen einst bei einer Sonnen- oder Mondfinsternis glaubten, ein Drache würde die Sonne oder den Mond verschlingen. Mit allerlei lautstarkem Tamtam brachte man aber jedesmal den Drachen dazu, seine Beute wieder auszuspeien.

Der Verlauf einer Finsternis

Man unterscheidet drei Typen von Mondfinsternissen: Partielle, totale und Halbschattenfinsternisse. Steht der Mond in Vollmondposition etwas zu weit abseits der Erdbahnebene (Ekliptik), geht er nur durch den Halbschatten der Erde und wird vom Kernschatten überhaupt nicht berührt. Eine Halbschattenfinsternis ist schwierig bis gar nicht zu beobachten. Taucht der Mond nur bis zum 0,7-fachen seines Scheibendurchmessers in den Halbschatten ein oder weniger, kann man am Vollmond überhaupt nichts Ungewöhnliches bemerken. Erst wenn die Halbschattenfinsternis fast die Größe 1 erreicht, erkennt man eine leicht graue Verfärbung der jeweiligen Mondkalotte, die sich in Richtung zum Schattenzentrum verdichtet. Halbschattenfinsternisse sind unauffällige Erscheinungen und werden von der Bevölkerung kaum wahrgenommen.

Partiell oder voll

Von einer partiellen oder teilweisen Finsternis spricht man, wenn nur ein Teil der Mondscheibe in den Kernschatten der Erde gerät. Tritt der Mond jedoch vollständig in den Kernschatten ein, so ist die Finsternis total. Eine totale Mondfinsternis nimmt folgenden Verlauf: Der Mond wandert von West nach Ost durch die Sternbilder des Tierkreises (nicht zu verwechseln mit der täglichen Himmelsdrehung, die von Ost nach West erfolgt!). Dabei schiebt er sich von Westen her kommend durch den Erdschatten. Zunächst tritt er in den Halbschatten ein, der „1. Kontakt“ findet statt – ein Vorgang, der unbeobachtbar bleibt.

Sodann erfolgt der Eintritt in den Kernschatten (2. Kontakt), was zu beobachten ohne weiteres möglich ist. Wegen der Unschärfe des Erdschattenrandes ist die Kontaktzeit nicht so leicht zu registrieren wie bei einer Sonnenfinsternis, bei der der atmosphärelose Mondrand gestochen scharf erscheint. Ist der Mond schließlich völlig in den Kernschatten eingetaucht, beginnt die totale Phase (3. Kontakt). Am Ende der Totalität (4. Kontakt) beginnt der Mond wieder aus dem Kernschatten zu wandern. Schließlich verlässt er den Kernschatten ganz (5. Kontakt). Der Mond strahlt wieder am Himmel, der optisch verfolgbare Teil der Mondfinsternis ist im Wesentlichen beendet. Korrekt betrachtet ist die Finsternis jedoch erst zu Ende, wenn der Mond wieder den Halbschatten verlässt (6. Kontakt), was wiederum grundsätzlich nicht beobachtbar ist.

Infografik zum Ablauf der Mondfinsternis vom vom 28. September 2015
Verlauf der totalen Mondfinsternis vom 28. September 2015.

Und so läuft es 2015

Die totale Mondfinsternis vom 28. September 2015 hat eine Größe von 1,282. Der Mond befindet sich in dieser Nacht (um 4 Uhr MESZ) in Erdnähe. Die Totalität dauert eine Stunde und 13 Minuten. Die maximal erreichbare Größe bei einer zentralen Mondfinsternis liegt bei 1,888. Diesen Maximalwert erreichte fast die totale Mondfinsternis vom 16. Juli 2000. Sie hatte eine Größe von 1,773, die Totalität dauerte eine Stunde und 47 Minuten. Da sie in den Mittagsstunden stattfand, war sie von Mitteleuropa aus nicht beobachtbar. Der Mond war zur Finsternis bei uns unter dem Horizont.

Die Finsternis in der Nacht vom 27. auf den 28. September dieses Jahres ist jedoch praktisch in ihrer gesamten Länge zu beobachten. Der Mond geht am Sonntag, den 27. um 18h52m Sommerzeit auf. Der Eintritt in den Halbschatten erfolgt nach Mitternacht um 2h10m, aber dieser Vorgang ist nicht wahrnehmbar. Um 3h07m erfolgt der Eintritt in den Kernschatten, und um 4h47m erreicht die Finsternis ihren Höhepunkt. Die Phase der Totalität endet um 5h24m. Mit dem Austritt des Mondes aus dem Kernschatten um 6h27m endet der deutlich sichtbare Teil dieser Mondfinsternis, zudem geht der Mond für den Ort auf 50° nördlicher Breite und 10° östlicher Länge am Montagmorgen um 7h26m unter. Das Schauspiel findet in südwestlicher Himmelsrichtung statt.

Blutmond während der Mondfinsternis vom 9. Januar 2001
Wirkungsvoller Effekt

Der Mond im Kernschatten der Erde erscheint rötlich, da die irdische Lufthülle einen Teil des Sonnenlichts filtert und auf den Mond lenkt. Aufnahme der totalen Mondfinsternis vom 9. Januar 2001, gewonnen von Martin Gertz auf der Sternwarte Welzheim.

Der Mond wird rot

Auch während der Totalität ist der Mond nicht „total finster“ und damit völlig unsichtbar. Manchmal strahlt der verfinsterte Mond in einem hellen Rot, ein anderes Mal ist er bräunlich grau gefärbt. Ursache für dieses Restlicht ist die Erdatmosphäre. Sie lässt nicht nur den Kernschattenrand am Mond unscharf und diffus erscheinen, sondern lenkt auch als optisch dichteres Medium (gegenüber dem Weltraumvakuum) einen Teil des Sonnenlichtes in den Kernschattenbereich hinein. Astronauten auf dem Mond würden bei einer totalen Mondfinsternis eine totale Sonnenfinsternis erleben: Für sie deckt die Erde die Sonne vollständig ab. Die dunkle Erde wird aber von einem hellen Ring umsäumt – die im Sonnenlicht glänzende, irdische Lufthülle.

Die Sonnenstrahlen werden durch die Erdatmosphäre jedoch nicht nur abgelenkt, sondern auch gefiltert. Blaues (kurzwelliges) Licht wird von den Luftmolekülen stärker gestreut als rotes (langwelliges) Licht. Deshalb erscheint uns auch der wolkenlose Taghimmel blau und die Sonne umso röter, je tiefer sie steht. Das durch die irdische Lufthülle abgelenkte und gefilterte Sonnenlicht lässt den Mond in einer rötlich braunen, manchmal auch kupferroten Farbe erscheinen. Wie hell der Mond im Kernschatten noch leuchtet, hängt vom Zustand der Erdatmosphäre ab. Bei starker Verschmutzung vor allem der oberen Troposphäre, wie sie z. B. nach Vulkanausbrüchen vorkommt, treten oft recht dunkle Mondfinsternisse ein.

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Hans-Ulrich Keller, 25.09.2015
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