Mondfinsternis

Eine Mondfinsternis ist ein astronomisches Ereignis, das eintritt, wenn der Mond durch den Schattenraum der Erde wandert. Dies kann allerdings nicht in jedem Monat vorkommen. Da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, zieht der Mond meistens knapp über oder unter dem Erdschatten vorbei.

Grundlagen

Zu einer Mondfinsternis kommt es, wenn

Vollmond ist und
der Mond sich an einem Punkt befindet, an dem die Mondbahn die Ekliptik schneidet, einem so genannten Knotenpunkt.

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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.

Das Zeitintervall zwischen zwei Durchgängen der Sonne durch denselben Mondknoten bezeichnet man als Finsternis-Jahr. Es dauert etwa 346 Tage und gibt dem Rhythmus an, in dem sich Mondfinsternisse in einer Sarosperiode wiederholen.

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 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.

Arten von Mondfinsternissen

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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 den 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

Lunar eclipse lightcurve fitted.png 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.

Lunar eclipse umbra lightcurve arcmins.png Bei einer hellen zentralen Finsternis nimmt die scheinbare visuelle Helligkeit des Mondes von etwa -12^m,5 auf etwa +1^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 bis 2 Millionen, rund einhundertmal mehr als bei einer totalen Sonnenfinsternis. Bei einer dunklen 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.

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 Pierre de la Hire im frühen 18. Jahrhundert hinwies. Der Kernschattenrand erscheint nicht scharf, sondern diffus verwaschen.

Mondfinsternis-Termine

Mondfinsternisse von 2006 bis 2020 (Zeiten in 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
15. Juni 2011	17:23	18:23	19:22	20:13/total	21:03	22:02	23:02	1.706
10. Dezember 2011	11:32	12:45	14:06	14:32/total	14:58	16:18	17:32	1.110
4. Juni 2012	08:46	09:59	-	11:03/partial	-	12:07	13:20	1.377
28. November 2012	12:13	-	-	14: 33/partial-penumbral	-	-	16:53	0.942
25. April 2013	18:02	19:52	-	20:07/partial	-	20:23	22:13	0.019
25. Mai 2013	03:43	-	-	04:10/partial-penumbral	-	-	04: 37	0.04
18. Oktober 2013	21:48	-	-	23:50/partial-penumbral	-	-	01:52	0.792
15. April 2014	04:52	05:58	07:07	07:46/total	08:25	09:34	10:39	1.295
8. Oktober 2014	08:14	09:15	10:25	10:55/total	11:25	12:35	13:35	1.172
4. April 2015	09:00	10:16	11:54	12:00/total	12:06	13:45	15:01	1.005
28. September 2015	00:10	01:07	02:11	02:47/total	03:24	04:28	05:24	1.282
23. März 2016	09:37	-	-	11:47/penumbral-partial	-	-	13:58	0.801
18. August 2016	09:25	-	-	09:43/penumbral-partial	-	-	10:01	0.015
16. September 2016	16:53	-	-	18:54/penumbral-partial	-	-	20:56	0.933
11. Februar 2017	22:32	-	-	00:44/penumbral-total	-	-	02:56	1.015
7. August 2017	15:48	17:22	-	18:21/partial	-	19:19	20:53	0.250
31. Januar 2018	10:50	11:48	12:52	13:30/total	14:08	15:12	16:10	1.321
27. Juli 2018	17:13	18:24	19:30	20:22/total	21:14	22:20	23:31	1.613
21. Januar 2019	02:35	03:34	04:41	05:12/total	05:44	06:51	07:50	1.201
16. Juli 2019	18:42	20:01	-	21:31/partial	-	23:00	00:20	0.659
10. Januar 2020	17:06	-	-	19:10/penumbral-partial	-	-	21:15	0.920
5. Juni 2020	17:44	-	-	19:25/penumbral-partial	-	-	21:07	0.594
5. Juli 2020	03:04	-	-	04:30/penumbral-partial	-	-	05:56	0.381
30. November 2020	07:30	-	-	09:43/penumbral-partial	-	-	11:56	0.854

Aktuelle Finsternis: Partielle Mondfinsternis am 7. September 2006

Mofi sept.jpg Die nächste Mondfinsternis im deutschen Sprachraum findet am Abend des 7. September 2006 statt. Es handelt sich um eine partielle Finsternis der Grösse 0.189. Das Himmelsschauspiel beginnt praktisch mit Mondaufgang um 20:05.0 Uhr MESZ, erreicht um 20:51.3 Uhr MESZ das Maximum und endet um 21:37.6 Uhr MESZ. In Ost- und Mitteleuropa ist die gesamte Kernschattenphase zu beobachten, während die Mondfinsternis in Westeuropa bereits begonnen hat, wenn der Vollmond aufgeht. Interessant wird an diesem Abend zu beobachten sein - gutes Wetter vorausgesetzt - wie sich nach Sonnenuntergang in östlicher Richtung das lilafarbene Band des aufgehenden Erdschattens in der Atmosphäre abzeichnet. Von einem leicht erhöhten Standort aus mit freier Sicht zum Osthorizont kann man die "Himmelsgeometrie" zum Zeitpunkt einer Mondfinsternis, wo Sonne, Erde und Mond praktisch eine Linie bilden, am 7. September 2006 besonders schön erleben. Im deutschen Sprachgebiet ist es die erste partielle Mondfinsternis seit dem 24. März 1997.

Die September-Finsternis gehört dem Saros-Zyklus 118 an und ist die drittletzte partielle Erscheinung einer zu Ende gehenden Reihe. Ab dem 9. Oktober 2060 verlaufen alle Mondfinsternisse dieses Zyklus' als Halbschattenfinsternisse mit abnehmender maximaler Grösse.

Längste totale Mondfinsternisse zwischen 1900 und 2100

Datum	Dauer der totalen Phase
16. Juli 2099	1 h 47 m 01 s
6. Juli 1603	1 h 46 m 20 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 2001	1 h 41 m 16 s
15. Juni 2011	1 h 40 m 52 s
16. Juni 2076	1 h 40 m 49 s
16. Juli 1935	1 h 40 m 16 s
6. August 1971	1 h 40 m 04 s

Die längste totale Mondfinsternis im Zeitraum zwischen 1000 v.Chr. und 3000 fand am 31. Mai 318 mit einer Dauer der totalen Phase von 1 h 47 m 14 s statt.

Siehe auch

Weblinks

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