Sonnenfinsternis

Solar eclipse animate (2006-Mar-29).gif Eine irdische Sonnenfinsternis oder eine Eklipse (griechisch έκλειψις, ékleipsis - wörtlich die Überlagerung; Verdeckung, Auslöschung, vergleiche Ellipse) ist ein Astronomisches Ereignis, das eintritt, wenn die Sonne durch den Mond ganz oder teilweise verdeckt wird.

Als "Sonnenfinsternis" wird sie vom irdischen Betrachter wahrgenommen. Trifft der Schattenraum des Mondes auf die Erdoberfläche, so entsteht eine Sonnenfinsternis (Das Schattenbild des Mondes auf der Erde ist aber nicht einmal so groß wie Brandenburg). Im Gegensatz zur Mondfinsternis, bei der tatsächlich der Mond dunkel wird, leuchtet die Sonne natürlich weiter. Stattdessen liegt ein Teil der Erde im Schatten des Mondes, so dass man – analog zur Mondfinsternis – eigentlich korrekterweise von einer Erdfinsternis sprechen müsste.

Grundlagen

Da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, findet dieses Ereignis nur statt

bei Neumond und
wenn der Mond sich an einem Punkt befindet, an dem die Mondbahn die Ekliptik schneidet, ein so genannter Knotenpunkt.

Finsternis.jpg
Nur an den Punkten 2 und 3 kann eine Sonnenfinsternis entstehen, bei 1 und 4 eine Mondfinsternis. An allen anderen Positionen zieht der Mond über oder unter der Ekliptik vorbei.

Entfernungen und Größenverhältnisse 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 Sonnenfinsternisse in einer Sarosperiode wiederholen.

Arten von Sonnenfinsternissen

Solar eclips 1999 4.jpg Je nach dem Grad der Bedeckung unterscheidet man vier prinzipielle Arten von Sonnenfinsternissen:

Totale Sonnenfinsternis'''

Der Mond zieht genau vor der Sonne vorbei so dass kurzfristig die Sonne völlig verdeckt ist. Dieser Typ ist für die Astronomie am interessantesten, hauptsächlich weil man dabei die Sonnenkorona beobachten kann, die sonst vom hellen Licht der Sonne überstrahlt wird. Außerdem kann bei Sternen, die dicht neben der Sonne stehen und daher nur während einer Finsternis sichtbar sind, die Ablenkung des Lichts durch die gravitative Raumkrümmung der Sonnenmasse gemessen werden.

Da die Sonne keine punktförmige Lichtquelle ist, ist während einer totalen Sonnenfinsternis nur in einem relativ kleinen Gebiet, dem sog. Kernschatten eine völlige Abdeckung der Sonne zu beobachten. Dieser hat einen Durchmesser von maximal 265 Kilometern, ist in den allermeisten Fällen aber wesentlich schmaler. In Gebieten nördlich und südlich von diesem Kernschattengebiet kann man hingegen nur eine partielle (s.u.) Sonnenfinsternis beobachten.

Eine totale Sonnenfinsternis ist nur möglich wenn der Mond nahe an der Erde steht und deswegen die Mondscheibe scheinbar größer ist als die Sonnenscheibe.

Die sichtbare Zeit der Totalität hängt für den Beobachter von folgenden Faktoren ab:

Die Position in Bezug zur Zentrallinie - je näher der Beobachter zur Zentrallinie steht, desto länger die Sichtbarkeit.
Die Position im Verlauf des Finsternispfades über die Erde - findet die Beobachtung am Morgen oder am Abend (= Beginn oder Ende des Finsternispfades) statt, ist die Sichtbarkeit ebenfalls deutlich kürzer als am Mittag (= maximale Verfinsterung).
Das Verhältnis der scheinbaren Größe von Mond- und Sonnenscheibe. Die Mondscheibe muß mindestens 100 % der Größe der Sonnenscheibe haben, um überhaupt eine totale Finsternis zu sehen - maximal möglich sind 108 %. Je höher dieser Wert ist, desto länger ist die Finsternis.

Ringförmige Sonnenfinsternis

RingfoermigeSonnenfinsternis.jpg Sowohl die Umlaufbahn der Erde um die Sonne, als auch die Umlaufbahn des Mondes um die Erde sind leicht elliptisch. Dadurch ändern sich die Entfernungen von Sonne und Mond zur Erde. Wenn der Mond besonders weit von der Erde entfernt ist, ist die "Mondscheibe" nicht mehr groß genug, um die ganze "Sonnenscheibe" abzudecken. Wenn der Mond genau vor der Sonne vorbeizieht, erfolgt statt einer totalen Sonnenfinsternis eine ringförmige Finsternis, bei der der äußere Rand der Sonne sichtbar bleibt. Ringförmige Sonnenfinsternisse sind deshalb nur dann möglich, wenn der Mond von der Erde aus kleiner erscheint wie die Sonne. Hierbei gilt die Regel: Je kleiner der Mond erscheint, desto länger dauert die Finsternis.

Hybride Sonnenfinsternis

Sie beginnt und endet stets als ringförmige Finsternis und erreicht im mittleren Teil des Verlaufs kurz Totalität. Hybride Sonnenfinsternisse sind recht selten, sie machen im langjährigen Kanon nur ca. 1 Prozent aller Fälle aus. Am 8. April 2005 ereignete sich eine derartige hybride Finsternis im östlichen Pazifik vor Costa Rica/Panama für ca. 30 Sekunden. Die nächste findet erst 2013 statt. Dieser Wechsel zwischen ringförmiger über totale und wieder zurück zu ringförmiger Abdeckung kommt dadurch zustande, dass zum Zeitpunkt der Finsternis der Abstand des Mondes zur Erdoberfläche ziemlich genau der Länge des Schattenkegels des Mondes entspricht. Der Mond deckt die Sonne also gewissermaßen "gerade so" ab und dies - wegen der Kugelform der Erde - eben auch nicht während des gesamten Verlaufs (daher der Wechsel). Dementsprechend kurz sind die totale und partiellen Phasen (wenige Sekunden) und der Durchmesser des Kernschattens erreicht auch nur wenige dutzend Kilometer. Der Übergang von partiell zu total und umgekehrt findet bei einer Kernschattenbreite von 0 km statt.

Partielle Sonnenfinsternis

Der Mond zieht nicht vor der Sonne , sondern etwas darüber oder darunter vorbei und verdeckt sie deshalb nur teilweise. Wenn nicht ein beträchtlicher Teil der Sonne bedeckt wird, bleibt die partielle Sonnenfinsternis in der Regel unbemerkt. Auch eine totale Sonnenfinsternis beginnt und endet mit einer teilweisen Verdeckung der Sonne.

Zu beobachtende Phänomene während einer Sonnenfinsternis

Während einer partiellen Sonnenfinsternis, wenn der Neumond die Sonne also nur teilweise abdeckt, ist ein Sonnenfilter unabdingbar. Für die Beobachtung mit freiem Auge werden Sonnenfinsternisbrillen empfohlen.

Nur während der kurzen Minuten der Totalität müssen die Sonnenfilter für die Beobachtung von den optischen Geräten entfernt werden.

Bei der Beobachtung einer Sonnenfinsternis ist große Vorsicht geboten. Man darf niemals von bloßem Auge oder mit einem ungefilterten Fernglas oder Teleskop direkt in die Sonne schauen. Gravierende Augenschäden bis hin zur Erblindung könnten die Folge sein.

IMG 0569.JPG | Img 0119.jpg | Beleuchtung_während_Sofi.jpg

Besonders faszinierend ist die Beobachtung einer totalen Sonnenfinsternis. Nicht nur wegen ihres hohen Seltenheitswertes über einem bestimmten Gebiet, sondern auch wegen der beeindruckenden Lichtverhältnisse zählt sie zu den eindrucksvollsten Naturphänomenen überhaupt. Etwa eine Minute, bevor die Sonne durch den Mond komplett verfinstert ist, schmilzt die schmale, nach wie vor gleißend helle Sonnensichel mehr und mehr zusammen. Gelegentlich können in diesem Moment - je nach atmosphärischen Bedingungen - "fliegende Schatten" beobachtet werden, durch Luftflimmern verursachte Schlieren und Bänder, die über den Boden huschen. Oft tritt ein böiger Finsterniswind auf, der den dramatischen Moment kurz vor dem Finsternishöhepunkt fühlbar verstärkt. Die Temperatur fällt ebenfalls um mehrere Grad. Noch bevor die Totalität da ist, kann man von Auge bereits die innere Sonnenkorona erkennen. Wenn der letzte Sonnenstrahl durch ein oder mehrere Mondtäler erlischt, spricht man vom Diamantringeffekt (engl. Baily's beads) oder der Diamantkette. Erst wenn dieser Effekt vorbei ist, entfaltet sich die Sonnenkorona um die dunkle Mondscheibe herum in voller Pracht. Je nach Sonnenaktivität erscheint die Form der Korona eher gleichmäßig (Maximum) oder länglich (Minimum).

Über dem Mondrand können während der totalen Phase, die ohne Sonnenfilter beobachtet werden darf/muss, rötlich die Protuberanzen gesehen werden. Wenige Augenblicke vor Beginn oder kurz vor Ende der Totalität wird der rötliche Lichtsaum der Chromosphäre sichtbar.

Die Lichtveränderung in der Natur ist während einer totalen Sonnenfinsternis einzigartig. Schon ab hochprozentiger partieller Finsternis nimmt das Licht eine unnatürliche bleifarbene Tönung an. Schatten werden auf einmal konturreicher, und im Schatten von Bäumen und Sträuchern bilden sich durch den sogenannten Lochblenden-Effekt (Camera Obscura) hundertfach Sonnensichelchen und Lichtkringel auf dem Boden (Fliegende Schatten oder Tanzende Schatten).

Mit Eintritt der Totalität färbt sich der Horizont innerhalb einer halben Minute orangegelb bis rötlich, während der Kernschatten den Himmel in Zenitnähe tief dunkelblau erscheinen lässt. Mit etwas Glück können sicher die hellsten Planeten oder Fixsterne (Stern) um die finstere Sonne herum gesichtet werden.

Oft fällt die Temperatur während einer totalen Sonnenfinsternis um mehrere Grade. Durch den kurzzeitigen Temperaturabfall klarte schon oft ein bedeckter Himmel während einer Sonnenfinsternis für Augenblicke auf. Auch Tiere reagieren auf die plötzlich hereinbrechende Dunkelheit. Vögel verstummen, während Fledermäuse aus ihren Verstecken hervorkommen.

Bei der Beobachtung einer ringförmigen Sonnenfinsternis bleibt das Schauspiel der Sonnenkorona aus. Diese Art von Finsternis muss man durchgehend mit Sonnenfilter beobachten. Am schönsten ist der Moment der ringförmigen Phase, wenn die Sichelhörner der Sonne den dunklen Neumond zu umschließen beginnen.

Aufwändige Beobachtungskampagnen

30. Mai 1965: Start mehrerer Raketen in Charlestown, USA
20. Mai 1966: Start mehrerer Raketen in Karystos zur Beobachtung der an diesem Tag stattfindenden ringförmig-totalen Sonnenfinsternis
12. November 1966: Start von zwei Titus-Raketen in Las Palmas (Argentinien), Argentinien.
26. Februar 1979: Start mehrerer Forschungsraketen in Red Lake, Kanada
16. Februar 1980: Start von Forschungsraketen von der San-Marco-Plattform

Besondere Sonnenfinsternisse

Simultanes Auftreten einer Sonnenfinsternis und eines Planetentransits

Prinzipiell ist das simultane Auftreten einer Sonnenfinsternis und eines Planetentransits möglich. Allerdings sind derartige Ereignisse extrem selten. So werden erst am 5. Juli 6757 ein Merkurdurchgang und eine Sonnenfinsternis im südlichen Pazifik und am 5. April 15232 ein Venusdurchgang und eine Sonnenfinsternis gleichzeitig auftreten. Während das "Sonnenfinsternis-Merkurereignis" von 6757 durch das Planetariumsprogramm "starrynight" bestätigt werden kann, errechnet das Programm für das Jahr 15232 keinen gleichzeitigen Venustransit mit einer Sonnenfinsternis. Letzteres Ereignis ist also mit Vorsicht zu geniessen.

Am 4. Juni 1769 ereignete sich nur fünf Stunden nach Ende des Venustransits eine totale Sonnenfinsternis, die in Europa, den nördlichsten Teilen Nordamerikas und in Nordasien zumindest als partielle Sonnenfinsternis zu sehen war. Dies war der geringste zeitliche Abstand zwischen einem Planetentransit und einer Sonnenfinsternis in historischer Zeit.

Sonnenfinsternisse durch künstliche Erdsatelliten

Auch künstliche Erdsatelliten können in die Sichtlinie zwischen einem Beobachter auf der Erde und Sonne geraten. Allerdings sind solche Ereignisse schwer zu beobachten, da das Sichtbarkeitsgebiet sehr klein ist. Der Satellit wandert meist für 1-2 Sekunden vor der Sonne vorbei. Wie bei einem Planetendurchgang ist subjektiv keine visuelle Helligkeitsabnahme zu registrieren. Sofern es sich um einen Satelliten für Fernsehübertragung (z. B. Astra) handelt, kann der Empfang von diesem Satelliten für kurze Zeit gestört sein.

Andere Sonnenfinsternisse

Im ganzen Sonnensystem gibt es Sonnenfinsternisse, jedoch sind sie nirgends so ausgeprägt wie jene auf der Erde. Dies hängt mit dem Abstand des Mondes von der Erde, der Mondgröße und der Entfernung der Erde zur Sonne zusammen. Der Erdmond bezogen auf seine Größe – im Verhältnis zu anderen Monden – nicht allzu weit von der Erde entfernt und somit kann er die Sonnenscheibe vollständig abdecken.

Beobachtet wurden Sonnenfinsternisse durch die Marsmonde Deimos und Phobos.

Seltenheit von zentralen Sonnenfinsternissen über einem bestimmten Ort

Im weltweiten Schnitt kann nur etwa alle 360 Jahre über einem ganz bestimmten Ort mit einer totalen oder ringförmigen Sonnenfinsternis gerechnet werden. Grund für dieses seltene Auftreten sind die schmalen Streifen, in denen das zentrale Sonnenfinsternisereignis beobachtet werden kann. In der Schweiz und Deutschland fand die letzte totale Sonnenfinsternis vor dem 11. August 1999 am 22. Mai 1724 statt, in Österreich am 8. Juli 1842, die nächste wird jene vom 3. September 2081 sein. In Chroniken häufiger erwähnt ist die totale Sonnenfinsternis in den Vormittagsstunden des 12. Mai 1706, eine knapp über 4-minütige Sonnenfinsternis, welche von der Côte d'Azur kommend quer über die gesamte Schweiz und Südostdeutschland nach Polen verlief.

Die längste Wartezeit auf eine totale Sonnenfinsternis hatte London mit 837 Jahren, gefolgt von Jerusalem (795 Jahre). Es ist aber auch durchaus möglich, dass Orte wesentlich weniger lang auf eine zentrale Sonnenfinsternis warten müssen. So war etwa in einem Gebiet östlich von Ankara (Türkei) die totale Finsternis vom 11. August 1999 und diejenige vom 29. März 2006 innerhalb von nur 7 Jahren zu sehen. Noch kürzer, nämlich nur ein knappes halbes Jahr, mussten die Bewohner von Angola warten; nach der Totalfinsternis vom 21. Juni 2001 gab es bereits am 4. Dezember 2002 erneut eine "schwarze Sonne" zu sehen. Auch der Schweiz und Teilen Süddeutschlands steht ein so kurzes Intervall bevor: Nach der großen totalen Sonnenfinsternis vom 3. September 2081, folgt gleich am 27. Februar 2082 gegen Abend eine ringförmige Finsternis.

Listen spezieller Sonnenfinsternisse

Sonnenfinsternis-Termine

Für die letzten und nächsten drei Jahre, siehe auch: Sonnenfinsternis vom 22. September 2006, Sonnenfinsternis vom 11. August 1999

-	Datum	Art der Sonnenfinsternis	Dauer (*) min / s	Sichtbarkeitsgebiet weltweit	-	31. Mai 2003	Ringförmig	03m37s	Europa, Asien, Nordamerika	-	23. November 2003	Total	01m57s	Australien, Neuseeland, Antarktis, Südamerika	-	19. April 2004	Partiell	-	Antarktis, Südafrika	-	14. Oktober 2004	Partiell	-	Asien, Hawaii, Alaska	-	8. April 2005	Hybrid	00m42s	Pazifik, Mittelamerika	-	3. Oktober 2005	Ringförmig	04m32s	Europa, Afrika, Asien	-	29. März 2006	Total	04m07s	Afrika, Europa, Asien	-	22. September 2006	Ringförmig	07m09s	Südamerika, Westafrika, Antarktis	-	19. März 2007	Partiell	-	Asien, Alaska	-	11. September 2007	Partiell	-	Südamerika, Antarktis	-	7. Februar 2008	Ringförmig	02m12s	Antarktis, Australien, Neuseeland	-	1. August 2008	Total	02m27s	Nordamerika, Europa, Asien	-	26. Januar 2009	Ringförmig	07m54s	Südliches Afrika, Antarktis, Südostasien, Australien	-	22. Juli 2009	Total	06m39s	Ostasien, Pazifik, Hawaii

(*) Dauer der zentralen Finsternis.

Die nächsten Sonnenfinsternisse in Zentraleuropa

-	Datum	Art der Sonnenfinsternis	Dauer (*) min / s	Sichtbarkeitsgebiet deutscher Sprachraum	-	3. September 2081	Total	05m33s	Schweiz (Norden), Deutschland (Süden), Österreich (Westen)	-	27. Februar 2082	Ringförmig	08m12s	Schweiz (ganz), Deutschland (Südosten), Österreich (Westen)	-	23. Juli 2093	Ringförmig	05m11s	Deutschland (Norden, Osten)	-	16. Juli 2186	Total	07m29s	Mittelatlantik, nördliches Südamerika