Mondfinsternis

Eine Mondfinsternis entsteht, wenn der Mond durch den Schatten der Erde wandert. Da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, zieht der Mond meistens knapp über oder unter dem Erdschatten vorbei.

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.

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

right|thumb|Totale Mondfinsternis 4. Mai 2004

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 107 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 nächste Finsternis dieses Typs findet am 14. März 2006 statt.
• 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 kuperrote oder orange Finsternis mit einem sehr hellen bläulichen Kernschattenrand.

Optische Effekte während einer Mondfinsternis

thumb|240px|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.

thumb|240px|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 -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.

Mondfinsternis-Termine

Folgende Mondfinsternisse sind in Europa zu sehen, Zeitangaben in MEZ bzw. MESZ:

Längste totale Mondfinsternisse zwischen 1900 und 2100

Die längste totale Mondfinsternis im Zeitraum zwischen 1000v.Chr. und 3000 fand am 31. Mai 318 mit einer Dauer der totalen Phase von 1h47m14s statt.

Weblinks

• Mond- und Sonnenfinsternisse
• http://www.mondfinsternis.net/ Umfangreiche deutschsprachige Informationen zum Thema
• http://www.mondfinsternis.org/ Ausführliche Informationen über Ursache und Entstehung

• http://www.calsky.com/?Moon=&sec=9 www.calsky.com Online-Berechnung der Mondfinsternistermine (deutsch)
• http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/lunar.html Umfangreiche Daten und Tabellen, NASA (englisch)
• http://www.amsmeteors.org/mallama/lunarecl/ Informationen über Helligkeit von Mondfinsternissen und Fotografie, von Anthony Mallama (englisch)

See also: Mondfinsternis, 1991, André Danjon, Antike, Astronaut, Atmosphäre, Brechung (Physik), Ekliptik, Erde, Farbe