Was ist der Unterschied zwischen einer Sonnenfinsternis und einer mondfinsterni?

Sonnen- und Mondfinsternisse können unterschiedliche Formen annehmen. Die wichtigsten listen wir hier auf.

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Nächste Totale Sonnenfinsternis: Do, 20. Apr 2023 … Animation

Partielle Sonnenfinsternis

©iStockphoto.com/Hans-Walter Untch

Welche Finsternis-Arten gibt es?

1. Totale Sonnenfinsternis
2. Partielle Sonnenfinsternis
3. Ringförmige Sonnenfinsternis
4. Hybride Sonnenfinsternis
5. Totale Mondfinsternis
6. Partielle Mondfinsternis
7. Halbschatten-Mondfinsternis

Arten der Sonnenfinsternis

Sonnenfinsternisse können bei Neumond beobachtet werden, wenn sich der Mond zwischen Erde und Sonne schiebt und die drei Himmelskörper eine gerade Linie formen: Sonne — Mond — Erde.

• Eine totale Sonnenfinsternis entsteht, wenn der Kernschatten (Umbra) des Mondes auf die Erdoberfläche fällt.
• Bei der partiellen Sonnenfinsternis fällt der Halbschatten (Penumbra) des Mondes auf die Erde, sodass nur ein Teil der Sonnenscheibe verdeckt wird.
• Eine ringförmige Sonnenfinsternis ist zu beobachten, wenn ein anderer Halbschatten, die Antumbra, auf die Erde fällt. Der Mond erscheint dann aufgrund seiner großen Entfernung zur Erde kleiner als die Sonne und der äußere Rand der Sonnenscheibe ist während der Finsternis als feuriger Kranz um den Mond herum sichtbar.
• Weitaus seltener ist die hybride Sonnenfinsternis. Diese erscheint, je nach Standort des Beobachters, als totale, ringförmige oder partielle Sonnenfinsternis.
• Zieht ein Planet, von der Erde aus gesehen, vor der Sonnenscheibe vorbei, spricht man von einem Planetentransit.

Alle Finsternisse und Planetentransite 1900-2199

Schützen Sie Ihre Augen!

Arten der Mondfinsternis

Mondfinsternisse sind nur bei Vollmond zu sehen, wenn sich die Erde zwischen Mond und Sonne schiebt und die drei Himmelskörper eine gerade Linie bilden: Sonne — Erde — Mond.

In der Astronomie versteht man unter einer Finsternis die Bedeckung eines Himmelskörpers durch einen anderen:

• Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond so zwischen Sonne und Erde, dass auf einem 100–200 km breiten und einige Tausend Kilometer langen Streifen der Erdoberfläche die Sonne für einige Minuten nicht zu sehen ist (totale Sonnenfinsternis). In einem deutlich breiteren Streifen ist die Sonne teilweise abgedeckt (partielle Finsternis). Der Streifen ist, verglichen mit der Größe der Erde, so klein, weil der Mond am Himmel zufälligerweise fast genauso groß aussieht wie die Sonne (je nach Position auf der ellipsenförmigen Mondbahn ist er manchmal sogar etwas kleiner als die Sonnenscheibe).
   
  
  
• Bei einer Mondfinsternis tritt der Mond in den Schatten der Erde. Da die Erde am Mondhimmel einen viel größeren Bereich einnimmt als Mond oder Sonne am Erdhimmel, ist praktisch jede Mondfinsternis auf der ganzen Erde eine totale Finsternis. Während einer Mondfinsternis sieht der abgeschattete Mond schwach rötlich beleuchtet aus. Dies liegt daran, dass die Erdatmosphäre Sonnenlicht in den Schattenraum hineinstreut, das dann ähnlich wie beim Sonnenuntergang auf der Erde vor allem lange, d. h. rötliche Wellenlängen enthält.
   
  
  

Übrigens: Wenn Erd- und Mondbahn räumlich in exakt derselben Ebene lägen, gäbe es bei jeden Neumond eine Sonnen- und bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis. Da aber die Mondbahn um rund 5° gegen die Erdbahn geneigt ist, schneidet die Mondbahn die Erdbahnebene nur an zwei Stellen bzw. nur zweimal pro Monat. Nur wenn dann gerade auch noch Neu- oder Vollmond ist, kommt es zu einer Finsternis.

Schlagworte

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• #Himmelsmechanik
• #Schatten

Wie wir wissen, kommt eine Mondfinsternis dann zustande, wenn der Mond durch den von der Sonne in den Weltraum hinaus projizierten kegelförmigen Erdschatten eintritt und damit verdunkelt wird. Mond, Erde und Sonne liegen damit auf einer Linie. Dies geschieht aber nicht bei jedem Umlauf des Mondes um die Erde, da die Mondbahn gegen die Erdbahn (Ekliptik) geneigt ist, und meistens bei Vollmond ober- oder unterhalb des Erdschattens vorbeiläuft. Nur wenn die Mondbahn (bei Vollmond) gerade die Erdbahnebene (Ekliptik) schneidet (=Knotenpunkt) kann es zu einer Verfinsterung kommen.

Wir unterscheiden Halbschattenfinsternisse und Kernschattenfinsternisse. Der Halbschatten tritt dadurch auf, da die Sonne keine punktförmige Strahlungsquelle ist.

a geometrischer Kernschatten b Halbschatten c lichtloser Erdkernschatten

Da der Erdschatten in Mondentfernung wesentlich größer als der Monddurchmesser ist, ( ca. 3x) ist ein exaktes Zusammentreffen von Vollmond mit Knotendurchgang nicht erforderlich. Es reicht wenn er sich zum Zeitpunkt der Opposition in der Nähe des Knotens befindet. Läuft er mit seinem gesamten Durchmesser durch den Kernschatten der Erde so tritt Totalität ein.

Aufgrund der Größe des Kernschattenbereiches kann die Totalität bis zu 100 Minuten dauern, aber nur dann, wenn der Mond zentral durch den Schattenkegel läuft. Der Mond erhält zu diesem Zeitpunkt kein Licht von der Sonne und ist theoretisch daher nicht zu sehen. Der geometrische Kernschatten reicht bis in eine Entfernung von ca. 220 Erdradien (ca. 1,4 Mio km) Da das Sonnenlicht aber an der Erdatmosphäre gestreut wird und am Erdrand auch gebeugt wird, ist der tatsächlich völlig dunkle Schattenkegel nur ca. 40 Erdradien lang, also etwa 250.000 km.

Dadurch ergibt sich auch keine klar definierte Schattengrenze – siehe Bild 2.

Der Mond liegt in einer mittleren Entfernung von ca. 60 Erdradien, daher trifft ein kleiner Teil des Sonnenlichtes dennoch den Mond. Wie wir jeden Morgen und Abend sehen können, ist das Licht der auf- bzw. untergehenden Sonne rötlich verfärbt, da der blaue Anteil des Spektrums vom Wasserdampf und Staub in der irdischen Atmosphäre stärker absorbiert wird als das rötliche (langwelligere) Licht. Aus diesem Grund ist auch der verfinsterte Mond meist tiefrot verfärbt.

Bild 2, Totale Mondfinsternis vom 16.9.97, Bild: M. Nehonsky

Mondfinsternis vom 16.9.1997 (Mitte der Totalitätsphase), Bild: M. Nehonsky

Sonnenfinsternis

Jedes Monat (genau alle 29,53 Tage = synodischer Monat) läuft der Mond zwischen Erde und Sonne durch (=Konjunktion), doch nur in Ausnahmefällen tritt er dabei genau zwischen Erde und Sonne. Das liegt daran, weil die Mondbahn gegenüber der Erdbahn (=Ekliptik) um ca. 5,1 Grad geneigt ist. Bei einer Konjunktion steht der Mond daher meist etwas über- oder unterhalb der Sonne und der Mondschatten verfehlt die Erde. Kreuzt die Mondbahn aber während der Neumondphase die Ekliptik (=Knotenpunkt), so stehen die drei Körper - Sonne, Mond und Erde - auf einer Linie und der kegelförmige Mondschatten trifft die Erde.

Totale Sonnenfinsternis, Foto: M. Nehonsky

a Kernschatten b Halbschatten

Durch eine glückliche Fügung der Schöpfung sind der Mond und die Sonne von der Erde aus betrachtet nahezu gleich groß. Während die Sonne in Wirklichkeit einen Durchmesser von 1,4 Mio km hat, ist der Mond mit knapp 3500 km geradezu winzig, durch seine geringe Entfernung von der Erde erscheint er uns aber in gleicher Größe.

Leider sind die Verhältnisse nicht ganz so einfach. Wie bereits Kepler in seinen berühmten drei Gesetzen formuliert hat, sind die Bahnen der Planeten keine Kreise sondern Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht - respektive die Erde im Falle der Bahn unseres Mondes. Das führt dazu, dass die Entfernungen zwischen den Himmelskörpern nicht konstant sind. Damit verändert sich aber auch die scheinbare Größe der Himmelskörper während eines Umlaufs, und dies führt wieder zu unterschiedlichen Erscheinungsformen von Finsternissen.

Totale Sonnenfinsternis: Der Mond verdeckt zur Gänze die Sonne

Ringförmige Sonnenfinsternis:
Der Mond ist scheinbar kleiner als die Sonne, ein schmaler Ring der Sonne bleibt sichtbar.

In diesem Fall ist der Mond scheinbar kleiner als die Sonne und er ist damit nicht imstande die Sonne vollständig zu bedecken. Im zentralen Gebiet der Finsternis bleibt daher einer schmaler Ring rund um die unbeleuchtete Mondscheibe sichtbar. Obwohl es sich maximal um nur wenige Prozent der Sonnenfläche handelt, bleibt es relativ hell und die schönen Effekte einer Totalität, wie Protuberanzen, helle Sterne oder die hellen Planeten wie Venus, Jupiter etc. am Himmel bleiben unsichtbar. Trotzdem übt der schmale Sonnenring eine eigenartige Faszination aus.

Möglich ist auch eine Kombination aus ringförmiger und totaler Finsternis. Die Finsternis beginnt ringförmig und wechselt beim Schattenlauf über die Erdoberfläche in eine totale Phase (um möglicherweise wieder als ringförmige Finsternis zu enden)

Tatsächliche Größenverhältnisse:

Sonnendurchmesser in Abhängigkeit der Erdentfernung:
Erde im Perigäum (kleinste Sonnenentfernung) : 147,1 Mio.km Durchmesser : 32,53 Bogenminuten
Erde im Apogäum (größte Sonnenentfernung) : 152,1 Mio km Durchmesser : 31,47 Bogenminuten
Monddurchmesser in Abhängigkeit zur Erdentfernung:
Mond im Perigäum: 356.400 km Durchmesser : 33,53 Bogenminuten
Mond im Apogäum: 406.700 km Durchmesser : 29,23 Bogenminuten

Schwankung des scheinbaren Durchmessers von Sonne und Mond :

Häufigkeit von Finsternissen

Betrachtet man die gesamte Erde, so sind Sonnenfinsternisse deutlich häufiger als Mondfinsternisse (ca. 1,5 x). Für einen bestimmten Punkt auf der Erdoberfläche sind aber Mondfinsternisse häufiger. Dies liegt auch daran, dass Mondfinsternisse von jedem Punkt der Erdoberfläche (natürlich nur wo der Mond gerade über dem Horizont steht) beobachtet werden können, Sonnenfinsternisse aber nur für relativ kleine Bereiche auf der Erdoberfläche sichtbar sind.

Wie wir auf dem Bild sehen, kann der Mond für eine Sonnenfinsternis eine deutlich größere ekliptikale Breite einnehmen (ca.1,5 Grad) als für Mondfinsternisse (ca. 1 Grad).
In einem Jahr finden maximal 7 Finsternisse, davon 5 SF und 2 MF (oder 3 MF und 4 SF) statt. Minimal gibt es 2 Finsternisse, diese dann jedoch beide SF.

Die gleiche Mondphase kehrt nach einem synodischen Monat ( 29,53 Tage) wieder. Der Durchgang des Mondes durch den gleichen Knotenpunkt (auf- oder absteigend) findet alle 27,21 Tage statt (drakonitischer Monat). Da 223 synodische Monate etwa 242 drakonitischen Monaten entsprechen, wiederholen sich Finsternisse in fast identischen Punkten nach diesem Zeitraum (= 18 Jahre und 11 Tage resp. 10 Tage – Schaltjahre!!) . Diesen Zeitraum nennt man Saros-Zyklus. Er war bereits in der Antike bekannt und diente schon damals der Vorhersage von Finsternissen.

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