Verfinsterung - Astronomie.

Verfinsterung - Astronomie. 1 EINLEITUNG Verfinsterung, die Verdunkelung eines Himmelskörpers durch einen anderen, insbesondere der Sonne oder eines Trabanten. Es gibt zwei wichtige Formen von Verfinsterungen, die die Erde betreffen: die Mondfinsternis und die Sonnenfinsternis. Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Der Erdschatten verdunkelt dabei den Mond. Eine Sonnenfinsternis tritt auf, wenn der Mond sich zwischen Sonne und Erde befindet. In diesem Fall fällt der Schatten des Mondes auf die Erdoberfläche. Durchgänge (Astronomie) und Okkultationen sind im Prinzip ähnliche astronomische Phänomene. Bei diesen beiden Vorgängen sind allerdings die beteiligten Himmelskörper von geringerer Größe als Sonne, Erde oder Mond. 2 MONDVERFINSTERUNGEN Die von der Sonne erhellte Erde wirft einen langen, konischen Schatten in den Weltraum. An jedem Punkt innerhalb dieses Konus wird das Licht der Sonne vollständig verdunkelt. Um diesen Schattenkonus oder Kernschatten (Umbra) herum gibt es einen Teilschatten, der Halbschatten (Penumbra) genannt wird. Die durchschnittliche Länge der Umbra beträgt etwa 1 379 200 Kilometer. In einer Entfernung von 384 600 Kilometern, der durchschnittlichen Entfernung des Mondes von der Erde, hat die Umbra einen Durchmesser von etwa 9 170 Kilometern. Es kommt zu einer totalen Mondfinsternis, wenn der Mond vollständig in den Kernschatten eintaucht. Bewegt er sich direkt durch das Zentrum, ist er für zwei Stunden verdunkelt. Geht er nicht durch das Zentrum, ist die Zeit der totalen Finsternis kürzer. Wenn er sich nur an einem Ende des Schattens vorbeibewegt, kann die totale Mondfinsternis auch nur einen Augenblick dauern. Eine partielle Mondfinsternis tritt auf, wenn nur ein Teil des Mondes in den Kernschatten eintaucht und verdunkelt wird. Sie kann fast total sein, wenn ein großer Teil des Mondes verdunkelt ist. Von einer leichten oder geringfügigen Verfinsterung spricht man, wenn nur ein kleiner Teil des Erdschattens auf dem passierenden Mond zu sehen ist. Aus historischer Sicht war der runde Schatten der Erde, der sich entlang der Mondoberfläche vorwärts bewegte, der erste Hinweis auf die Form der Erde. 3 SONNENFINSTERNISSE Die Länge des Kernschattens des Mondes schwankt zwischen 367 000 und 379 800 Kilometern. Der Abstand zur Erde liegt zwischen 357 300 und 407 100 Kilometern. Zu totalen Sonnenfinsternissen kommt es, wenn der Kernschatten des Mondes auf die Erde fällt. Der Durchmesser der Umbra auf der Erdoberfläche ist nie größer als 268,7 Kilometer - z. B. lag der Durchmesser des Kernschattens bei der totalen Sonnenfinsternis 1999 bei 110 Kilometern. Die Breite des Halbschattens oder das Gebiet der partiellen Finsternis auf der Erdoberfläche beträgt etwa 4 800 Kilometer. Wenn Mond und Sonne so zueinander stehen, dass die Spitze der Umbra die Erde gerade nicht erreicht, kommt es zu einer ringförmigen Verfinsterung. In diesem Fall erscheint ein heller Ring der Sonne um die schwarze Scheibe des Mondes herum. Der Mondschatten bewegt sich entlang der Erdoberfläche in östlicher Richtung. Da die Erde sich auch ostwärts dreht, ist die Geschwindigkeit des Mondschattens entlang der Erde gleich der Geschwindigkeit des Mondes auf seiner Umlaufbahn minus der Geschwindigkeit der Erdumdrehung. Am Äquator beträgt die Geschwindigkeit des Schattens etwa 1 706 Kilometer pro Stunde. An den Polen beträgt sie ungefähr 3 380 Kilometer pro Stunde. Der Verlauf der totalen Sonnenfinsternis und deren Zeit können aus der Größe des Mondschattens und aus seiner Geschwindigkeit berechnet werden. Maximal kann eine totale Sonnenfinsternis 7,5 Minuten betragen. Derartige Verfinsterungen sind jedoch selten und finden nur einmal in mehreren tausend Jahren statt. Normalerweise ist eine totale Finsternis etwa drei Minuten lang. In Gebieten, die außerhalb des vom Kernschatten des Mondes erfassten Streifens, aber innerhalb des Halbschattens liegen, wird die Sonne nur teilweise verdunkelt, und es kommt zu einer partiellen Verfinsterung. Zu Beginn einer totalen Verfinsterung fängt der Mond etwa eine Stunde vorher an, sich scheinbar entlang der Sonnenscheibe zu bewegen. Die Leuchtkraft der Sonne nimmt allmählich ab. Bei totaler Finsternis (oder bei annähernder totaler Finsternis) ist sie nur noch so stark wie helles Mondlicht. Die Restleuchtkraft wird weitgehend von der Korona der Sonne erzeugt. Wenn die Oberfläche nur noch wie ein dünner Halbmond erscheint, wird die Korona sichtbar. Genau in dem Augenblick vor der totalen Verfinsterung blitzen leuchtende Lichtpunkte, die Bailysche Perlen genannt werden, in der Form eines Halbmondes auf. Diese Punkte werden dadurch verursacht, dass die Sonne durch Täler und Unregelmäßigkeiten an der Mondoberfläche hindurchscheint. Auch gegen Ende der totalen Verfinsterung (auch Auftauchen genannt) werden die Bailyschen Perlen sichtbar. Unmittelbar vor, nach und manchmal auch während der totalen Verfinsterung können schmale Streifen sich bewegender Schatten auf Objekten an der Erdoberfläche wahrgenommen werden. Für diese Schattenstreifen gibt es keine vollständige Erklärung, aber man nimmt an, dass sie durch die unregelmäßige Brechung des Lichtes in der Erdatmosphäre verursacht werden. Vor und nach der totalen Verfinsterung kann ein auf einem Berg oder in einem Flugzeug befindlicher Beobachter den Mondschatten wie einen flüchtigen Wolkenschatten entlang der Erdoberfläche ostwärts wandern sehen. 4 HÄUFIGKEIT VON VERFINSTERUNGEN Befände sich die Umlaufbahn der Erde, die Ekliptik, in der gleichen Ebene wie die Umlaufbahn des Mondes, würden in jedem Mondmonat zwei totale Verfinsterungen auftreten: eine Mondfinsternis bei jedem Vollmond und eine Sonnenfinsternis bei jedem Neumond. Die beiden Umlaufbahnen stehen jedoch schräg zueinander. Infolgedessen treten Verfinsterungen nur auf, wenn der Mond oder die Sonne nur wenige Grad von den zwei Punkten entfernt ist, an denen sich die Umlaufbahnen schneiden. Diese Punkte werden auch Knoten genannt. In bestimmten Abständen kehren sowohl die Sonne als auch der Mond zu der gleichen Stelle zurück. Dadurch treten Verfinsterungen in regelmäßigen Abständen auf. Dieser Zeitraum wird Saros- oder auch Chaldäische Periode genannt. Sie beträgt etwas mehr als 6 583,3 Tage oder etwa 18 Jahre und neun bis elf Tage und acht Stunden. Die jeweilige Periodendauer ist abhängig von der Anzahl der inzwischen stattfindenden Schaltjahre. Die Sarosperiode, die bereits im antiken Babylon bekannt war, entspricht fast genau 19-mal der Wiederkehr der Sonne zum gleichen Knoten, und 242-mal der Wiederkehr des Mondes zum gleichen Knoten (drakonitische Monate). Die Sarosperiode entspricht auch 223 synodischen Monaten. Die Differenz zwischen der Anzahl der Mondmonate und dem Passieren des Mondes ergibt sich daraus, dass die Knoten sich mit einer Geschwindigkeit von 19,5 Grad pro Jahr scheinbar westwärts verlagern. Eine Verfinsterung, die nach der Sarosperiode nochmals auftritt, ist ein Duplikat der vorangegangenen Verfinsterung und wird 120 Grad weiter westlich auf der Erdoberfläche sichtbar sein, da die Umdrehung der Erde innerhalb des Drittels eines Tages in diesem Zeitraum mit einberechnet ist. Die Häufigkeit eines nochmaligen Auftretens einer Verfinsterung beträgt beim Mond 48- oder 49-mal und bei der Sonne 68- bis 75mal. Während einer Sarosperiode finden etwa 70 Verfinsterungen statt, normalerweise 29 Mondfinsternisse und 41 Sonnenfinsternisse. Von den letztgenannten sind zehn total und 31 partiell. In einem Jahr finden mindestens zwei, maximal sieben und im Durchschnitt vier Verfinsterungen statt. Im 20. Jahrhundert haben 375 Verfinsterungen stattgefunden. Diese teilten sich in 228 Sonnenfinsternisse und 147 Mondfinsternisse auf. 5 DIE BEOBACHTUNG VON VERFINSTERUNGEN Viele astronomische Probleme können während einer Verfinsterung der Sonne untersucht werden. Dazu gehören die Größe und Zusammensetzung der Korona der Sonne und die Beugung von Lichtwellen, die wegen des Gravitationsfeldes der Sonne nahe an ihr vorbeiführen (siehe Relativität). Aufgrund der hohen Leuchtkraft der Sonnenscheibe und der durch die Sonne verursachten Erhellung der Erdatmosphäre sind Beobachtungen der Korona nur während einer Sonnenfinsternis möglich. Mit dem Koronographen, einem photographischen Teleskop, wird die unmittelbare Beobachtung des Randes der Sonnenscheibe zu jeder Zeit möglich. Heutzutage sind wissenschaftliche Untersuchungen von Sonnenfinsternissen von hohem Wert, besonders wenn der Verlauf der Verfinsterung große Landstriche überquert. Ein Netz von speziellen Observatorien liefert genügend Daten. Aus diesen Daten lassen sich Informationen entnehmen, wie z. B. kleinste Schwankungen der Sonne das Wetter auf der Erde beeinflussen können. Siehe auch Astronomie Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.