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Schwarze Sonne – Roter Mond - Kleinmaeusiges.de

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Himmelsmechanik Teil 2 - Finsternisse<br />

<strong>Schwarze</strong> <strong>Sonne</strong> <strong>–</strong> <strong>Roter</strong> <strong>Mond</strong><br />

08.07.2009 Folie 1<br />

Ablauf<br />

1. Abend Thema „Bewegungen“<br />

2. Abend Thema „Finsternisse“<br />

3. Abend Thema „Sterne und Sternbil<strong>de</strong>r“<br />

4. Abend Gemeinsame Beobachtung<br />

Achtung!<br />

Treffpunkt an einem gemeinsam abgesprochenen Platz. Absprache am 3. Abend!<br />

Dauer solange Lust und Interesse vorhan<strong>de</strong>n!<br />

Unterstützung mit leistungsfähigen Teleskopen und Kollegen aus Laupheim!<br />

Warme Winterbekleidung ist dringen empfohlen!<br />

Termin fin<strong>de</strong>t nur bei klarem Wetter und gute Sicht statt. Ansonsten Ausweichtermin!<br />

Private Ferngläser, Fernrohre, Teleskope und optische Instrumente können mitgebracht<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

<strong>Mond</strong><br />

08.07.2009 Folie 2


Der <strong>Mond</strong> <strong>–</strong> „die <strong>Sonne</strong> <strong>de</strong>r Nacht“<br />

08.07.2009 Folie 3<br />

Der <strong>Mond</strong> <strong>–</strong> Teil 2<br />

<strong>Mond</strong>bahn<br />

Der <strong>Mond</strong> umkreist die Er<strong>de</strong><br />

auf einer elliptische Bahn<br />

Bahnneigung<br />

Die Ebene <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>bahn ist gegen die<br />

<strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> (Ekliptik) um 5,145° geneigt.<br />

Die Ekliptik ist die Ebene <strong>de</strong>s<br />

<strong>Sonne</strong>nsystems auf <strong>de</strong>r sich auch alle<br />

Bahnen unserer Planeten befin<strong>de</strong>n.<br />

Die Durchgänge <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es durch die<br />

Bahnebene <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> (die Ekliptik) nennt<br />

man <strong>Mond</strong>knoten (o<strong>de</strong>r<br />

Drachenpunkte), wobei <strong>de</strong>r<br />

aufsteigen<strong>de</strong> Knoten <strong>de</strong>n Eintritt in die<br />

Nord-, <strong>de</strong>r absteigen<strong>de</strong> <strong>de</strong>n in die<br />

Südhemisphäre beschreibt.<br />

08.07.2009 Folie 4<br />

Folie 18


Die Entstehung <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>phasen -1/3 -<br />

Als <strong>Mond</strong>phasen bezeichnet man die wechseln<strong>de</strong>n Lichtgestalten <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es auf seiner Bahn um die Er<strong>de</strong>.<br />

Man unterschei<strong>de</strong>t landläufig Vollmond, abnehmen<strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>, Neumond und zunehmen<strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>.<br />

Je nach Stellung <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es, <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> und <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> zueinan<strong>de</strong>r sind von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> aus verschie<strong>de</strong>ne<br />

Beleuchtungswinkel <strong>de</strong>s Erdtrabanten durch die <strong>Sonne</strong> zu beobachten. Diese verursachen die wechseln<strong>de</strong>n<br />

Gestalten <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es am Himmel.<br />

08.07.2009 Folie 5<br />

Neumond, Vollmond und die bei<strong>de</strong>n Halbmon<strong>de</strong> bezeichnet man als Hauptphasen. -2/3 -<br />

Vollmondstellung <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es<br />

» Der <strong>Mond</strong> ist von <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> aus gesehen hinter<br />

<strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> und von je<strong>de</strong>m Platz auf <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> die<br />

gesamte Nacht zu beobachten.<br />

Wenn die <strong>Sonne</strong> unter geht, geht <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> auf!<br />

Neumondstellung <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es<br />

» Der <strong>Mond</strong> befin<strong>de</strong>t sich von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> aus<br />

gesehen vor <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> und ist nicht zu<br />

beobachten. Er geht mit <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> auf und unter!<br />

08.07.2009 Folie 6


Die vier Hauptphasen <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es -3/3 -<br />

„1. Viertel“<br />

Wenn die <strong>Sonne</strong> unter geht,<br />

steht <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> im Zenit!<br />

Der <strong>Mond</strong> geht erst 6 Stun<strong>de</strong>n<br />

nach <strong>Sonne</strong>nuntergang auf!<br />

„Vollmond“<br />

„letztes Viertel“ „Neumond“<br />

08.07.2009 Folie 7<br />

Der Erdschein (Aschgraues <strong>Mond</strong>licht)<br />

Erdschein, Erdlicht o<strong>de</strong>r aschgraues <strong>Mond</strong>licht nennt man das <strong>Sonne</strong>nlicht, das von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> auf die von<br />

<strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> unbeleuchteten Seite <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es reflektiert wird. Dadurch wird <strong>de</strong>ssen dunkle Seite fahl<br />

beleuchtet. Es ist also durch die Er<strong>de</strong> auf <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> reflektiertes <strong>Sonne</strong>nlicht!<br />

Rund um Neumond strahlt auf <strong>de</strong>m <strong>Mond</strong> eine Voller<strong>de</strong> vom Himmel.<br />

Dank dieses Erdscheins ist auf <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> nicht nur die <strong>Mond</strong>sichel zu sehen. Auch die dunkle Seite <strong>de</strong>s<br />

<strong>Mond</strong>es hebt sich fahl, aber <strong>de</strong>utlich gegen <strong>de</strong>n Himmel ab.<br />

08.07.2009 Folie 8<br />

Wenn die <strong>Sonne</strong> unter geht,<br />

geht <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> auf!<br />

Der <strong>Mond</strong> geht mit <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong><br />

auf und unter!<br />

1 Tag nach Neumond<br />

Aschgraues <strong>Mond</strong>licht


Libration<br />

Mit Libration bezeichnet man eine scheinbare<br />

Taumelbewegung <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es. Auch an<strong>de</strong>re<br />

Himmelskörper, wie z.B. Titan besitzen eine<br />

Libration.<br />

Die Libration in Länge zeigt sich als seitliche<br />

Drehung von maximal 7,9 Grad und entsteht vor<br />

allem durch die leicht elliptische Umlaufbahn<br />

<strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es.<br />

Für die Libration in Breite ist die Neigung <strong>de</strong>r<br />

<strong>Mond</strong>achse gegenüber <strong>de</strong>r Ekliptik (Ebene <strong>de</strong>r<br />

Erdumlaufbahn) verantwortlich. Er beträgt 6,7<br />

Grad und bewirkt ein scheinbares vertikales<br />

Kippen <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es, so dass man über seine Pole<br />

hinweg sehen kann.<br />

Ein weiterer Einfluss ist die Taumelbewegung<br />

<strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>achse.<br />

Der <strong>Mond</strong> befin<strong>de</strong>t sich in einer gebun<strong>de</strong>nen<br />

Rotation mit <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>, das heißt, er dreht sich<br />

während eines Umlaufs um die Er<strong>de</strong> auch einmal<br />

um seine Achse. Deshalb wen<strong>de</strong>t er uns im<br />

Prinzip immer dieselbe Seite zu. Durch die<br />

Libration in Länge und Breite können wir im<br />

Laufe eines Monats von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> aus 59% <strong>de</strong>r<br />

<strong>Mond</strong>oberfläche sehen.<br />

Libration - Die Animation zeigt eine Reihe von<br />

simulierten <strong>Mond</strong>beobachtungen über <strong>de</strong>n Zeitraum<br />

eines Monats, was einer täglichen Aufnahme <strong>de</strong>s<br />

<strong>Mond</strong>es zur i<strong>de</strong>ntischen Tageszeit entspricht. Daneben<br />

sind auch die <strong>Mond</strong>phasen sowie Erdnähe und -ferne<br />

als Größenschwankung zu beobachten.<br />

08.07.2009 Folie 9<br />

<strong>Mond</strong> versus <strong>Sonne</strong><br />

Die optische Größe <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es am Himmel entspricht in etwa <strong>de</strong>r optischen Größe <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>.<br />

08.07.2009 Folie 10


<strong>Sonne</strong>nfinsternisse<br />

Partielle <strong>Sonne</strong>nfinsternis 3. Oktober 2005<br />

08.07.2009 Folie 11<br />

Die <strong>Sonne</strong>nfinsternis am 8. Juli 1842<br />

„Es gibt Dinge, die man fünfzig Jahre weiß, und im einundfünfzigsten erstaunt man über die<br />

Schwere und Furchtbarkeit ihres Inhaltes. So ist es mir mit <strong>de</strong>r totalen <strong>Sonne</strong>nfinsternis ergangen,<br />

welche wir in Wien am 8. Juli 1842 in <strong>de</strong>n frühesten Morgenstun<strong>de</strong>n bei <strong>de</strong>m günstigsten<br />

Himmel erlebten.<br />

Aber, da sie nun wirklich eintraf, da ich auf einer Warte hoch über <strong>de</strong>r ganzen Stadt stand und<br />

die Erscheinung mit eigenen Augen anblickte, da geschahen freilich ganz an<strong>de</strong>re Dinge, an die<br />

ich we<strong>de</strong>r wachend noch träumend gedacht hatte, an die keiner <strong>de</strong>nkt, <strong>de</strong>r das Wun<strong>de</strong>r nicht<br />

gesehen.<br />

Nie und nie in meinem ganzen Leben war ich so erschüttert, von Schauer und Erhabenheit so<br />

erschüttert, wie in diesen zwei Minuten, es war nicht an<strong>de</strong>rs, als hätte Gott auf einmal ein<br />

<strong>de</strong>utliches Wort gesprochen und ich hätte es verstan<strong>de</strong>n. Ich stieg von <strong>de</strong>r Warte herab, wie vor<br />

tausend und tausend Jahren etwa Moses von <strong>de</strong>m brennen<strong>de</strong>n Berge herabgestiegen sein<br />

mochte, verwirrten und betäubten Herzens. „<br />

» Mit diesen Worten beschreibt Adalbert Stifter die totale <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

welche er 1842 in Wien erlebte.<br />

Adalbert Stifter<br />

08.07.2009 Folie 12


Schon seit Urzeiten hat <strong>de</strong>r Mensch einen beson<strong>de</strong>ren Bezug zur <strong>Sonne</strong>!<br />

Die <strong>Sonne</strong><br />

08.07.2009 Folie 13<br />

Finsternisse in frühen Hochkulturen -1/2 -<br />

Die <strong>Sonne</strong> spielte eine große Rolle in <strong>de</strong>r Religion von antiken<br />

Hochkulturen. Die <strong>Sonne</strong> spen<strong>de</strong>t Licht und ermöglicht das Leben.<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternisse wur<strong>de</strong>n immer als plötzliches, unerwartetes<br />

Verschwin<strong>de</strong>n <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> betrachtet für die die damaligen Menschen<br />

einen Grund suchten.<br />

Bei <strong>de</strong>n Azteken erzürnte <strong>de</strong>r Gott Huitzilopochtli Menschenopfer.<br />

In Indien war es <strong>de</strong>r Dämon Rahu welcher die <strong>Sonne</strong> vertilgt.<br />

In Babylon glaubte man <strong>de</strong>r Drache Tiamat verschlinge die <strong>Sonne</strong>.<br />

08.07.2009 Folie 14


Um so wichtiger war es in <strong>de</strong>n alten Kulturen einen Weg zu fin<strong>de</strong>n diese Finsternisse vorherzusagen um<br />

darauf vorbereitet zu sein.<br />

In China hatten die Hofastronomen Hi und Ho die Aufgabe die Finsternisse vorherzusagen damit die<br />

Menschen mit lauten Bebrüll <strong>de</strong>n Himmlesdrachen welcher die <strong>Sonne</strong> verschluckte wie<strong>de</strong>r vertreiben<br />

konnten.<br />

Am 22. Oktober 2137 v.Chr. wur<strong>de</strong>n die Hofastronomen Hi und Ho hingerichtet, weil sie „ihre Tugen<strong>de</strong>n<br />

vergaßen … und sich unor<strong>de</strong>ntlich <strong>de</strong>m Wein hinhaben“ und vergaßen, eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

vorherzusagen.<br />

Hi und Ho<br />

-2/2 -<br />

08.07.2009 Folie 15<br />

Bedingungen für eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis -1/6 -<br />

Neumondstellung<br />

Eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis kann nur bei Neumond entstehen.<br />

» Der <strong>Mond</strong> steht zwischen <strong>Sonne</strong> und Er<strong>de</strong>.<br />

Nur so ist es möglich das <strong>de</strong>r Schatten <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es die Er<strong>de</strong> trifft.<br />

08.07.2009 Folie 16


Warum gibt es nicht je<strong>de</strong>n Monat eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis?<br />

Die <strong>Mond</strong>bahn ist gegenüber <strong>de</strong>r Erdbahn geneigt um 5,145° geneigt (Bahnneigung)<br />

Der Schatten <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es verfehlt die Er<strong>de</strong> oberhalb o<strong>de</strong>r unterhalb.<br />

Ekliptik<br />

Ekliptik<br />

<strong>Mond</strong> verfehlt Er<strong>de</strong> oberhalb<br />

<strong>Mond</strong> verfehlt Er<strong>de</strong> unterhalb<br />

-2/6 -<br />

08.07.2009 Folie 17<br />

Knotenpunkte (Drachenpunkte) zeigen bei Neumond genau auf die <strong>Sonne</strong> -3/6 -<br />

Die Durchgänge <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es durch die<br />

Bahnebene <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> (die Ekliptik) nennt man<br />

<strong>Mond</strong>knoten (o<strong>de</strong>r Drachenpunkte), wobei <strong>de</strong>r<br />

aufsteigen<strong>de</strong> Knoten <strong>de</strong>n Eintritt in die Nord-, <strong>de</strong>r<br />

absteigen<strong>de</strong> <strong>de</strong>n in die Südhemisphäre<br />

beschreibt.<br />

Die Knotenpunkte (Drachenpunkte) wan<strong>de</strong>rn<br />

je<strong>de</strong>s Jahr rückläufig um 19,3° in <strong>de</strong>r Ekliptik<br />

weiter.<br />

» Eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis kann nur dann<br />

stattfin<strong>de</strong>n, wenn ein Knotenpunkt bei<br />

Neumondstellung zur <strong>Sonne</strong> zeigt.<br />

In <strong>de</strong>r Astronomie spricht man hier auch von <strong>de</strong>m<br />

Saros Zyklus: Nach 18,6 Jahren ergibt sich<br />

wie<strong>de</strong>r die gleiche Konstellation und die gleich<br />

Abfolge <strong>de</strong>r Finsternisse.<br />

Der Saros Zyklus war die Grundlage <strong>de</strong>r<br />

Vorhersage von <strong>Sonne</strong>nfinsternissen früher<br />

Kulturen.<br />

Folie 4<br />

08.07.2009 Folie 18


Warum kann <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> die <strong>Sonne</strong> genau be<strong>de</strong>cken? -4/6 -<br />

Der <strong>Sonne</strong>ndurchmesser ist ungefähr 400 mal größer als<br />

<strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>durchmesser.<br />

Die <strong>Sonne</strong> ist ungefähr 400 mal weiter entfernt als <strong>de</strong>r<br />

<strong>Mond</strong>.<br />

Bei<strong>de</strong>r Himmelskörper erscheinen am Himmel gleich groß.<br />

Die Entfernungen von Er<strong>de</strong>-<strong>Sonne</strong> und Er<strong>de</strong>-<strong>Mond</strong><br />

schwanken.<br />

Eine totale <strong>Sonne</strong>nfinsternis ist nur möglich wenn <strong>de</strong>r<br />

<strong>Mond</strong> nahe an <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> steht und <strong>de</strong>swegen die<br />

<strong>Mond</strong>scheibe scheinbar größer ist als die <strong>Sonne</strong>nscheibe.<br />

Es gibt zwei Extremsituationen für die Positionen Er<strong>de</strong>-<br />

<strong>Sonne</strong> und Er<strong>de</strong>-<strong>Mond</strong>:<br />

[1] Er<strong>de</strong> im Perihel (<strong>Sonne</strong>nnähe = <strong>Sonne</strong> groß) und <strong>Mond</strong><br />

im Apogäum (<strong>Mond</strong>ferne = <strong>Mond</strong> klein)<br />

» Der kleine <strong>Mond</strong> kann die große <strong>Sonne</strong> nicht<br />

vollständig be<strong>de</strong>cken, es gibt eine ringförmige<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis.<br />

[2] Er<strong>de</strong> im Aphel (<strong>Sonne</strong>nferne = <strong>Sonne</strong> klein) und <strong>Mond</strong><br />

im Perigäum (<strong>Mond</strong>nähe = <strong>Mond</strong> groß)<br />

» Der große <strong>Mond</strong> kann die große <strong>Sonne</strong> vollständig<br />

be<strong>de</strong>cken, es gibt eine totale <strong>Sonne</strong>nfinsternis.<br />

~½ °<br />

Ringförmige <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

08.07.2009 Folie 19<br />

Der eigene Standort ist wichtig!<br />

-5/6 -<br />

Da die <strong>Sonne</strong> keine punktförmige Lichtquelle ist, ist während einer totalen <strong>Sonne</strong>nfinsternis nur in einem<br />

relativ kleinen Gebiet, <strong>de</strong>m sog. Kernschatten eine völlige Ab<strong>de</strong>ckung <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> zu beobachten. Dieser<br />

hat einen Durchmesser von maximal 265 Kilometern, ist in <strong>de</strong>n allermeisten Fällen aber wesentlich<br />

schmaler. In Gebieten nördlich und südlich von diesem Kernschattengebiet kann man hingegen nur eine<br />

partielle <strong>Sonne</strong>nfinsternis beobachten.<br />

Die sichtbare Zeit <strong>de</strong>r Totalität hängt für <strong>de</strong>n Beobachter von folgen<strong>de</strong>n Faktoren ab:<br />

Die Position in Bezug zur Zentrallinie - je näher <strong>de</strong>r Beobachter zur Zentrallinie steht, <strong>de</strong>sto länger ist die<br />

Sichtbarkeit.<br />

Die Position im Verlauf <strong>de</strong>s Finsternispfa<strong>de</strong>s über die Er<strong>de</strong> - fin<strong>de</strong>t die Beobachtung am Morgen o<strong>de</strong>r am<br />

Abend (= Beginn o<strong>de</strong>r En<strong>de</strong> <strong>de</strong>s Finsternispfa<strong>de</strong>s) statt, ist die Sichtbarkeit ebenfalls <strong>de</strong>utlich kürzer als am<br />

Mittag (= maximale Verfinsterung).<br />

Das Verhältnis <strong>de</strong>r scheinbaren Größe<br />

von <strong>Mond</strong>- und <strong>Sonne</strong>nscheibe. Die<br />

<strong>Mond</strong>scheibe muss min<strong>de</strong>stens 100 %<br />

<strong>de</strong>r Größe <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>nscheibe haben,<br />

um überhaupt eine totale Finsternis zu<br />

sehen - maximal möglich sind 108 %.<br />

Je höher dieser Wert ist, <strong>de</strong>sto länger ist<br />

die Finsternis. Die längste theoretisch<br />

mögliche Finsternis dauert 7 Minuten<br />

und 42 Sekun<strong>de</strong>n.<br />

08.07.2009 Folie 20


Warum sieht man nicht je<strong>de</strong> <strong>Sonne</strong>nfinsternis total? -6/6 -<br />

Es gibt <strong>de</strong>n Kernschatten und <strong>de</strong>n Halbschatten.<br />

Im Kernschatten sieht man eine totale Finsternis.<br />

Im Halbschatten sieht man eine partielle o<strong>de</strong>r ringförmige Finsternis.<br />

Eine partielle <strong>Sonne</strong>finsternis ist auch dann zu beobachten, wenn <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> nicht genau in einem<br />

Knotenpunkt zwischen <strong>Sonne</strong> und Er<strong>de</strong> steht. Der Kernschatten verfehlt die Er<strong>de</strong>. Auf <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> ist nur <strong>de</strong>r<br />

Halbschatten zu beobachten.<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis 29.03.2006<br />

08.07.2009 Folie 21<br />

Welche Arten von Finsternissen gibt es? -1/6 -<br />

Ringförmige <strong>Sonne</strong>nfinsternis (Extremfall 1)<br />

Die Er<strong>de</strong> steht am sonnenächsten Punkt (4. Januar) und <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> am erdfernsten Punkt.<br />

Durchmesser <strong>Sonne</strong> 33‘, Durchmesser <strong>Mond</strong> 29‘.<br />

Es ist keine volle Be<strong>de</strong>ckung <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> durch <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> möglich.<br />

Zu beobachten ist eine ringförmige <strong>Sonne</strong>nfinsternis.<br />

Ringförmige <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

08.07.2009 Folie 22


-2/6 -<br />

Dennis Mammana (Skyscapes)<br />

08.07.2009 Folie 23<br />

Partielle <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

Der Beobachter befin<strong>de</strong>t sich nicht in <strong>de</strong>r Totalitätszone o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>r Kernschatten verfehlt die Er<strong>de</strong>.<br />

Partielle <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

-3/6 -<br />

08.07.2009 Folie 24


© Stefan Seip<br />

-4/6 -<br />

08.07.2009 Folie 25<br />

Maximale totale <strong>Sonne</strong>nfinsternis (Extremfall 2)<br />

Die Er<strong>de</strong> steht am sonnenfernsten Punkt (4. Juni) und <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> am erdnächsten Punkt.<br />

Durchmesser <strong>Sonne</strong> 31,5‘, Durchmesser <strong>Mond</strong> 33,5‘.<br />

Der <strong>Mond</strong> be<strong>de</strong>ckt die <strong>Sonne</strong> für die maximale Finsterniszeit von 7min 31sec.<br />

Diese Zeit wur<strong>de</strong> zuletzt mit >7min 1973 in Kenia erreicht. Das nächste Mal erst im Jahr 2132.<br />

Totale <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

-5/6 -<br />

08.07.2009 Folie 26


-6/6 -<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis 29.03.2006 © Manfred Konrad<br />

08.07.2009 Folie 27<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternisse von 2001-2020<br />

08.07.2009 Folie 28


Beispiel <strong>Sonne</strong>nfinsternis vom 29.03.2006 -1/2 -<br />

Globaler Bahnverlauf<br />

08.07.2009 Folie 29<br />

Bahnverlauf über <strong>de</strong>r Türkei<br />

-2/2 -<br />

08.07.2009 Folie 30


Der Ablauf einer <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

Beim 1. Kontakt berührt <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>rand die <strong>Sonne</strong>.<br />

Mit Fortschreiten <strong>de</strong>r Finsternis wird die <strong>Sonne</strong><br />

zunehmend vom <strong>Mond</strong> be<strong>de</strong>ckt.<br />

Mit <strong>de</strong>m 2. Kontakt beginnt die Totalität. Der<br />

<strong>Mond</strong> be<strong>de</strong>ckt die <strong>Sonne</strong> vollständig.<br />

Das Maximum <strong>de</strong>r Totalität ist zu sehen. Die<br />

Korona wird sichtbar.<br />

Mit <strong>de</strong>m 3. Kontakt en<strong>de</strong>t die Totalität. Das erste<br />

<strong>Sonne</strong>nlicht ist wie<strong>de</strong>r zu sehen.<br />

Der <strong>Mond</strong> gibt wie<strong>de</strong>r mehr und mehr <strong>de</strong>r<br />

<strong>Sonne</strong>nscheibe frei.<br />

Mit <strong>de</strong>m 4. Kontakt verlässt <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>rand die<br />

<strong>Sonne</strong>nscheibe.<br />

08.07.2009 Folie 31<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis 1999, aufgenommen von <strong>de</strong>r<br />

Raumstation MIR.<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis über <strong>de</strong>r Türkei<br />

08.07.2009 Folie 32


Was kann während einer <strong>Sonne</strong>nfinsternis beobachtet wer<strong>de</strong>n? -1/6 -<br />

Fliegen<strong>de</strong> Schatten<br />

Beson<strong>de</strong>rs faszinierend ist die Beobachtung einer totalen<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis. Nicht nur wegen ihres hohen Seltenheitswertes<br />

über einem bestimmten Gebiet, son<strong>de</strong>rn auch wegen <strong>de</strong>r<br />

beeindrucken<strong>de</strong>n Lichtverhältnisse zählt sie zu <strong>de</strong>n<br />

eindrucksvollsten Naturphänomenen überhaupt.<br />

Etwa eine Minute, bevor die <strong>Sonne</strong> durch <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> komplett<br />

verfinstert ist, schmilzt die schmale, nach wie vor gleißend helle<br />

<strong>Sonne</strong>nsichel mehr und mehr zusammen.<br />

Gelegentlich können in diesem Moment - je nach atmosphärischen<br />

Bedingungen - "fliegen<strong>de</strong> Schatten" beobachtet wer<strong>de</strong>n, durch<br />

Luftflimmern verursachte Schlieren und Bän<strong>de</strong>r, die über <strong>de</strong>n<br />

Bo<strong>de</strong>n huschen.<br />

08.07.2009 Folie 33<br />

Der Lochblen<strong>de</strong>n-Effekt<br />

Die Lichtverän<strong>de</strong>rung in <strong>de</strong>r Natur ist während einer totalen<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis einzigartig.<br />

Schon ab hochprozentiger partieller Finsternis nimmt das Licht eine<br />

unnatürliche bleifarbene Tönung an.<br />

Schatten wer<strong>de</strong>n auf einmal konturreicher, und im Schatten von<br />

Bäumen und Sträuchern bil<strong>de</strong>n sich durch <strong>de</strong>n sogenannten<br />

Lochblen<strong>de</strong>n-Effekt (Camera Obscura) hun<strong>de</strong>rtfach<br />

<strong>Sonne</strong>nsichelchen und Lichtkringel auf <strong>de</strong>m Bo<strong>de</strong>n (Fliegen<strong>de</strong><br />

Schatten o<strong>de</strong>r Tanzen<strong>de</strong> Schatten).<br />

Oft tritt ein böiger Finsterniswind auf, <strong>de</strong>r <strong>de</strong>n dramatischen<br />

Moment kurz vor <strong>de</strong>m Finsternishöhepunkt fühlbar verstärkt. Die<br />

Temperatur fällt ebenfalls um mehrere Grad.<br />

<strong>Sonne</strong>nsicheln<br />

-2/6 -<br />

Lichtkringel durch das Blätterwerk<br />

eines Baumes<br />

08.07.2009 Folie 34


Berge und Täler<br />

Während <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>rand über die <strong>Sonne</strong> wan<strong>de</strong>rt heben sich beson<strong>de</strong>rs die Berge und Täler als<br />

schroffe Felsformationen vor <strong>de</strong>m hellen <strong>Sonne</strong>nhintergrund ab.<br />

Diese sind gut mit einem stärkeren Feldstecher o<strong>de</strong>r mit einem Teleskop zu beobachten.<br />

Achtung!! Beobachtung nur mit zugelassenen <strong>Sonne</strong>schutzfolien, geschützten Augen und<br />

geschützter Optik!<br />

-3/6 -<br />

08.07.2009 Folie 35<br />

Das Perlschnur-Phänomen<br />

Unmittelbar vor <strong>de</strong>m 2. Kontakt erscheint das Perlschnur-Phänomen.<br />

Die Bailyschen Perlen (engl. Baily’s Beads), auch Perlschnur-Phänomen genannt, sind ein optisches<br />

Phänomen, das bei einer totalen o<strong>de</strong>r ringförmigen <strong>Sonne</strong>nfinsternis beobachtet wer<strong>de</strong>n kann.<br />

Das Phänomen wird durch die Unebenheit <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>oberfläche verursacht. Kurz vor und nach <strong>de</strong>r<br />

Totalität leuchtet die <strong>Sonne</strong> durch die Täler zwischen <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong>bergen hindurch. Für einige Sekun<strong>de</strong>n<br />

erscheinen Lichtpunkte am <strong>Mond</strong>rand, die wie Perlen an einer Schnur aufgereiht sind.<br />

-4/6 -<br />

Bailysche Perlen<br />

08.07.2009 Folie 36


Der Diamantring<br />

Noch bevor die Totalität da ist, kann man bereits<br />

die innere <strong>Sonne</strong>nkorona erkennen.<br />

Wenn <strong>de</strong>r letzte <strong>Sonne</strong>nstrahl durch ein o<strong>de</strong>r<br />

mehrere <strong>Mond</strong>täler erlischt, spricht man vom<br />

Diamantringeffekt (engl. Baily's beads) o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>r<br />

Diamantkette.<br />

Erst wenn dieser Effekt vorbei ist, entfaltet sich<br />

die <strong>Sonne</strong>nkorona um die dunkle <strong>Mond</strong>scheibe<br />

herum in voller Pracht. Je nach <strong>Sonne</strong>naktivität<br />

erscheint die Form <strong>de</strong>r Korona eher gleichmäßig<br />

(Maximum) o<strong>de</strong>r länglich (Minimum).<br />

Der Diamantring<br />

-5/6 -<br />

08.07.2009 Folie 37<br />

Während <strong>de</strong>r Totalität<br />

Während <strong>de</strong>r Totalität lässt sich die Korona (lat. Krone) <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong><br />

beobachten. Sie ist die äußerste Schicht <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>natmosphäre.<br />

Die Chromosphäre wird sichtbar. Sie bil<strong>de</strong>t einen rötlichen<br />

Lichtsaum.<br />

Protuberanzen sind zu erkennen.<br />

Bei 3. und 4. Kontakt läuft alles in gleicher Reihenfolge nur<br />

rückwärts ab.<br />

Protuberanzen<br />

Korona<br />

Chromosphäre<br />

-6/6 -<br />

08.07.2009 Folie 38


Die Totalität<br />

Die Korona (lat. Krone), die äußerste Schicht <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>natmosphäre wird sichtbar.<br />

Die <strong>Sonne</strong> hat einen 11-jährigen Zyklus von <strong>Sonne</strong>naktivitätsmaximum und<br />

<strong>Sonne</strong>naktivitäsminimum.<br />

Man unterschei<strong>de</strong>t Mimimum-Korona und Maximum-Korona.<br />

2006 war eine Minimum-Korona welche auch als Engelsschwingen bezeichnet wird.<br />

Maximum-Korona 1999 Minimum-Korona<br />

08.07.2009 Folie 39<br />

Warten auf das große Ereignis und führen von Fachgesprächen unter Amateurastronomen <strong>–</strong> Sofi März 2006<br />

08.07.2009 Folie 40


Wenn es dann soweit ist <strong>–</strong> Sofi März 2006<br />

08.07.2009 Folie 41<br />

Achtung <strong>–</strong> wichtige Hinweise zur Beobachtung !!!!<br />

Bei falscher und unsachgemäßer Beobachtung<br />

<strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> sind unheilbare Augenschä<strong>de</strong>n<br />

möglich!<br />

Ein langer Blick mit bloßem Auge in die <strong>Sonne</strong><br />

verursacht Augenschä<strong>de</strong>n. !! Nicht gegen <strong>de</strong>n<br />

natürlichen Reflex ankämpfen!!<br />

Zwingen Sie sich nicht zu einem Blick in die<br />

<strong>Sonne</strong>.<br />

Verwen<strong>de</strong>n Sie ausschließlich spezielle für die<br />

<strong>Sonne</strong>nbeobachtung zertifizierte <strong>Sonne</strong>nbrillen<br />

o<strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>nschutzfolien.<br />

Bei <strong>de</strong>r Verwendung von Optiken (Ferngläser,<br />

Fotoapparate, Teleskope) wird die Energie im<br />

Auge nochmals gebün<strong>de</strong>lt.<br />

Das Auge ist in Sekun<strong>de</strong>nbruchteilen geschädigt<br />

o<strong>de</strong>r zerstört.<br />

Häufig ist direkte Erblindung die Folge.<br />

Verwen<strong>de</strong>n Sie immer einen speziellen<br />

<strong>Sonne</strong>nfilter VOR <strong>de</strong>r Optik!<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternisbrille<br />

08.07.2009 Folie 42


Fotografie einer <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

Sinnvoll ist die Fotografie einer <strong>Sonne</strong>nfinsternis erst mit Brennweiten zwischen 500 und 2000 mm bei<br />

chemischer Fotografie sowie ~ ungefähr 300 <strong>–</strong> 1250 mm Brennweite bei digitaler Fotografie.<br />

08.07.2009 Folie 43<br />

<strong>Mond</strong>finsternisse<br />

Totale <strong>Mond</strong>finsternis<br />

08.07.2009 Folie 44


Bedingungen für eine <strong>Mond</strong>finsternis -1/5 -<br />

Vollmondstellung<br />

Zu einer <strong>Mond</strong>finsternis kommt es nur wenn Vollmondstellung ist.<br />

» Der <strong>Mond</strong> steht auf <strong>de</strong>r gegenüberliegen<strong>de</strong>n Seite <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> im Schatten <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>.<br />

Nur so ist es möglich das <strong>de</strong>r Schatten <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> trifft.<br />

08.07.2009 Folie 45<br />

Knotenpunkte (Drachenpunkte) zeigen bei Vollmond genau von <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> weg -2/5 -<br />

Der <strong>Mond</strong> muss sich ausreichend nahe<br />

am <strong>Mond</strong>knoten befin<strong>de</strong>t, an <strong>de</strong>m die<br />

<strong>Mond</strong>bahn die Ekliptik schnei<strong>de</strong>t.<br />

Eine <strong>Mond</strong>finsternis gibt es daher nur<br />

zwei Mal im Jahr, selten drei mal:<br />

Das Zeitintervall zwischen zwei<br />

Durchgängen <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> durch<br />

<strong>de</strong>nselben <strong>Mond</strong>knoten bezeichnet<br />

man als Finsternis-Jahr. Es dauert etwa<br />

346 Tage und gibt <strong>de</strong>n Rhythmus an, in<br />

<strong>de</strong>m sich <strong>Mond</strong>finsternisse in einer<br />

Sarosperio<strong>de</strong> wie<strong>de</strong>rholen.<br />

08.07.2009 Folie 46


-3/5 -<br />

Nur an <strong>de</strong>n Punkten 1 und 4 kann eine <strong>Mond</strong>finsternis entstehen, bei 2 und 3 eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis. An allen<br />

an<strong>de</strong>ren Positionen zieht <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> über o<strong>de</strong>r unter <strong>de</strong>r Ekliptik vorbei.<br />

08.07.2009 Folie 47<br />

Der eigene Standort ist unwichtig!<br />

-4/5 -<br />

Im Unterschied zur <strong>Sonne</strong>nfinsternis ist eine <strong>Mond</strong>finsternis von je<strong>de</strong>m Ort <strong>de</strong>r Nachtseite <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> aus<br />

zu sehen und sieht auch überall gleich aus; eine totale <strong>Mond</strong>finsternis ist also für je<strong>de</strong>n Betrachter total.<br />

Deswegen kann man eine <strong>Mond</strong>finsternis häufiger beobachten als eine <strong>Sonne</strong>nfinsternis, obwohl<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternisse etwas häufiger als <strong>Mond</strong>finsternisse vorkommen.<br />

Da <strong>de</strong>r Erdschatten immer kreisförmig ist, schlossen daraus bereits die Griechen <strong>de</strong>r Antike, dass die Er<strong>de</strong><br />

eine Kugel sein müsse.<br />

08.07.2009 Folie 48


Warum sieht man nicht je<strong>de</strong> <strong>Mond</strong>finsternis total? -5/5 -<br />

Es gibt <strong>de</strong>n Kernschatten und <strong>de</strong>n Halbschatten.<br />

Im Kernschatten sieht man eine totale<br />

Finsternis.<br />

Im Halbschatten sieht man eine partielle.<br />

Man unterschei<strong>de</strong>t streng genommen vier Arten<br />

von <strong>Mond</strong>finsternissen:<br />

- totale <strong>Mond</strong>finsternis<br />

- partielle <strong>Mond</strong>finsternis<br />

- totale Halbschattenmondfinsternis<br />

- partielle Halbschattenfinsternis<br />

08.07.2009 Folie 49<br />

Welche Arten von Finsternissen gibt es? -1/8 -<br />

Totale <strong>Mond</strong>finsternis<br />

Hier befin<strong>de</strong>t sich <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> vollständig im<br />

Kernschatten <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>.<br />

29 Prozent aller <strong>Mond</strong>finsternisse sind total.<br />

Die maximale Dauer einer totalen <strong>Mond</strong>finsternis<br />

beträgt etwa 115 Minuten.<br />

Das rote Licht wird durch die Erdatmosphäre<br />

gebrochen, aus diesem Grund erscheint die<br />

totale <strong>Mond</strong>finsternis rot. Das blaue Licht wird<br />

vollständig gestreut und absorbiert.<br />

Totale <strong>Mond</strong>finsternis 9.11.2003<br />

08.07.2009 Folie 50


Totale <strong>Mond</strong>finsternis 28.10.2004 <strong>–</strong> © Stefan Seip<br />

-2/8 -<br />

08.07.2009 Folie 51<br />

Partielle <strong>Mond</strong>finsternis<br />

Nur ein Teil <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es taucht in <strong>de</strong>n<br />

Kernschatten <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> ein, <strong>de</strong>r Rest befin<strong>de</strong>t<br />

sich weiterhin im Halbschatten. Dieser Typ macht<br />

etwa 34 Prozent aller <strong>Mond</strong>finsternisse aus.<br />

Partielle <strong>Mond</strong>finsternis März 1997<br />

-3/8 -<br />

08.07.2009 Folie 52


<strong>Mond</strong>aufgang einer partiellen <strong>Mond</strong>finsternis 7.9.2006 <strong>–</strong> © Stefan Seip<br />

-4/8 -<br />

08.07.2009 Folie 53<br />

Totale Halbschattenfinsternis<br />

Der <strong>Mond</strong> taucht vollständig in <strong>de</strong>n Halbschatten ein.<br />

Hierbei erscheint <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> an <strong>de</strong>r Stelle, die <strong>de</strong>m<br />

Kernschatten am nächsten ist, merklich dunkler.<br />

Die totale Halbschattenmondfinsternis ist <strong>de</strong>r seltenste<br />

<strong>Mond</strong>finsternistyp.<br />

Die letzte Finsternis dieses Typs fand am 14. März 2006<br />

statt, die nächste dieser Art erwarten die Astronomen mit<br />

einer Größe von 1.0141 am 11. Februar 2017. Sie wird<br />

wie<strong>de</strong>rum nach Mitternacht von Europa aus zu sehen sein.<br />

-5/8 -<br />

Partielle <strong>Mond</strong>finsternis März 1997<br />

08.07.2009 Folie 54


Totale Halbschattenfinsternis 14.03.2006<br />

-6/8 -<br />

08.07.2009 Folie 55<br />

Partielle Halbschattenfinsternis<br />

Der <strong>Mond</strong> taucht nur teilweise in <strong>de</strong>n<br />

Halbschattenbereich ein.<br />

Er ist dabei weiterhin vollständig sichtbar, allerdings<br />

erscheint <strong>de</strong>r Teil <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es, <strong>de</strong>r <strong>de</strong>n Kernschatten am<br />

nächsten liegt, mehr o<strong>de</strong>r min<strong>de</strong>r dunkler.<br />

Bei Halbschattenfinsternissen mit einer Größe unter 0,5 ist<br />

dies kaum zu beobachten.<br />

-7/8 -<br />

Partielle <strong>Mond</strong>finsternis 17.10.2005<br />

08.07.2009 Folie 56


Partielle <strong>Mond</strong>finsternis 17.10.2005<br />

Totale Halbschattenfinsternis März 2006<br />

-8/8 -<br />

08.07.2009 Folie 57<br />

<strong>Mond</strong>finsternisse bis 2010<br />

In nachstehen<strong>de</strong>r Tabelle sind alle kommen<strong>de</strong>n <strong>Mond</strong>finsternisse ( Zeitraum von 1998 bis 2009 )<br />

einschließlich <strong>de</strong>r Halbschattenfinsternisse verzeichnet. ( Achtung: Nicht alle dieser Ereignisse sind von<br />

Mitteleuropa aus beobachtbar ! Beobachtbare Finsternisse sind heller hervorgehoben, nichtbeobachtbare<br />

sind dunkler dargestellt).<br />

08.07.2009 Folie 58


Je<strong>de</strong> Finsternis hat ein En<strong>de</strong><br />

<strong>Mond</strong>finsternis Januar 2001 <strong>–</strong> © Stefan Seip<br />

08.07.2009 Folie 59<br />

Astronomische Aufräumarbeiten<br />

Strichspuraufnahme / Langzeitbelichtung<br />

08.07.2009 Folie 60


Warum sind <strong>Sonne</strong> und <strong>Mond</strong> am Horizont größer als am Himmel? -1/2 -<br />

Am Horizont erscheinen uns <strong>Sonne</strong>n und <strong>Mond</strong> stets größer als hoch oben im Firmament. Seit<br />

Jahrtausen<strong>de</strong>n ist uns das Phänomen bekannt. Aktuelle Untersuchungen zeigen, das wir <strong>de</strong>n tiefstehen<strong>de</strong>n<br />

<strong>Mond</strong> fast doppelt so groß schätzen wie hoch oben am Himmel.<br />

Manche glaube, dass <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> uns beim Aufgehen näher ist o<strong>de</strong>r dass die Luft am Horizont wie ein<br />

Vergrößerungsglas wirkt. Auch wenn bei<strong>de</strong> Erklärungen plausibel klingen sind sie <strong>de</strong>nnoch falsch.<br />

Alles ist eine optische Täuschung. Der <strong>Mond</strong> ist am Horizont sogar noch tausen<strong>de</strong> von Kilometern weiter<br />

entfernt. Der offizielle Name dieser optischen Täuschung ist <strong>Mond</strong>illusion.<br />

Das Gehirn gleicht bei weit entfernten Gegenstän<strong>de</strong>n automatisch die scheinbare Größe aus. Man nennt<br />

dies Größenkonstanz. „Er ist weit weg also ist er größer als es scheint“, z.B. bei entfernten Menschen.<br />

Auf die Menschen und das Gehirn wirkt <strong>de</strong>r Himmel flacher als eine run<strong>de</strong> Kuppel. Hierdurch wird die<br />

Wahrnehmung verstärkt, dass alles was am Horizont ist weiter weg ist als alles was sich über uns befin<strong>de</strong>t.<br />

Wir können uns dieser Halluzination nicht erwehren. Sie ist tief in unserem Bewusstsein verankert.<br />

Der <strong>Mond</strong> müsste uns am Horizont kleiner erscheinen!<br />

Entfernung 380.000 km ± 6.000 km<br />

08.07.2009 Folie 61<br />

Weil unser Gehirn glaubt, A sei weiter entfernt als B,<br />

wirkt die obere Linie länger. Ist sie aber nicht.<br />

Fazit: Nicht immer können Sie Ihren Augen trauen.<br />

Das abgeflachte Firmament.<br />

Größenvergleich <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es mit <strong>de</strong>r Breite <strong>de</strong>s Daumens<br />

einer ausgestreckten Hand. Der kleinste <strong>Mond</strong> ist im<br />

richtigen Verhältnis gezeichnet.<br />

-2/2 -<br />

08.07.2009 Folie 62


Gibt es einen Morgenstern und einen Abendstern?<br />

Morgenstern o<strong>de</strong>r Abendstern ist eine umgangssprachliche<br />

Bezeichnung für <strong>de</strong>n Planeten Venus, da die Venus nur<br />

morgens im Osten, vor <strong>Sonne</strong>naufgang ("Morgenstern") o<strong>de</strong>r<br />

abends im Westen, nach <strong>Sonne</strong>nuntergang ("Abendstern")<br />

beobachtet wer<strong>de</strong>n kann.<br />

Die Venus-Sichtbarkeit kann bis zu 4,5 Stun<strong>de</strong>n betragen.<br />

Venus <strong>–</strong> Bild von Mariner 10<br />

08.07.2009 Folie 63<br />

Hat die Er<strong>de</strong> <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> eingefangen?<br />

Die aktuellen Forschungsergebnisse wi<strong>de</strong>rlegen <strong>de</strong>n Glauben, die Er<strong>de</strong> habe <strong>de</strong>n <strong>Mond</strong> eingefangen.<br />

Die Proto-Er<strong>de</strong> kollidierte mit einem großen Körper und aus <strong>de</strong>r weggeschleu<strong>de</strong>rten Materie bil<strong>de</strong>te<br />

sich <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>.<br />

Entstehung <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es<br />

durch die Kollision eines<br />

großen Himmelskörpers mit<br />

<strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>.<br />

08.07.2009 Folie 64


Funkeln Sterne wirklich?<br />

Beobachtet man von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> aus einen Fixstern,<br />

stellt man fest, dass sich <strong>de</strong>ssen Helligkeit<br />

unregelmäßig än<strong>de</strong>rt.<br />

Diese schnelle und scheinbare<br />

Helligkeitsän<strong>de</strong>rung wird dadurch verursacht,<br />

dass sich die Brechzahl <strong>de</strong>r Atmosphäre lokal<br />

leicht verän<strong>de</strong>rt und dadurch das Licht <strong>de</strong>s<br />

Sternes leicht abgelenkt wird, ähnlich wie <strong>de</strong>r<br />

Grund eines Schwimmbeckens aufgrund <strong>de</strong>r<br />

Wellen an <strong>de</strong>r Oberfläche nicht gleichmäßig von<br />

<strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong> ausgeleuchtet wird.<br />

Eine wichtige Voraussetzung für diesen Effekt ist,<br />

dass Sterne selbst in großen Teleskopen<br />

punktförmige Objekte sind. <strong>Sonne</strong>, <strong>Mond</strong> und die<br />

Planeten zeigen keine solchen Szintillationen, da<br />

sie ausge<strong>de</strong>hnte Objekte sind und sich die<br />

Schwankungen daher über die Planetenscheibe<br />

ausmitteln.<br />

Eine Möglichkeit, die Szintillation auszugleichen,<br />

ist die Verwendung einer adaptiven Optik, wie<br />

sie bei Spiegelteleskopen seit einiger Zeit möglich<br />

ist.<br />

08.07.2009 Folie 65<br />

Wo sind die Sterne am Tag?<br />

In Abwesenheit von Wolken ist im Allgemeinen am<br />

Taghimmel das blaue Streulicht <strong>de</strong>s <strong>Sonne</strong>nlichts zu<br />

sehen. Blaues Licht wird stärker gestreut als rotes<br />

Licht.<br />

Am Tag, wenn die <strong>Sonne</strong> hoch am Himmel steht, muss<br />

das Licht nur eine kurze Strecke durch die Atmosphäre<br />

zurücklegen. Dabei wer<strong>de</strong>n nennenswerte Lichtanteile<br />

nur im kurzwelligen, blauen Spektralbereich gestreut.<br />

Dieses Streulicht lässt <strong>de</strong>n Himmel blau erscheinen.<br />

Das Streulicht wird durch kleinste Teilchen und<br />

Feuchtigkeit in <strong>de</strong>r Erdatmosphäre hervorgerufen.<br />

Genau zur Mittagszeit durchwan<strong>de</strong>rt die <strong>Sonne</strong> das<br />

jeweils gültige Tierkreissternbild im Meridian und die<br />

nachts fehlen<strong>de</strong>n Sternbil<strong>de</strong>r sind am Taghimmel.<br />

In direkter Umgebung zur <strong>Sonne</strong> wird durch die enorme<br />

Helligkeit je<strong>de</strong>s normal sichtbare Objekt gänzlich<br />

überstrahlt. Aber am restlichen Himmel sieht man selbst<br />

bei schönem Wetter und klarer Sicht nichts.<br />

Sehr helle Objekte wie z.B. <strong>de</strong>r Vollmond, ein Iridium<br />

Flare, helle Kometen o<strong>de</strong>r eine Supernova sind am<br />

Taghimmel sichtbar. Bei einer <strong>Sonne</strong>nfinsternis<br />

kommt <strong>de</strong>r Sternenhimmel am Tag zum Vorschein.<br />

Sterne am Taghimmel<br />

08.07.2009 Folie 66


Wie sieht die Zukunft unseres <strong>Mond</strong>es und <strong>de</strong>r Finsternisse aus? -1/3 -<br />

Vergrößerung <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong>umlaufbahn.<br />

Der mittlere Abstand zwischen <strong>de</strong>m <strong>Mond</strong> und <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong><br />

wächst jährlich um etwa 3,8 cm. Die Entfernung wird seit<br />

<strong>de</strong>r ersten <strong>Mond</strong>expedition Apollo 11 regelmäßig per Lidar<br />

vermessen, in<strong>de</strong>m die Laufzeit bestimmt wird, die das Licht<br />

für die Strecke hin und zurück benötigt.<br />

Sowohl von amerikanischen, als auch von sowjetischen<br />

<strong>Mond</strong>missionen wur<strong>de</strong>n dazu Retroreflektoren auf <strong>de</strong>m<br />

<strong>Mond</strong> platziert.<br />

Die allmählich zunehmen<strong>de</strong> Entfernung ist eine Folge <strong>de</strong>r<br />

Gezeitenkräfte, die <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> auf <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> bewirkt. Die<br />

Rotationsenergie <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> wird dabei in Wärme<br />

umgewan<strong>de</strong>lt und <strong>de</strong>r damit verbun<strong>de</strong>ne Drehimpuls <strong>de</strong>r<br />

Erdrotation wird auf <strong>de</strong>n Bahndrehimpuls <strong>de</strong>s <strong>Mond</strong>es<br />

übertragen, <strong>de</strong>r sich dadurch von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> entfernt. Dieser<br />

schon lange vermutete Effekt ist seit 1995 durch die Laser-<br />

Distanzmessungen abgesichert.<br />

Der Retroreflektor von Apollo 11<br />

08.07.2009 Folie 67<br />

Warum entfernt sich <strong>de</strong>r <strong>Mond</strong> von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>?<br />

-2/3 -<br />

Durch die Eigendrehung <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> schieben sich Landmassen <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> unter <strong>de</strong>n zwei Flutbergen hindurch.<br />

Die Er<strong>de</strong> dreht sich schneller als die Flutberge. Durch die „Reibung“ eilen die Flutberge <strong>de</strong>r Stellung<br />

<strong>Mond</strong>-Er<strong>de</strong> etwas voraus. Sie wer<strong>de</strong>n also „vorangeschoben“.<br />

Die vorauseilen<strong>de</strong>n Flutberge ziehen auch am <strong>Mond</strong> und beschleunigen ihn.<br />

Der <strong>Mond</strong> zieht an <strong>de</strong>n „versetzen“ Flutbergen und bremst damit die Er<strong>de</strong>.<br />

Ein Teil <strong>de</strong>r Reibungskräfte wer<strong>de</strong>n auch in Wärme umgesetzt.<br />

Der <strong>Mond</strong> beschleunigt auf seiner Bahn und wan<strong>de</strong>rt nach außen von <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> weg.<br />

08.07.2009 Folie 68


Wo führt uns das hin?<br />

-3/3 -<br />

Der Abstand von Er<strong>de</strong> und <strong>Mond</strong> wird jährlich fast 4 cm größer. Bis in 5,5 Mrd. Jahren wird <strong>de</strong>r Abstand<br />

von <strong>Mond</strong> und Er<strong>de</strong> 600.00 km betragen. Durch die Abbremsung <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> wer<strong>de</strong>n die Tage länger. Vor<br />

500 Millionen Jahren dauerte ein Er<strong>de</strong>ntag nur etwa 21 Stun<strong>de</strong>n.<br />

<strong>Sonne</strong> und <strong>Mond</strong> haben sich noch lange nicht aneinan<strong>de</strong>r angepasst. Täglich wird die Er<strong>de</strong> durch die<br />

Gezeiten langsamer. Das Er<strong>de</strong>-<strong>Mond</strong>-System ist noch nicht im Gleichgewicht.<br />

Im Prinzip wird das so lange weitergehen, bis auch <strong>de</strong>r Erdtag die Monatslänge erreicht hat. Dann stehen<br />

die bei<strong>de</strong>n Gezeitenberge immer an <strong>de</strong>r gleichen Stelle <strong>de</strong>s Globus. Wo Flut ist, bleibt sie, wo Ebbe, da<br />

wird immer Ebbe sein.<br />

Wenn dieser Zustand erreicht ist sein wird, liegt die Tageslänge bei 90 heutigen Tagen. Seine Scheibe<br />

wird dann nur noch <strong>de</strong>n halben Durchmesser <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong>nscheibe am Himmel zeigen.<br />

Nie wie<strong>de</strong>r wird er sie vollständig be<strong>de</strong>cken, nie wie<strong>de</strong>r wird es auf <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> eine totale<br />

<strong>Sonne</strong>nfinsternis geben. Der <strong>Mond</strong> wird Tag und Nacht an <strong>de</strong>rselben Stelle <strong>de</strong>s Himmels stehen, er<br />

wird nie auf- und nie untergehen.<br />

Der <strong>Mond</strong> be<strong>de</strong>ckt nur<br />

noch 50% <strong>de</strong>r <strong>Sonne</strong><br />

08.07.2009 Folie 69<br />

Kosmische Phänomene - Sternschnuppen<br />

Im engeren Sinne sind damit Himmelserscheinungen<br />

gemeint, die durch Staub o<strong>de</strong>r einen Gesteinsbrocken, <strong>de</strong>n<br />

so genannten Meteoroi<strong>de</strong>n, hervorgerufen wer<strong>de</strong>n, wenn<br />

dieser vom Weltall aus in die Atmosphäre <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> eindringt.<br />

Im Volksmund wer<strong>de</strong>n kleine Meteore auch Sternschnuppe<br />

genannt. Deren Ursprungsobjekte haben Durchmesser von 1<br />

mm bis einige Zentimeter.<br />

Große dagegen heißen Boli<strong>de</strong>n o<strong>de</strong>r Feuerkugeln.<br />

Die meisten Meteore dauern nur etwa eine Sekun<strong>de</strong> und<br />

wer<strong>de</strong>n von Teilchen erzeugt, die nur wenige Millimeter<br />

groß sind und im Allgemeinen mit 30<strong>–</strong>70 Kilometern pro<br />

Sekun<strong>de</strong> auf die Erdatmosphäre auftreffen. Sie verglühen<br />

dabei vollständig.<br />

Der auftreten<strong>de</strong> Leuchteffekt entsteht dabei nicht durch<br />

Verglühen <strong>de</strong>s Teilchens, <strong>de</strong>nn Meteore bil<strong>de</strong>n sich in über<br />

100 Kilometern Höhe, wo die Luft dafür noch zu dünn ist.<br />

Vielmehr wer<strong>de</strong>n durch die Bewegungsenergie Elektronen<br />

<strong>de</strong>r Luftmoleküle auf ein höheres Energieniveau angeregt<br />

und strahlen diese Energie kurz darauf als sichtbares Licht<br />

ab. Bei an<strong>de</strong>ren Molekülen wer<strong>de</strong>n Elektronen mitgerissen<br />

(Ionisierung), die sich anschließend wie<strong>de</strong>r mit <strong>de</strong>n Ionen<br />

vereinigen und dabei ebenfalls sichtbares Licht abstrahlen<br />

(Rekombination).<br />

Sternschnuppen<br />

08.07.2009 Folie 70


Kosmische Phänomene - Meteore und Meteorite<br />

Meteoriten sind Festkörper außerirdischen Ursprungs,<br />

welche die Atmosphäre durchquert und <strong>de</strong>n Erdbo<strong>de</strong>n<br />

erreicht haben. Sie bestehen gewöhnlich überwiegend aus<br />

Silikatmineralen o<strong>de</strong>r einer Eisen-Nickellegierung; da es<br />

sich fast immer um vielkörnige Mineralaggregate han<strong>de</strong>lt,<br />

wer<strong>de</strong>n sie unabhängig von ihrer chemischen<br />

Zusammensetzung zu <strong>de</strong>n Gesteinen gezählt.<br />

Als Meteoroid bezeichnet man <strong>de</strong>n Ursprungskörper,<br />

während er sich noch im interplanetaren Raum befin<strong>de</strong>t;<br />

beim Eintritt in die Atmosphäre erzeugt er eine<br />

Leuchterscheinung, die als Meteor bezeichnet wird. Wenn<br />

er in <strong>de</strong>r Atmosphäre nicht vollständig verglüht, son<strong>de</strong>rn<br />

<strong>de</strong>n Bo<strong>de</strong>n erreicht, wird er schließlich zum Meteorit.<br />

Eisenmeteorit Sikhote-Alin, 1,3kg<br />

08.07.2009 Folie 71<br />

Kosmische Phänomene - Iridiumflares<br />

Als Iridium-Flare wird eine helle Leuchterscheinung am<br />

Himmel bezeichnet, die durch Reflexion von <strong>Sonne</strong>nlicht an<br />

einem Iridium-Satellit entsteht, und ca. 5 bis 20 Sekun<strong>de</strong>n<br />

andauert. Es han<strong>de</strong>lt sich um die mit Abstand hellste<br />

Leuchterscheinung, die künstliche Himmelskörper verursachen.<br />

Die Satelliten bil<strong>de</strong>n das weltumspannen<strong>de</strong><br />

Satellitenkommunikationssystem Iridium mit über 80<br />

Telekommunikationssatelliten im Orbit. Je<strong>de</strong>r dieser Satelliten<br />

hat drei Main Mission Antennae (MMA), die eine Größe von<br />

188 cm Länge, 86 cm Breite und 4 cm Dicke haben. Ihre<br />

Oberfläche besteht aus hochreflektieren<strong>de</strong>m Aluminium, das<br />

mit einer silberfarbenen Teflonschicht bestrichen ist, und wirkt<br />

als Planspiegel.<br />

Das von diesen Antennen reflektierte <strong>Sonne</strong>nlicht bil<strong>de</strong>t einen<br />

schmalen Lichtstrahl, <strong>de</strong>r bei entsprechen<strong>de</strong>r Orientierung <strong>de</strong>r<br />

Antenne über die Erdoberfläche streicht. Auf seinem Weg zur<br />

Er<strong>de</strong> weitet er sich auf einen Durchmesser von mehreren<br />

Kilometern auf und kann als Leuchterscheinung<br />

wahrgenommen wer<strong>de</strong>n. Je nach Standort <strong>de</strong>s Beobachter kann<br />

es ein schwaches Leuchten sein, das gera<strong>de</strong> mit <strong>de</strong>m bloßen<br />

Auge zu sehen ist, bis hin zu einer Leuchterscheinung, die<br />

durchaus mit einer Leuchtkugel vergleichbar ist. Ein solcher<br />

Iridium-Flare kann eine Helligkeit bis zu -9 mag erreichen und<br />

leuchtet in diesem Fall 75 mal heller als die Venus und rund<br />

1500 mal heller als Sirius, <strong>de</strong>r hellste Stern am Himmel.<br />

Die Antenneneinheit<br />

Iridium Flare am Taghimmel<br />

08.07.2009 Folie 72


Kosmische Phänomene - Polarlichter<br />

Das Polarlicht (auch Aurora borealis = Nordlicht bzw.<br />

Aurora australis = Südlicht) ist eine Leuchterscheinung die<br />

beim Auftreffen gela<strong>de</strong>ner Teilchen <strong>de</strong>s <strong>Sonne</strong>nwinds auf<br />

die Erdatmosphäre an <strong>de</strong>n Polen <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong> hervorgerufen<br />

wird. Polarlichter sind meistens nördlich 60° nördlicher<br />

Breite bzw. südlich 60° südlicher Breite zu beobachten.<br />

Polarlicht aus <strong>de</strong>m Weltraum<br />

Mehrfarbiges Polarlicht<br />

Grünes Polarlicht<br />

08.07.2009 Folie 73<br />

Kosmische Phänomene <strong>–</strong> Satteliten und Raumstationen<br />

Satteliten und Raumstationen können als helle<br />

Lichtpunkte am Nachthimmel beobachtet<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

Sie bewegen sicht meist schnell über <strong>de</strong>n<br />

Himmel und sind aus diesem Grund auch sehr<br />

auffallend.<br />

Strichspuraufnahme eines Satelliten<br />

ISS und Flugzeug<br />

08.07.2009 Folie 74


Vielen Dank und gute Nacht!<br />

Mount Haleakala, Maui, Hawaii<br />

08.07.2009 Folie 75<br />

Der Himmel ist vollkommen schwarz. Und vor <strong>de</strong>m schwarzen Hintergrund sind die Sterne heller<br />

und <strong>de</strong>utlicher zu sehen. Die Er<strong>de</strong> ist von einem einzigartigen und wun<strong>de</strong>rschönen blauen<br />

Schimmer umgeben, <strong>de</strong>n man am Horizont gut erkennen kann. Die Farbe geht sanft von<br />

Hellblau zu Blau, dann zu Dunkelblau und Violett und schließlich in das Schwarz <strong>de</strong>s Himmels<br />

über. Diese Abtönung ist wun<strong>de</strong>rschön anzusehen.<br />

1. Mensch im All am 12. April 1961<br />

Jurij Gagarin an Bord von Wostock 1<br />

08.07.2009 Folie 76

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