Schattenspiele am Himmel

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1 Bedeckungen unserer Sonne 1.1 Merkurdurchgang Der sonnennächste Planet Merkur kreist innerhalb der Erdbahn. Dabei steht er im Mittel alle 116 Tage zwischen Erde und Sonne (untere Konjunktion). Doch genau so, wie es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis gibt, steht auch Merkur nicht bei jeder unteren Konjunktion genau genug zwischen uns und der Sonne, daß wir uns in seinem Schatten aufhalten würden. Nur wenn Merkur bei einer unteren Konjunktion maximal wenige Tage zuvor oder danach auch die Ebene der Erdbahn durchstößt, also durch einen seiner beiden Bahnknoten läuft, trifft der Merkurschatten die Erde. Der Kernschattenkegel des Merkur ist nur ca. 200000 km lang. Die Erde ist jedoch bei der unterer Konjunktion zwischen 80 und 100 Mio. km entfernt. Deshalb durchqueren wir nur den Halbschatten und den Bereich der ringförmigen Sonnenfinsternis des Merkurschattens. Merkur kann also nur partielle und ringförmige Sonnenfinsternisse auf der Erde verursachen. Doch darf man das Ereignis nicht mit einer durch unseren Mond verursachten Sonnenfinsternis vergleichen. Die Anwendung des Begriffs Sonnenfinsternis ergibt sich aus einer streng geometrischen Interpretation und weniger aus dem, was man sich allgemein darunter vorstellt. Während der Mond an unserem Firmament etwa gleich groß erscheint wie die Sonne, ist der Planet Merkur für das bloße Auge nur ein Stern. Erst ein Amateurfernrohr zeigt Merkur als kleine Scheibe. Bei der unteren Konjunktion ist das Merkurscheibchen nur bis maximal 13 Bogensekunden groß. Die Sonne mißt jedoch ca. 1800 Bogensekunden im Durchmesser. Deshalb ist Merkur bei einem Vorübergang nicht mehr als ein kleiner runder Fleck auf der Sonne. Ein sehr erfahrener Sonnenbeobachter hat einmal erzählt, er habe Merkur mit einem mit nur einer Finsternisbrille bewaffnetem Auge vor der Sonne erkennen können. Doch für alle andern gilt, daß man zur Verfolgung eines Merkurtransits ein für die Sonnenbeobachtung ausgerüstetes Amateurteleskop braucht (Objektivfilter oder Projektion des Sonnenbildes) . Können Sie mit Ihrem Teleskop gut Sonnenflecken beobachten, sind Sie auch für einen Merkurtransit gerüstet. Ein Merkurtransit beginnt wie bei einer (normalen) Sonnenfinsternis mit dem 1. Kontakt. Merkur berührt die Sonnenscheibe von außen. Ein paar Minuten später folgt der zweite Kontakt, wenn Merkur vollständig in die Sonnenscheibe eingedrungen ist. Läuft Merkur zentral über die Sonne, so kann es fast 8 Stunden dauern, bis Merkur den gegenüberliegenden Rand der Sonnenscheibe erreicht. Möchte man das Ereignis in voller Länge beobachten, muß man den Beobachtungsstandort so wählen, daß die Sonne nicht während des Transits untergeht oder erst aufgeht, wenn Merkur schon ein gutes Stück auf der Sonnenscheibe zurückgelegt hat. Oben sehen wir den Merkurdurchgang vom 9. Mai 1970, aufgenommen von Eckhard Kosin mit dem 12-Zoll-Bamberg-Refraktor der Wilhelm-Foerster-Sternwarte in Berlin. Der Planet ist als dunkler Punkt vor der hellen Sonnenscheibe zu sehen. Auf dem linken Teilbild ist Merkur der dunkle runde Fleck näher zum Zentrum der Sonne; er bewegt sich innerhalb der 1,5 Stunden, die zwischen den beiden Aufnahmen vergangen sind, nach rechts (zum Sonnenrand) hin. Der Vorübergang kann über 5 Stunden dauern und an der Größe des Punktes erkennt man, daß er (und damit der Merkur) kleiner ist als die ebenfalls sichtbaren Sonnenflecken. Wie bereits erwähnt, muß sich Merkur bei der unteren Konjunktion auch nahe seiner Bahnknoten aufhalten. Im Gegensatz zu den Mondknoten, die in 18 Jahren einmal den ganzen Tierkreis durchlaufen, bewegen sich die Bahnknoten des Merkurs mit einer Winkelgeschwindigkeit von nur 1,2 Grad pro Jahrhundert nur sehr langsam. Deshalb stehen die Bahnknoten des Merkurs immer zur gleichen Jahreszeit vor der Sonne. Der absteigende Knoten des Merkurs (die Merkurbahn durchstößt die Erdbahnebene von Norden nach Süden) befindet sich ca. am 9. Mai, der aufsteigende Knoten befindet sich am 11. November vor der Sonne. An diesem Tag würde Merkur zentral vor der Sonne vorüberziehen. Findet die untere Konjunktion früher oder später statt, so läuft Merkur immer weiter vom Mittelpunkt der Sonnenscheibe entfernt, bis schliesslich die Sonnenscheibe ganz verfehlt wird. Nur wenn die untere Konjunktion zwischen dem 6. und 11. Mai oder zwischen dem 6. und 15. November Schattenspiele am Himmel Seite 2 Ing. Erich Weber
stattfindet, erscheint Merkur vor der Sonnenscheibe. Diese eher kurzen Zeiträume machen Merkurvorübergänge zu einem seltenen Ereignis. Nur etwa alle 7 Jahre zeigt sich der Planet als schwarzer Punkt vor der Sonne. Das nächste Mal passiert der Merkur die Sonne am 7. Mai 2003. Um 7:11:26 Uhr berührt an diesem Tag das Merkurscheibchen mit einem scheinbaren Durchmesser von nur 12" den Sonnenrand und befindet sich ab 7:15:52 Uhr bis 12:27:59 Uhr vollständig vor der Sonnenscheibe. Um 12:32:24 Uhr verläßt das Merkurscheibchen wieder endgültig den Sonnenrand. 1.2 Venusdurchgang Der Planet Venus kreist ebenfalls innerhalb der Erdbahn. Dabei steht sie im Mittel alle 584 Tage zwischen Erde und Sonne (untere Konjunktion). Doch genau so, wie es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis gibt, steht die Venus nicht bei jeder unteren Konjunktion genau genug zwischen uns und der Sonne, daß wir uns in ihrem Schatten aufhalten würden. Der Kernschattenkegel der Venus ist nur knapp. 1 Mio. km lang. Die Erde ist jedoch bei der unterer Konjunktion etwa 40 Mio. km entfernt. Deshalb durchqueren wir den Halbschatten und den Bereich der ringförmigen Sonnenfinsternis des Venusschattens. Es gilt also Ähnliches wie bei Merkurdurchgängen. Nur wenn die untere Konjunktion der Venus in der Nähe der Bahnknoten (Ort, wo die Venusbahn durch die Erdbahnebene stößt) stattfindet, zeigt sich Venus vor der Sonnenscheibe. Venusvorübergänge sind sehr seltene Ereignisse. Sie folgen sich in regelmäßigen Abständen von 8 – 105,5 – 8 – 121,5 – 8 – 105,5 – 8 – 121,5 – 8, ... Jahren. Diese Regel gilt von der Mitte des 2. Jahrtausends bis zum Beginn des 4. Jahrtausends. Im 20. Jahrhundert fand nie ein Venustransit statt. Die letzten Transite fanden am 9. Dezember 1874 und 6. Dezember 1882 statt. Wobei von Mitteleuropa aus gesehen nur der letzte Transit teilweise bei Tag stattfand. Er begann um 15 Uhr. Bis zum Sonnenuntergang nach 16 Uhr hatte sich die Venus bereits ein Stück in die Sonne hinein bewegt. Zum Zeitpunkt des Transitendes nach 21 Uhr war es längst Nacht. Der Amerikanische Kontinent lag günstiger, dort konnte der Transit in seiner vollen Länge von gut 6 Stunden beobachtet werden. Bei der gegenwärtigen Lebenserwartung werden wir während unseres Lebens genau zwei Chancen haben, einen Venusdurchgang zu sehen, nämlich im Jahr 2004 und 2012. Nur der erste findet für Europa in voller Länge bei Tage statt. Für den zweiten ist für uns Europäer eine lange Flugreise nach Fernost angesagt, will man sich nicht mit der letzten Stunde des Transits nach Sonnenaufgang begnügen. (Rendering von Arnold Barmettler, www.calsky.com) Der kommende Venustransit vom 8. Juni 2004 (siehe Bild oben in einer Simulation von Arnold Barmettler) wird für Europa und Afrika am Morgen stattfinden. Die Venus mit einem scheinbaren Durchmesser von nur 58“ wird die Sonnenscheibe 1 Stunde und 20 Minuten nach Sonnenaufgang um 7:20 Uhr zum ersten Mal wieder nach 121 Jahren 6 Monaten und 2 Tagen berühren. Dies nennt man den ersten Kontakt eines Venustransits. Um 13:23 Uhr verläßt die Venus wieder endgültig den Sonnenrand. Die nächsten beiden Ereignisse am 6. Juni 2012 und 11. Dezember 2117 bleiben in Mitteleuropa unbeobachtbar. Erst wieder am 8. Dezember 2125 besteht in südwestlichen Teilen Europas die Möglichkeit zur Beobachtung eines Venusdurchgangs. 1.3 Sonnenfinsternis Sonnenfinsternisse gehören zu den wohl eindrucksvollsten astronomischen Ereignissen. Nur durchschnittlich zweimal pro Jahr wirft unser Mond einen Schatten auf die Erde. Sonnen- und Mondfinsternisse haben schon vor langer Zeit die Menschen fasziniert. Bereits vor 4000 Jahren wurden Finsternisse beobachtet und im alten Griechenland konnten diese vorhergesagt werden. Der Mond bewegt sich in etwa 28 Tagen einmal um die Erde. Wenn sich der Mond genau zwischen Erde und Sonne befindet (also jeweils bei Neumond) und dabei seinen Schatten auf die Erde wirft, kann es zu einer Son- Schattenspiele am Himmel Seite 3 Ing. Erich Weber
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