Sonnen- und Mondfinsternis

Schatten im Sonnensystem

Eine Finsternis ist nichts anderes als ein Schatten, nur im Weltall. Du kennst das schon: Licht breitet sich geradlinig aus. Trifft es auf einen undurchsichtigen Körper, entsteht dahinter ein Schattenraum.

Die Sonne ist aber keine punktförmige Lichtquelle, sondern eine große Kugel. Deshalb hat der Schatten zwei Bereiche:

Der Kernschatten ist ein Kegel, der hinter dem Körper spitz zuläuft. Der Halbschatten umgibt ihn und wird nach außen immer heller.

Die Sonnenfinsternis

Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Der Mond wirft seinen Schatten auf die Erde. Das geht nur bei Neumond: Dann ist die der Sonne zugewandte Seite des Mondes beleuchtet, die der Erde zugewandte Seite liegt im Dunkeln.

Nur dort, wo der Kernschatten des Mondes die Erde trifft, sieht man eine totale Sonnenfinsternis. Dieser Fleck ist nur etwa 100–270 km breit und wandert mit der Bewegung des Mondes über die Erde. Im Halbschatten, der viel größer ist, sieht man eine partielle Finsternis: Der Mond bedeckt nur einen Teil der Sonne.

Die Mondfinsternis

Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Der Mond läuft durch den Erdschatten. Das geht nur bei Vollmond.

Der Mond leuchtet nicht selbst, er wird von der Sonne angestrahlt. Im Erdschatten fehlt dieses Licht, der Mond wird dunkel. Trotzdem ist er bei einer totalen Mondfinsternis nicht schwarz, sondern rötlich: Die Erdatmosphäre lenkt rotes Licht in den Schattenraum hinein. Es ist wie ein Kranz von Sonnenuntergängen rund um die Erde.

Anders als bei der Sonnenfinsternis sieht man die Mondfinsternis von der ganzen Nachtseite der Erde aus, wo der Mond am Himmel steht. Denn der Mond selbst ist dunkel, egal wer ihn betrachtet. Man darf sie ohne Schutz mit bloßem Auge beobachten, weil das Mondlicht viel schwächer ist als das direkte Sonnenlicht.

Warum nicht jeden Monat?

Der Mond umkreist die Erde in etwa 27,3 Tagen. Man könnte also jeden Monat eine Sonnen- und eine Mondfinsternis erwarten. Es gibt aber nur wenige pro Jahr. Der Grund: Die Mondbahn ist gegen die Erdbahn um etwa 5° geneigt.

Meistens liegt der Mond bei Neumond etwas über oder unter der Linie Sonne–Erde, sein Schatten geht an der Erde vorbei. Bei Vollmond zieht der Mond oberhalb oder unterhalb des Erdschattens vorbei. Nur wenn Neu- oder Vollmond nahe der Schnittlinie beider Bahnebenen liegt, gibt es eine Finsternis.

Ein bestimmter Ort in Deutschland erlebt eine totale Sonnenfinsternis im Mittel nur etwa alle 200 bis 400 Jahre, weil der Kernschatten so klein ist. Daher war 1999 ein besonderes Ereignis.

Warum passt der Mond genau?

Bei Neumond steht der Mond zwischen Sonne und Erde, bei Vollmond liegt die Erde zwischen Sonne und Mond. Die Mondphasen entstehen, weil wir je nach Stellung mehr oder weniger von der beleuchteten Mondhälfte sehen. Sonne und Mond erscheinen uns am Himmel fast gleich groß. Das ist Zufall: Die Sonne ist viel größer, aber auch viel weiter weg.

Weil sich die Entfernung des Mondes etwas ändert, ist er manchmal etwas größer, manchmal kleiner am Himmel. Ist er zu weit weg, bleibt ein Ring der Sonne sichtbar (ringförmige Sonnenfinsternis).

Modell und Vergleich

Mit einer Lampe (Sonne), einer Kugel (Mond) und einem Tennisball (Erde) lässt sich eine Sonnenfinsternis nachstellen. Dazu stellst du Lampe, Kugel und Ball in einer Linie auf und verdunkelst den Raum, sodass der Schatten der Kugel auf den Ball fällt.

Das Modell hat Grenzen: Die Größen- und Entfernungsverhältnisse stimmen nicht. In Wirklichkeit ist die Sonne etwa 400-mal größer als der Mond und sehr weit weg. Außerdem bewegen sich Mond und Erde im Modell nicht, und die Bahnneigung fehlt.

Man sieht Mondfinsternisse von einem festen Ort aus häufiger, weil der Erdschatten groß ist und die ganze Nachthälfte der Erde die Finsternis sehen kann.

Zurück zum Anfang: 1999 stand der Kernschatten des Mondes über Süddeutschland, in Köln lag man nur im Halbschatten. Finsternisse sind selten, weil die Mondbahn geneigt ist.

Das Wichtigste auf einen Blick

• Eine Finsternis ist ein Schatten im All. Kernschatten: Sonne ganz verdeckt. Halbschatten: Sonne teilweise verdeckt.

• Sonnenfinsternis: Sonne – Mond – Erde, bei Neumond. Nur in einem kleinen Gebiet sichtbar. Nie ohne Schutz hineinschauen.

• Mondfinsternis: Sonne – Erde – Mond, bei Vollmond. Von der ganzen Nachtseite sichtbar. Der Mond erscheint rötlich.

• Wegen der etwa 5° Neigung der Mondbahn gibt es nicht jeden Monat eine Finsternis.

• Sonne und Mond erscheinen fast gleich groß: Die Sonne ist etwa 400-mal größer und etwa 400-mal weiter entfernt.