Mondfinsternisse

In Mondentfernung ist der dunkle Erdschatten etwa 9200 km breit, mehr als zweieinhalb Monddurchmesser.

Der Erdschatten auf dem Mond

Eine Mondfinsternis entsteht, wenn die Erde genau zwischen Sonne und Mond steht und ihr Schatten auf den Mond fällt. Das geht nur bei Vollmond, denn nur dann liegt der Mond von der Sonne aus gesehen hinter der Erde. Da Sonnenlicht den Mond beleuchtet und wir lediglich den Mond sehen müssen, lässt sich eine Mondfinsternis gleichzeitig von der gesamten Nachtseite der Erde beobachten. Die NASA fasst es so zusammen: Jede Mondfinsternis ist von der halben Erde aus sichtbar.

Der Erdschatten hat zwei Bereiche. Der Kernschatten ist der dunkle innere Kegel, in dem die ganze Sonne verdeckt ist. Ihn umgibt der Halbschatten, in dem die Erde nur einen Teil der Sonne verdeckt. Ihre Größen ergeben sich geometrisch. Die Erde hat 12 742 km Durchmesser, doch die Sonne ist viel größer. Deshalb wird der Kernschatten mit zunehmender Entfernung schmaler. In mittlerer Mondentfernung hat er sich um etwa 3545 km verengt und ist noch ungefähr 9200 km breit. Der Monddurchmesser beträgt 3475 km, der Kernschatten ist also etwa 2.6 Monddurchmesser breit. Deshalb kann die totale Phase einer Finsternis länger als anderthalb Stunden dauern.

Die NASA unterscheidet drei Arten von Mondfinsternissen. Bei einer totalen Finsternis tritt der ganze Mond in den Kernschatten. Bei einer partiellen Finsternis geschieht das nur teilweise: Ein dunkler, gekrümmter Ausschnitt wächst und schrumpft auf der Mondscheibe, ohne sie ganz zu bedecken. Bei einer Halbschattenfinsternis durchquert der Mond nur den Halbschatten. Er wird dabei so wenig dunkler, dass man es laut NASA leicht übersieht, wenn man nichts davon weiß. Das Modell verwendet dieselbe Einteilung anhand der tatsächlichen Winkelgrößen: Der Mond ist etwa 0.52° breit, der Kernschatten etwa 1.4° und der Halbschatten etwa 2.5°.

Warum der Mond bei einer totalen Finsternis rot wird

Selbst im Kernschatten wird der Mond selten ganz schwarz. Etwas Sonnenlicht durchquert den dünnen Ring der Erdatmosphäre am Planetenrand und wird in den Schatten gebrochen. Dabei streut die Luft blaues Licht viel stärker als rotes. Derselbe Effekt macht unseren Himmel blau und Sonnenuntergänge rot. Den Mond erreicht das übrige orange und rote Licht. Die NASA beschreibt es als die Projektion aller Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge der Welt auf den Mond. Je mehr Staub oder Wolken sich in der Erdatmosphäre befinden, desto dunkler und röter erscheint er.

Warum nicht jeden Monat?

Läge die Mondbahn in derselben Ebene wie die Erdbahn, gäbe es bei jedem Vollmond eine Finsternis. Sie ist jedoch um 5.145° geneigt. Deshalb ziehen die meisten Vollmonde oberhalb oder unterhalb des Erdschattens vorbei. Für eine Finsternis muss der Vollmond nahe einem der beiden Knoten stehen, an denen die Mondbahn die Erdbahnebene schneidet. Zweimal jährlich zeigt die Verbindungslinie der Knoten ungefähr zur Sonne. Diese Zeitabschnitte heißen Finsterniszeiten. Bei den tatsächlichen Größen muss der Vollmond für eine Kernschattenfinsternis etwa innerhalb von 11° um einen Knoten stehen. Lass im Modell Vollmond eingestellt und bewege den Regler Knotenlinie, um zu sehen, wo die Finsternisse aufhören.