Warum der Mond Phasen hat

Von einem Neumond zum nächsten vergehen 29.53 Tage, etwa zwei Tage mehr als für einen Umlauf um die Erde.

Immer zur Hälfte beleuchtet

Die Sonne ist der einzige Stern im Sonnensystem und dessen wichtigste Quelle sichtbaren Lichts. Der Mond ist dunkles Gestein und reflektiert Sonnenlicht. Die Sonne beleuchtet zu jedem Zeitpunkt genau eine Hälfte, die ihr zugewandte. Im Monatsverlauf ändert sich, wie viel dieser Hälfte zu uns zeigt. Steht der Mond ungefähr zwischen Erde und Sonne, zeigt seine beleuchtete Seite von uns weg. Wir sehen die dunkle Seite: Neumond. Steht er von der Sonne aus gesehen hinter der Erde, blicken wir direkt auf die beleuchtete Hälfte: Vollmond.

Dazwischen sehen wir einen Teil der beleuchteten Hälfte. Eine hilfreiche Größe ist der Winkelabstand zwischen Sonne und Mond von der Erde aus, die Elongation. Der beleuchtet erscheinende Anteil der Mondscheibe beträgt (1 − cos E) ÷ 2, wobei E dieser Winkel ist. Bei 0° ergibt die Formel 0: Neumond. Bei 90° ergibt sie genau die Hälfte: erstes Viertel. Bei 180° ergibt sie 1: Vollmond. Die Anzeige im Modell verwendet diese Formel, sodass du sie an jedem beliebigen Tag prüfen kannst.

Die acht Phasen folgen dieser Reihenfolge: Neumond, zunehmende Sichel, erstes Viertel, zunehmender Dreiviertelmond, Vollmond, abnehmender Dreiviertelmond, letztes Viertel (auch drittes Viertel) und abnehmende Sichel. „Zunehmend“ bedeutet wachsend, „abnehmend“ schrumpfend. Die NASA weist auf eine kleine Falle beim Wort Viertel hin. Im ersten Viertel erscheint der Mond halbkreisförmig. Wir sehen die Hälfte der beleuchteten Hälfte, also ein Viertel des ganzen Mondes. Der Phasenname bezeichnet den Zeitpunkt im Zyklus: Ein Viertel ist vergangen.

Warum 29.53 Tage statt 27.32?

Gegenüber den Sternen braucht der Mond für einen Erdumlauf 27.32 Tage. Eine Phase hängt aber von seiner Position zur Sonne ab, und die Sonne steht an unserem Himmel nicht still. Während des Mondumlaufs bewegt sich die Erde auf ihrer eigenen Bahn um etwa 27° weiter. Der Mond benötigt deshalb etwas mehr als zwei zusätzliche Tage, um wieder denselben Winkelabstand zur Sonne zu erreichen. Beide Perioden verbindet eine einfache Regel: 1 ÷ 27.3217 − 1 ÷ 365.256 = 1 ÷ 29.53. Die NASA nennt für den synodischen Monat von Neumond zu Neumond 29.53 Tage.

Dieselbe Verzögerung lässt den Mond täglich später aufgehen. Er bewegt sich gegenüber der Sonne jeden Tag etwa 12° nach Osten und geht daher durchschnittlich etwa 50 Minuten später auf als am Vortag (24 Stunden ÷ 29.53 ≈ 49 Minuten). Jede Phase hat dadurch ihre eigenen Zeiten. Vollmond geht ungefähr bei Sonnenuntergang auf und bei Sonnenaufgang unter, steht also die ganze Nacht am Himmel. Der Mond im ersten Viertel geht etwa mittags auf und um Mitternacht unter. Neumond geht mit der Sonne auf und unter. Deshalb sehen wir ihn nicht.

Dein Standort auf der Erde dreht das Bild um. Auf der Nordhalbkugel ist der zunehmende Mond rechts beleuchtet, der abnehmende links. Von Australien oder Südafrika aus erscheint derselbe Mond umgedreht und ist beim Zunehmen links beleuchtet. Probiere „Südliche Ansicht“. Achte an einem klaren Abend noch auf ein Detail: Der dunkle Teil einer Mondsichel leuchtet oft schwach. Das ist Erdschein, Sonnenlicht, das von der Erde zum Mond und von dort zu deinen Augen reflektiert wurde.