Waarom heeft de maan fasen?

Van de ene nieuwe maan tot de volgende duurt 29.53 dagen, ongeveer twee dagen langer dan één omloop om de aarde.

Altijd half verlicht

De zon is de enige ster in het zonnestelsel en de belangrijkste bron van zichtbaar licht daarin. De maan is een donkere rotsbol die zonlicht weerkaatst. Op elk moment verlicht de zon precies één helft ervan: de helft die naar de zon is gericht. Wat gedurende de maand verandert, is hoeveel van die verlichte helft naar ons toe is gericht. Als de maan ongeveer tussen de aarde en de zon staat, is haar verlichte kant van ons af gericht en zien we de donkere kant: dat is nieuwe maan. Als de maan vanaf de zon gezien aan de andere kant van de aarde staat, kijken we recht op de verlichte helft: dat is volle maan.

Daartussen zien we een deel van de verlichte helft. Een bruikbaar getal is de hoek tussen de zon en de maan, gezien vanaf de aarde. Die heet de elongatie. Het deel van de maanschijf dat verlicht lijkt, is (1 − cos E) ÷ 2, waarbij E die hoek is. Bij 0° geeft de formule 0: nieuwe maan. Bij 90° geeft ze precies de helft: het eerste kwartier. Bij 180° geeft ze 1: volle maan. De uitlezing van het model gebruikt deze formule, zodat je haar kunt controleren op elke dag die je kiest.

De namen van de acht fasen volgen deze volgorde: nieuwe maan, wassende sikkel, eerste kwartier, wassende maan, volle maan, afnemende maan, laatste kwartier (ook derde kwartier genoemd) en afnemende sikkel. ‘Wassend’ betekent groeiend en ‘afnemend’ betekent kleiner wordend. NASA wijst op een klein valkuil bij het woord kwartier. De maan bij het eerste kwartier lijkt een halve cirkel, maar we zien de helft van de verlichte helft, dus een kwart van de hele maan. De fase is genoemd naar het punt in de cyclus: een kwart van de cyclus is voorbij.

Waarom 29.53 en niet 27.32 dagen?

Gemeten ten opzichte van de sterren draait de maan in 27.32 dagen één keer om de aarde. Maar een fase hangt af van de positie van de maan ten opzichte van de zon, en de zon staat aan onze hemel niet stil. Terwijl de maan haar omloop maakt, beweegt de aarde ongeveer 27° verder langs haar eigen baan. De maan heeft daardoor iets meer dan twee extra dagen nodig om weer dezelfde hoek met de zon te maken. De twee perioden zijn verbonden door een eenvoudige regel: 1 ÷ 27.3217 − 1 ÷ 365.256 = 1 ÷ 29.53. NASA geeft voor de synodische maand, van nieuwe maan tot nieuwe maan, 29.53 dagen.

Door diezelfde vertraging komt de maan elke dag later op. Ze beweegt elke dag ongeveer 12° oostwaarts ten opzichte van de zon en komt daardoor gemiddeld ongeveer 50 minuten later op dan de dag ervoor (24 uur ÷ 29.53 ≈ 49 minuten). Zo heeft elke fase haar eigen tijden. Een volle maan komt rond zonsondergang op en gaat rond zonsopgang onder; daarom is ze de hele nacht te zien. Bij het eerste kwartier komt de maan rond het middaguur op en gaat ze rond middernacht onder. Een nieuwe maan komt tegelijk met de zon op en gaat tegelijk met haar onder. Daarom kunnen we haar niet zien.

Je standplaats op aarde draait het beeld om. Vanaf het noordelijk halfrond is een wassende maan rechts verlicht en een afnemende maan links. Vanuit Australië of Zuid-Afrika lijkt dezelfde maan ondersteboven te staan en is ze tijdens het wassen links verlicht. Probeer de knop Zuidelijk aanzicht. Op een heldere avond kun je nog iets zien: het donkere deel van een maansikkel gloeit vaak zwak. Dat is het asgrauwe licht (aardschijn): zonlicht dat via de aarde op de maan valt en terug naar je ogen wordt weerkaatst.