Sonnenfinsternis

Wie kommt eine Finsternis zustande?

Bei einer Sonnenfinsternis schiebt sich der Mond zwischen Sonne und Erde, und der Schatten des Mondes streicht mit hoher Geschwindigkeit von West nach Ost über die Erdoberfläche hinweg. Der unter günstigsten Bedingungen über 200km durchmessende Kernschatten kann dabei die Sonne maximal 8 Minuten total verdecken. Steht der Mond einmal weiter von der Erde entfernt, so endet der Kernschatten kurz vor der Erdoberfläche, und man sieht dann eine der sehr seltenen ringförmigen Finsternisse (s. Bild unten). Bei der Finsternis im Jahre 1999 berührte der Kernschatten erstmals um 11:31 Uhr den Atlantik östlich von Kanada, und raste dann mit vielfacher Schallgeschwindigkeit über die Erde, bis er sich schließlich 3h7m später nach einer Wegstrecke von 14 000 km östlich von Indien um 14:38 Uhr in den Weltraum zurückzog. Nur in diesem 14 000km langen und nur ca. 100km breiten Streifen war die Finsternis total. Über Deutschland bewegte sich der grob 100km durchmessende, von Nordwesten heranrasende Schatten mit ca. 2700 km/h, und konnte so etwas mehr als 2 Minuten lang einen Punkt in der Mitte der Schattenbahn abdecken, zum Rand des Schattenstreifens hin nahm diese Zeit ab (in München 2m8s Totalität). Außerhalb des Schattenstreifens war die Finsternis partiell, d.h. der Mond verdeckte die Sonne nicht ganz, und zwar um so weniger, je weiter man vom Streifen der Totalität entfernt war. Am Nordpol und im südlichen Ägypten wurde die Sonne z.B. maximal zu 20% verdeckt, und die Landmassen der Südhalbkugel gingen ganz leer aus! Auf dem kleinen Bild ist ein partielle Finsternis in Horizontnähe zu sehen, bei der die Sonnenscheibe nur ganz wenig im unteren Bereich "angenagt" ist.

	Ringförmige Finsternis 1992

 

Warum gibt es nicht jeden Monat genau eine Finsternis?

Da der Mond jeden Monat einmal um die Erde kreist, sollte man auch jeden Monat bei Neumond (der Mond steht dann zwischen Erde und Sonne) eine Finsternis erwarten. Nun ist die Mondbahn aber um ca. 5° gegen die Erdbahn geneigt. Das führt letztlich dazu, dass der Mond fast immer etwas "oberhalb" oder "unterhalb" der Sonne hindurchläuft, ohne diese zu verdecken. Nur jedes halbe Jahr liegt einer der beiden Punkte, an denen die Mondbahn die Bahnebene der Erde durchstößt, fast genau zwischen Erde und Sonne, und der Mond verdeckt die Sonne, wenn er diesen "Knotenpunkt" durchläuft. Hat sich der Knotenpunkt einen Monat später noch nicht zu weit von der Verbindungslinie Erde-Sonne entfernt, so kann es erneut zu einer Finsternis kommen, theoretisch wären also bis zu 4 Finsternisse im Jahr möglich! Im Mittel ergeben sich jährlich 2,3 Finsternisse, die natürlich nicht alle total sind, und auch nicht von allen Bewohnern der Erde gesehen werden können! Sonnenfinsternisse sind nämlich im Gegensatz zu Mondfinsternissen nicht von allen Orten der Erde aus zu sehen. Der Schatten des Mondes ist in Erdnähe klein, und trifft nur einen kleinen Teil der Erde. Dagegen ist der Schatten der Erde in Mondentfernung sehr groß, so dass der Mond für alle Bewohner der Nachtseite der Erde komplett im Erdschatten verschwindet. Sonnenfinsternisse können ebenso wie Mondfinsternisse heute sehr genau vorausberechnet werden, sie treten in gewissen Zyklen auf, den sogenannten Saros-Serien. Das Zustandekommen der Saros-Serien ist nicht ganz einfach zu verstehen, dennoch haben wir unten versucht, den Begriff kurz zu erläutern. An einer Finsternis erfreuen kann man sich allerdings auch dann, wenn einem dieser Begriff nicht ganz geläufig ist.

Was ist eine Saros-Serie?

Da die Drehachse der Mondbahn (wie ein seitlich angestoßener Kreisel) eine Präzessionsbewegung macht, verändert sich die Lage der Knotenpunkte von Jahr zu Jahr, erst nach 18 Jahren, nach einer vollen Periode der Präzessionsbewegung befindet sich die Achse wieder fast exakt in der heutigen Position, erst dann tritt die "1999" Finsternis erneut auf, allerdings wandert der Ort der Finsternis um 1/3 entlang des Erdumfangs, sowie etwas nach Süden. Die "1999" Finsternis trat erstmals 1639 am Nordpol auf, und rückte dann alle 18 Jahre immer etwas weiter nach Süden, 1999 war die 21. Finsternis dieser Saros-Serie, die nach insgesamt 77 Finsternissen 3009 am Südpol endet. Es gibt nun viele solcher mindestens 1000-jährigen Saros-Serien (die Serie der "1999" Finsternis hat die Nummer 145), die zeitlich parallel ablaufen, und so die große Vielfalt der Finsternisse erklären.

Was war bei der 1999-Finsternis zu sehen?

Im Raum München berührte um 11.16 Uhr der Rand des Mondes die Sonnenscheibe rechts oben (1. Kontakt). Um 12.37 Uhr begann die totale Finsternis (2. Kontakt). Um 12.39 Uhr endete die totale Phase (3. Kontakt), und um 14.01 Uhr war die Sonne wieder voll zu sehen (4. Kontakt). Einige Minuten vor der Totalität raste von Nordwesten, einer unheimlichen dunklen Wolke gleich, der Kernschatten des Mondes heran. Kurz vor der Totalität schrumpfte die Sonnensichel zu einem kleinen Rest zusammen, der übrige Rand der Mondscheibe begann schwach zu leuchten (Diamantringphänomen). Sekunden vor der Totalität schien das Sonnenlicht nur noch durch einzelne Täler der Mondgebirge die sich am Mondrand befanden, dabei entstand eine Kette leuchtender Punkte, das Perlschnurphänomen. Während der ca. 2m Totalität sah man etwa mit Vollmondhelligkeit die Korona, den extrem dünnen Gasmantel der Sonne. Das bis zu 3 Mio Grad heiße Gas orientiert sich an den Magnetfeldlinien der Sonne, was der Korona eine faserige Struktur verleiht (s. auch Bild oben links). Mit dem Fernrohr konnten vom Sonnenrand ausgehende, rötliche Flammenzungen beobachtet werden, diese bis zu hunderttausende Kilometer hohen "Protuberanzen" bestehen aus heißen Gasen, die von der Sonne abgestoßen werden. Helle Sterne erschienen am Himmel, in Sonnennähe waren Venus und Merkur zu sehen. Am Ende der Totalität zeigten sich wieder Perlschnur und Diamantring. Während der Finsternis sank die Temperatur erheblich, Wind kam auf, es herrschte eine extrem fremdartige Stimmung. Vögel hörten auf zu singen, und unter Bäumen zeigten sich die merkwürdigen sichelförmigen Schatten. Auf den Bild rechts sind sichelförmige Schatten zu sehen, und auch ringförmige Schatten, wie sie bei einer ringförmigen Finsternis entstehen. Viel zu schnell war das Ereignis vorbei, und es blieb ein tiefer Eindruck, den man sein Leben lang nicht vergessen wird!

Eine Finsternis um Mitternacht?

Ist das möglich? Es kann doch nicht um Mitternacht eine Sonnenfinsternis geben, weil die Sonne nachts nicht zu sehen ist! Doch Vorsicht, so argumentiert nur ein Europäer, der nicht sehr weit über seinen "Tellerrand" hinausgeschaut hat. Wie wir bei den Saros-Serien oben gesehen haben beginnt eine solche Serie mit einer Finsternis in der Nähe des Nordpols, die folgenden Finsternisse dieser Serie rücken dann immer weiter nach Süden, bis sie mit einer letzten Finsternis am Südpol enden. Betrachten wir mal die Gegend um den Nordpol, so fällt uns der nördliche Polarkreis auf. Wegen der Neigung der Drehachse der Erde gegen die Umlaufbahn der Erde um die Sonne passiert Folgendes: Ist die Achse am Nordpol gerade voll zur Sonnen hin geneigt, so scheint die Sonne immer unter konstantem Winkel "von oben" auf den Nordpol, egal welche Tageszeit gerade ist. Entfernt man sich vom Nordpol in Richtung Süden, so ändert sich zwar im Laufe des Tages die Höhe der Sonne über dem Horizont, aber dennoch geht die Sonne nie unter. Einen Sonnenuntergang erlebt man erst wieder beim Überschreiten des nördlichen Polarkreises in Richtung Süden. Ist die Achse der Erde am Nordpol gerade voll von der Sonne weg geneigt, liegt der Nordpol und der Bereich bis zum Polarkreis rund um die Uhr in Schatten.

Wenn die Achse der Erde gerade nicht voll zum Pol hinzeigt, oder nicht gerade voll vom Pol wegzeigt gibt es im Bereich nördlich des Polarkreises je nach Lage der Achse und der Entfernung vom Pol alle Abstufungen zwischen "immer dunkel" und "immer hell". Für lange Helligkeit günstig ist eine Neigung der Erdachse zur Sonne hin, und das ist auf der Nordhalbkugel im Sommer gegeben. Eine Finsternis die im nördlichen Sommer genügend weit nördlich stattfindet kann also durchaus auch um Mitternacht beobachtet werden, so man sich jenseits des Polarkreises befindet. Ein Beispiel für eine solche Gegebenheit ist die Finsternis vom 1 zum 2 Juni.  Diese Finsternis beginnt in den Abendstunden des 1. Juni, und endet kurz nach Mitternacht zu Beginn des 2. Juni. Genaue Daten: Beginn 20:25 MEZ östlich von Asien, Maximum um 22:16 MEZ am Polarkreis südlich der Halbinsel Kanin, Ende um 0:07 MEZ im Nordatlantik vor Kanada. Im Maximum wird der 0,6te Teil des Sonnendurchmessers bedeckt. Das schöne Foto der Finsternis verdanken wir Bernt Olsen, der nördlich des Polarkreises am Ort Troms Fylke in Norden Norwegens um 23.33 dortiger Lokalzeit fotografiert hat. Leider hatte er dabei mit Wolken zu kämpfen, aber gerade dadurch haben die Bilder einen besonderen Reiz. Klicken auf das Bild führt zu einer großen Version, oben rechts ist der vom Mond verdeckte Teil der Sonnenscheibe recht gut zu erahnen!

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