Sonnenfinsternis

1. Was sind Finsternisse bei Himmelskörpern?
2. Welche wichtigen Arten gibt es?
3. Wie lange können diese Phänomene dauern?
4. Wie oft kommen die Bedeckungen vor?
5. Was sagt die Mythologie dazu?
6. Informationen zur Sonnenfinsternis vom 11. August 1999
7. Wichtige Hinweise
8. Beobachtbare Phänomene

1. Was sind Finsternisse bei Himmelskörpern?

Eine Finsternis entsteht durch die teilweise oder vollständige Bedeckung eines Himmelskörpers dadurch, dass er entweder in den Schatten eines anderen tritt (z. B. Mondfinsternis) oder dass sich ein anderer Körper zwischen Beobachter und Himmelskörpers bewegt und so die Sicht verdeckt (z. B. Sonnenfinsternis). Im weiteren Sinne gehören zur ersten Gruppe auch die Verfinsterungen der Jupitermonde, zur zweiten Gruppe die Sternenbedeckungen durch den Mond (siehe Bild unten), die Vorübergänge der inneren Planeten an der Sonnenscheibe und die Helligkeitsabnahme bei bedeckungsveränderlichen Sternen.

2. Welche wichtigen Arten gibt es?

Die bedeutendsten und auffälligsten Finsternisse für die Menschen sind die Sonnen- und Mondfinsternisse. Diese entstehen aufgrund der Beschreibung in den zwei oben genannten Punkten. Die anderen Verfinsterungen und Bedeckungen haben fast keine Bedeutung, da sie nur sehr unscheinbar sind.

2.1 Mondfinsternis

Zu einer Verfinsterung des Mondes kommt es, wenn dieser in den Erdschatten eintritt. Dazu müssen Sonne und Mond in Opposition (= sich gegenüberstehen und die Erde ist dazwischen) stehen, d. h., es muss Vollmond sein und der Mond muss nahe einem Knoten sein, damit er nicht ober- oder unterhalb des Erdschattens vorbeigeht. Das Phänomen des auf- oder absteigenden Knotens beruht auf der Tatsache, dass die Mondbahnebene um ca. 5° gegen die Erdbahnebene geneigt ist.

1. Bei einer totalen Mondfinsternis erreicht der Vollmond zunächst die Grenze des irdischen Halbschattens.
2. Eine Halbschattenfinsternis entsteht.
3. Danach tritt der Mond in den Kernschatten ein: Es entsteht eine partielle Finsternis. Nun wird der Mond deutlich dunkler und nimmt eine rötlich-braune Farbe an.
4. Während der Totalität befindet sich unser Trabant ganz im Kernschatten und schimmert nur noch schwach rötlich.
5. Allmählich tritt der Mond wieder aus dem Kernschatten aus und man beobachtet abermals eine partielle Finsternis.
6. Kurz bevor er seine ursprüngliche Helligkeit erreicht, tritt nochmals eine unbedeutende Halbschattenfinsternis ein.
7. Danach ist der Vollmond wieder "ganz der alte".

2.2 Sonnenfinsternis

Bei dieser eindrucksvollsten aller Verfinsterungen bewegt sich die Mondscheibe vor der Sonne vorbei und verdeckt sie für eine kurze Zeit. Für den Eintritt dieses Ereignisses müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein. Zunächst müssen beide Gestirne gleiche ekliptikale Länge haben, es muss also Neumond sein. Damit der Mond dabei aber nicht, wie es meist der Fall ist, ober- oder unterhalb der Sonnenscheibe vorbeigeht, muss er sich zu diesem Zeitpunkt nahe der Erdbahnebene (Ekliptikebene) befinden, also möglichst geringe ekliptikale Breite haben; er muss nahe einem Knoten sein.

Die im folgenden zu schildernden Verhältnisse werden klarer, wenn man sich auf den Standpunkt eines außerirdischen Beobachters stellt und den Schattenwurf des Mondes verfolgt.

In der Abbildung oben erkennt man als Kernschatten des Mondes den Bereich, in den von keiner Stelle der Sonnenscheibe her Licht eindringen kann. In diesem kegelförmigen Gebiet ist die Sonne nicht zu sehen. Ringsherum schließt sich der Bereich des Halbschattens an, in den nur von einigen Teilen der Sonnenscheibe her Licht eindringt. Ein in diesem Halbschatten befindlicher Beobachter sieht also die Sonne partiell verfinstert.

Wegen der Größen- und Entfernungsverhältnisse (die Sonne ist etwa 400mal größer und 390mal weiter entfernt als der Mond) erscheinen beide Himmelskörper von der Erde aus gesehen ungefähr gleich groß. Das hat zur Folge, dass die Spitze des Kernschattenkegels etwa bis zur Erde reicht. Deswegen ist das Gebiet auf der Erdoberfläche, in dem die Finsternis total erscheint, die Totalitätszone, immer sehr klein, höchstens etwa 250 km breit.

An diese Zone schließt beiderseits das sehr viel breitere Gebiet (mehrere Tausend Kilometer) an, das vom Halbschatten getroffen wird. In ihm sieht man um so weniger von der Sonnenscheibe verdeckt, je weiter man von der Totalitätszone entfernt ist.

3. Wie lange können diese Phänomene dauern?

Wenn eine Mondfinsternis stattfindet, ist der Erdschattenkegel bei mittleren Entfernungen der Erde von Sonne und Mond etwa dreimal so breit wie der Mond, so dass sich dieser, wenn er genau durch die Kegelmitte läuft, von Beginn bis Ende der totalen Verfinsterung gerade zweimal um seine eigene Breite fortbewegen muss. Daher kann die Totalität bis zu 100 Minuten dauern. Die Dauer der gesamten Finsternis vom ersten bis zum letzten Kontakt mit dem Schatten beträgt bis zu 3,5 Stunden.
Bei einer Sonnenfinsternis wandert, durch das Zusammenspiel der Bewegungen des Mondes um die Erde und deren Erdrotation, der Kernschattenkegel des Mondes im Mittel mit 30 km/min Geschwindigkeit über die Erdoberfläche hinweg und beschreibt eine meist von West nach Ost verlaufende Zone, auf der nach und nach eine Sonnenfinsternis beobachtet werden kann. Daher kann die Totalität in der Mitte der Totalitätszone im günstigsten Fall bis zu 7,6 Minuten an einem Ort andauern.

4. Wie oft kommen die Bedeckungen vor?

Für einen bestimmten Beobachtungsort ereignen sich Mondfinsternisse zahlreicher als Sonnenfinsternisse, da diese im Gegensatz zu Mondfinsternissen immer nur in einem sehr kleinen Gebiet beobachtet werden können. Im Mittel ist von einem bestimmten Platz auf der Erde aus eine Sonnenfinsternis nur alle 360 Jahre einmal zu beobachten. Aber rein rechnerisch betrachtet und auf die ganze Erde bezogen, gibt es im Durchschnitt etwa 2,3 Sonnenfinsternisse und nur etwa 1,5Mondfinsternisse in pro Jahr.

Dem Nachteil, dass man Sonnenfinsternisse nur selten sehen kann, ist in der jetzigen Zeit leicht beizukommen. Mit Hilfe des Computers ist man heute sehr schnell in der Lage, den Ort der nächsten Finsternis voraus zu berechnen und sich, wenn man das nötige Kleingeld übrig hat, in ein Flugzeug zu setzen und dort hin zu fliegen. Dort angekommen, muss dann nur noch das Wetter zum Beobachten geeignet sein.

Bereits schon im Altertum war man in der Lage, Sonnen- und Mondfinsternisse vorauszuberechnen. Es war aufgefallen, dass sich die Finsternisabläufe nach 18 Jahren und 10 1/3 beziehungsweise 11 1/3 Tagen (je nach Zahl der Schaltjahre) wiederholen. In diesem Zeitabstand wiederholen sich die relativen Positionen der Neu- und Vollmondphasen zu den Mondbahnknoten, da 223 synodische Monate (= 6585,32 mittlere Sonnentage) fast genau gleich 242 drakonitische Monate (= 6585,35 mittlere Sonnentage) sind. Dieser Zeitraum wurde Sarosperiode oder Saroszyklus genannt.

Nicht berücksichtigt ist im Saroszyklus die Erdrotation. So kann sich eine Mondfinsternis wieder holen, ist aber nicht vom gleichen Beobachtungsort sichtbar, da der Mond gerade untergegangen ist. Ebenso überstreicht nach einer Sarosperiode die Kernschattenspitze des Monde andere Gebiete auf der Erdoberfläche, die Sonne verfinstert sich an anderen Orten. Daher kommen die bereits oben genannten 360 Jahre bis zu einer tatsächlichen Wiederholung.

Die einzelnen Saroszyklen sind durchnummeriert. Die totale Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 gehört zum Saroszyklus Nr. 145, der 77 Finsternisse umfasst. Die erste Sonnenfinsternis dieses Zyklus fand am 4. Januar 1639 statt, die letzte wird sich am 17. April 3009 ereignen.

5. Was sagt die Mythologie dazu?

Finsternisse wurden früher meist mit großer Furcht, stets aber mit viel Interesse beobachtet. So ist es nicht verwunderlich, dass diese Naturschauspiele schon frühzeitig registriert wurden. Hieraus ergibt sich eine Möglichkeit, die Chronologie alter Kulturen festzulegen, da man die Zeiten der Finsternisse auch für die Vergangenheit berechnen kann.

In alten Mythologien findet sich die Vorstellung, dass bei einer Verfinsterung das Gestirn von einem Fabelwesen (z. B. einem Drachen) verschlungen wird; daher wurden die Mondknoten auch Drachenpunkte genannt. Mit Geschrei, Trommelwirbel und Tambourinschlagen gelang es den Chinesen jedesmal, die Drachen zu vertreiben und die Sonne oder Mond zu retten.

In Kurukshetra, einer den Hindus heiligen Stadt, 150 Kilometer nördlich von Delhi, strömten zur Finsternis mehr als eine Million Menschen zusammen, um in den geweihten Teichen ein Bad zur Seelenreinigung zu nehmen - nach ihrem Glauben während einer Sonnenfinsternis besonders wirkungsvoll. Heilige Männer gruben sich bis zum Hals in die Erde, in der Hoffnung, dass ihre Sünden am Sand haften blieben.

Schicksalhaft war die totale Sonnenfinsternis am 28. Mai 585 v.Chr. in Kleinasien. "Krieg war zwischen den Lydiern und Mediern ausgebrochen", berichtete der griechische Philosoph und Historiker Herodot um 450 v.Chr., "und er dauerte bereits fünf Jahre mit großer Heftigkeit und wechselndem Erfolg." Im sechsten Jahr rüsteten beide Heere zur Entscheidungsschlacht. Auf dem Höhepunkt des Kampfes wurde der Tag plötzlich zur Nacht. Thales, der Mileter, hatte dieses Ereignis vorausgesagt und die Ionier davor gewarnt. Sie blieben verhältnismäßig gelassen. Die Medier und Lydier dagegen waren völlig überrascht von der Finsternis am Tage. Herodot:"Sie ließen daraufhin vom Kampfe ab und schlossen Frieden."

Bei dem Volk der Buriati, in Ostsibirien, östlich des Baikalsees, glaubte man, dass ein Ungeheuer namens Alkha ständig hinter Sonne und Mond her sei und sie verschlinge. Die Götter, die über die wiederholte Verfinsterung der Welt erzürnt waren, hieben Alkha in zwei Teile, von denen der untere auf die Erde fiel, der obere jedoch weiterhin am Himmel sein Unwesen trieb, so dass es bis heute gelegentlich zu Finsternissen kommt.

6. Informationen zur Sonnenfinsternis vom 11. August 1999

Am Mittwoch, 11. August 1999, strich die Kernschattenspitze des Mondes über Mitteleuropa. Für mehr als zwei Minuten wurde es um die Mittagszeit in einem schmalen Korridor von rund hundert Kilometer Breite vollkommen Nacht. Um die vom Neumond verfinsterte Sonne schimmerte der Strahlenkranz der Korona (= heiße Gashülle um die Sonne), am nachtblauen Firmament leuchten Sterne und Planeten auf. Zumindest dort, wo der Himmel nicht von Wolken bedeckt war.

Erstmals traf der Kernschatten des Mondes die Erde um 11:31 (alle Zeiten in MESZ) im Nordatlantik etwa 300 km südlich von Neuschottland. In 40 Minuten überquerte der Mondschatten dann den Atlantik bis er gegen 12:10 die britischen Inseln erreichte. Die Totalitätszone war inzwischen auf 103 km Breite angewachsen, auf der Zentrallinie (Mittellinie der Totalitätszone) dauerte die totale Phase schon zwei Minuten. Der Mondschatten raste mit knapp 3300 km/h über Land und Meer, dies entspricht etwa der dreifachen Schallgeschwindigkeit. Weiter ging die rasche Reise des Kernschattens knapp südlich an London vorbei. Um 12.16 wurde der Ärmelkanal erreicht, bald darauf Frankreich. Paris lag nur 30 km südlich der Totalitätszone (vom Südrand aus gesehen). Um 12h23m waren in Paris 99 % der Sonnenscheibe verdeckt. Weiter eilte der Schatten des Mondes über Belgien, Luxemburg und Deutschland. Im französischen Metz hat er um 12:29 die Sonne für 2min13s total verfinstert. Vier Minuten später kreuzte der Mondschatten die deutsch-französische Grenze und zog über Süddeutschland hinweg.

Die Städte Karlsruhe, Pforzheim, Heilbronn, Tübingen, Stuttgart, Göppingen, Aalen, Heidenheim, Ulm, Augsburg, Ingolstadt, München, Landshut und Rosenheim lagen in der Totalitätszone, während Mannheim, Regensburg und Passau knapp außerhalb des nördlichen Randes lagen. Südlich der Totalitätszone lagen die Orte Freiburg (Breisgau), Alpirsbach, Rottweil, Ebingen, Riedlingen, Biberach, Memmingen, Kaufbeuren, Schongau, Weilheim (Oberbayern). Während in Frankfurt (Main) die Finsternisgröße nur 0,98 erreichte, lag Stuttgart genau auf der Zentrallinie. Um 12.34 MESZ wurde hier der Höhepunkt der Finsternis mit einer Totalitätsdauer von 2min 17s und einer Kernschattenbreite von 109 km erreicht. Die Sonne stand dabei 55° hoch über dem Horizont.

Mit großem Tempo eilte der Mondschatten weiter, überstrich Ulm und Augsburg. München lag 20 km südlich der Zentrallinie. Für 2min 07s bedeckte in München der Mond die Sonne um 12.37 vollständig. Um 12.41 wurde die deutsch-österreichische Grenze vom Mondschatten passiert. Zu diesem Zeitpunkt erlebten die Salzburger die totale Phase von 2min 02s Dauer. Linz am nördlichen Rand der Finsterniszone wurde um 12.43 für nur dreißig Sekunden total verfinstert. Der Schatten raste weiter über Steyr, Kapfenberg, Graz und Eisenerz. Während Kapfenberg und Eisenerz nahe der Zentrallinie lagen, war Graz am südlichen Rand des Kernschattenkorridors angesiedelt. In Graz dauerte die Totalität 1min 04s, wobei die Mitte der Finsternis um 12.45 zu registrieren war, bei einer Sonnenhöhe von 58°. Wien lag 40 km nördlich der Totalitätszone, weshalb die Größe der Finsternis nur 0,99 um 12.47 erreichte.
Nach Österreich bedeckte der Kernschatten des Mondes noch Ungarn, Rumänien, zog über das Schwarze Meer und nahm dann Kurs auf Indien, wo die Finsternis im Indischen Ozean um 13.36 Uhr (MESZ) ihr Ende fand. Damit wurde dann ein "Schattenweg" von 14 000 km auf der Erdoberfläche in ungefähr 3 Stunden und 7 Minuten zurückgelegt.

Bis Sie wieder eine totale Finsternis im deutschsprachigen Raum sehen können, brauchen Sie Geduld bis zum 3. September 2081 im Bodenseebereich und der Schweiz oder am 7. Oktober 2135 im Bereich zwischen Hamburg und Berlin.

7. Wichtige Hinweise

Nach der Sonnenfinsternis am 7. März 1970 in den USA wurden 145 Menschen offiziell registriert, die ihr Augenlicht verloren haben, da sie ohne ausreichenden Schutz die Sonne beobachtet hatten. Bereits einfache Netzhautreizungen sind in der Entstehungsphase zwar schmerzlos (und darum so gefährlich), verursachen am nächsten Tag jedoch unsägliche Schmerzen.
Um dauerhafte Schäden Ihrer Augen zu vermeiden, sollten Sie niemals ungeschützt direkt in die Sonne blicken. Normale Sonnenbrillen, berußte Glasscheiben oder CD's oder "schwarze" Negativstreifen bieten keine ausreichende Schutzwirkung.

Teleskope, Ferngläser, Foto-Objektive oder ähnliche Geräte bündeln das Licht und vervielfachen damit die Gefahr für Ihre Augen (Brennglas-Effekt). Diese Geräte müssen zum Beobachten der Sonne an der Lichteinfallöffnung mit spezieller Schutzfolie abgedeckt werden. Für die Beobachtung mit den Augen gibt es spezielle Sonnen-Beobachtungs-Brillen. Benutzen Sie diese aber nicht, wenn Sie mit oben genannten Geräten die Sonne beobachten wollen. Selbst diese Spezial-Brillen können so stark gebündeltes Licht nicht ausreichend abschirmen. Die einzige Ausnahme, wo sie ohne Schutzbrille beobachten können, ist die Zeit während der Totalität.

8. Beobachtbare Phänomene

Der Finsterniswind: Oft kommt es auch einige Minuten vor der Totalität zu einem kühlen aber nicht starken Wind. Mitunter löst sich dadurch auch ein bestehender Wind auf. Bis zur Finsternismitte kann die Temperatur um bis zu 5° abfallen.

Der Finsternishimmel: Mit Fortdauer der partiellen Verfinsterung wird das Sonnenlicht fahl. Dieser Eindruck verstärkt sich, um so schmaler die Sonnensichel wird. In der Gegenphase, nach der Totalität, ist dies nicht mehr so auffällig.

Der Totalitätshimmel: Er hat normalerweise die gleiche Helligkeit wie eine helle Vollmondnacht. Somit sind die hellsten Sterne gerade noch mit bloßem Auge sichtbar.

Der Diamantring: (Perlschnur-Phänomen) Dieser ist sowohl beim 2.Kontakt als auch beim 3.Kontakt sichtbar, wenn ganz wenig Sonnenlicht durch die Mondtäler bricht.

Die Protuberanzen: (Rote Flammenzungen am Sonnenrand) Man erkennt sie oft schon mit bloßem Auge als rote Gebilde am Sonnenrand. Mit einen Fernglas sind sie noch viel besser erkennbar.

Die Sonnenkorona: (Heiße Gashülle um die Sonne) Sobald die Totalität begonnen hat ist von der Sonne eigentlich nur mehr die hell strahlende Korona sichtbar. Sie zeigt meist eindrucksvolle Strahlen und hat eine Ausdehnung von rund 3 Grad. Egal was passiert, ein Blick durch`s Fernglas sollte nicht fehlen. Es bietet sich ein grandioser Anblick.

Fliegende Schatten: Sie entstehen durch Luftschlieren an spaltförmigen Lichtquellen (Bei extrem schmaler Sonnensichel). Man erkennt sie aus einigem Abstand auf ebenen, gleichmäßig hellen Flächen. Sie erscheinen hellgrau und erinnern an die Schattenbilder am Boden eines Schwimmbades.

Erklärung zu den 4 Kontakten einer totalen Sonnenfinsternis:

1. Kontakt: Beginn der Finsternis - der Mondrand berührt die Sonnenscheibe
2. Kontakt: Beginn der Totalität - der Mond bedeckt die Sonne vollkommen
3. Kontakt: Ende der Totalität - der 1. Sonnenstrahl blitzt auf
4. Kontakt: Ende der partiellen Phase - Finsternis Ende