Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond stattfinden, wenn der Mond zwischen Erde und Sonne wandert. Da etwa alle 29,5 Tage ein Neumond auftritt, stellt sich natürlich die Frage: Warum kommt es nicht jeden Monat zu einer Sonnenfinsternis?
Die Antwort ist, dass die Umlaufbahn des Mondes geneigt ist. In den meisten Monaten bewegt sich der Mond an unserem Himmel etwas über oder unter der Sonne, sodass sein Schatten die Erde verfehlt.
Die Umlaufbahn des Mondes ist geneigt
Die Erde umkreist die Sonne in einer Ebene, die Ekliptik genannt wird. Die Umlaufbahn des Mondes um die Erde ist gegenüber dieser Ebene um etwa 5 Grad geneigt.
Fünf Grad klingen klein, reichen aber aus, um die Ausrichtung zu verfehlen. Bei Neumond kann sich der Mond zwischen Erde und Sonne befinden, ist aber immer noch zu weit nördlich oder südlich, als dass sein Schatten auf die Erde fallen könnte. Aus unserer Sicht bewegt sich der Mond in der Nähe der Sonne am Himmel, aber nicht direkt über ihr hinweg.
Dies ist auch der Grund, warum es nicht bei jedem Vollmond zu einer Mondfinsternis kommt. Die Geometrie muss dreidimensional ausgerichtet sein, nicht nur auf einem flachen Kalender.
Die Knoten sind die Kreuzungspunkte
Die geneigte Umlaufbahn des Mondes kreuzt die Umlaufbahnebene der Erde an zwei Punkten, die als Knoten bezeichnet werden. Eine Sonnenfinsternis kann nur auftreten, wenn der Neumond in der Nähe eines dieser Knoten auftritt.
Befindet sich der Mond bei Neumond in der Nähe eines Knotens, können Sonne, Mond und Erde so nah beieinander liegen, dass der Schatten des Mondes die Erde erreichen kann. Wenn der Mond weit von einem Knoten entfernt ist, geht der Schatten daneben.
Dies gibt der Finsternisvorhersage einen Rhythmus. Astronomen suchen nicht nur nach Neumonden. Sie suchen nach Neumonden in der Nähe der Orte, an denen die Mondbahn die Ekliptik kreuzt.
Eclipse-Jahreszeiten
Eine Finsternissaison ist ein Zeitraum, in dem die Sonne nahe genug an einem der Mondknoten erscheint, sodass Finsternisse möglich sind. Die Jahreszeiten der Sonnenfinsternis finden etwa alle sechs Monate statt.
Während einer Finsternissaison kann es bei Neumond zu einer Sonnenfinsternis kommen. Eine Mondfinsternis kann auch in der Nähe des Vollmonds auftreten, wenn die Geometrie auf der anderen Seite der Erde übereinstimmt. Aus diesem Grund treten Finsternisse manchmal paarweise auf, wobei Sonnen- und Mondfinsternis etwa zwei Wochen voneinander entfernt sind.
Außerhalb der Finsternissaison durchläuft der Mond immer noch neue und volle Phasen, aber die Schatten fehlen.
Warum totale Finsternisse noch seltener sind
Selbst wenn es zu einer Sonnenfinsternis kommt, ist diese nicht immer total. Der zentrale Schatten des Mondes verfehlt möglicherweise die Erde und führt nur zu einer partiellen Sonnenfinsternis. Oder der Mond ist möglicherweise so weit entfernt, dass er zu klein erscheint, um die Sonne zu verdecken, was zu einer ringförmigen Sonnenfinsternis führt.
Eine totale Sonnenfinsternis erfordert eine genauere Ausrichtung: Der Mond muss sich in der Nähe einer neuen Phase befinden, in der Nähe eines Knotens, nahe genug an der Erde auf ihrer elliptischen Umlaufbahn und so positioniert sein, dass der Kernschatten Ihren Standort erreicht.
Deshalb ist die Totalität an einem Ort auf der Erde selten. Sonnenfinsternisse passieren regelmäßig irgendwo, aber der Weg der Totalität ist schmal und verläuft jedes Mal über verschiedene Regionen.
Das Muster ist vorhersehbar
Die Geometrie ist komplex, aber nicht zufällig. Da sich die Phasen, Umlaufbahnen und Knotenpositionen des Mondes in langen Zyklen wiederholen, können Finsternisse weit im Voraus vorhergesagt werden. Der Saros-Zyklus ist ein berühmtes Beispiel: Nach etwa 18 Jahren und 11 Tagen wiederholt sich eine ähnliche Finsternisgeometrie.
Moderne Finsternisvorhersagen basieren auf detaillierten Orbitalmodellen, aber der grundlegende Grund ist derselbe: Finsternisse treten dann auf, wenn die Phase des Mondes und die Kreuzung seiner geneigten Umlaufbahn übereinstimmen.
Quellen und zugehörige Leitfäden
- Die NASA antwortet warum wir nicht jeden Monat eine Sonnenfinsternis haben mit der geneigten Umlaufbahn des Mondes.
- Die NASA stellt in ihrem Erklärungstext zur Ausrichtung von Erde, Mond und Sonne fest, dass die Umlaufbahn des Mondes um etwa fünf Grad geneigt ist.
- Lesen Sie als nächstes über den Saros-Zyklus, wie Finsternisvorhersagen funktionieren und den Weg der Totalität.
Sehen Sie es in SolarWatch
Verwenden Sie SolarWatch, um den Katalog der Sonnenfinsternis von 2000 bis 2200 zu durchsuchen. Die Karten- und Schattensimulation macht deutlich, warum viele neue Monde keine Sonnenfinsternis hervorrufen, während einige wenige genau genug ausgerichtet sind, um den Schatten des Mondes über die Erde zu schicken.