Farb- und Schattenspiele bei der Mondfinsternis vom 21. Februar 2008

Am frühen Morgen des 21. Februar 2008 zieht der Mond auf seiner Bahn um die Erde durch den Erdschatten und wird dabei total verfinstert. Eine Mondfinsternis bietet für Sterngucker zahlreiche Beobachtungsmöglichkeiten, die hier kurz vorgestellt werden sollen.

Wie und wann entsteht eine Mondfinsternis?

Zu einer Mondfinsternis kommt es immer dann, wenn Sonne, Erde und Mond ziemlich genau auf einer Linie stehen. Für einen Beobachter auf der Erde steht der Mond dann der Sonne am Himmel genau gegenüber - es ist Vollmond. Wegen der Neigung der Mondbahnebene gegen die Erdbahnebene zieht der Vollmond normalerweise etwas oberhalb oder unterhalb am Erdschatten vorbei und es kommt zu keiner Finsternis. Wenn der Vollmond jedoch in der Nähe der Erdbahnebene steht, führt ihn sein Weg durch den Erdschatten - es gibt eine Mondfinsternis. Man unterscheidet partielle und totale Mondfinsternisse (die sogenannten Halbschattenfinsternisse fallen kaum auf und seien hier nicht betrachtet). Bei einer partiellen Mondfinsternis taucht ein Teil des Mondes in den Kernschatten der Erde ein. Der verfinsterte Teil wird dann nicht mehr von direktem Sonnenlicht beschienen. Bei einer totalen Mondfinsternis verschwindet der Mond dagegen vollständig im Kernschatten der Erde.

Hauptdaten der totalen Mondfinsternis vom 21. Februar 2008

Die Finsternis vom 21. Februar 2008 ist - gutes Wetter vorausgesetzt - für Beobachter in Europa, in Afrika sowie in Amerika zu verfolgen. Bei Eintritt des Mondes in den Kernschatten der Erde (02h 42.9m MEZ) steht der Mond 44 Grad hoch in südwestlicher Richtung. Es dauert eine gute Stunde, bis der Vollmond auf seiner Bahn um die Erde vollständig in den Erdschatten hineingezogen ist, bis also um 04h 00.7m MEZ die Totalität beginnt. Die Phase der totalen Verfinsterung im Erdschatten dauert bei dieser Finsternis 0h 50m. Ab 04h 50.8m MEZ wird der südliche Mondrand erstmals wieder von direktem Sonnenlicht beschienen und die Totalität ist damit beendet. Ab 06h 08.9m MEZ ist der Mond dann ganz aus dem Kernschatten ausgetreten und der Vollmond leuchtet bald wieder in gewohnter Weise. Die Halbschattenphase der Finsternis vor 02h 00m und nach 06h 30m MEZ fällt kaum auf. Der Mond geht für Freiburg gegen 7h 15m MEZ unter.

Hauptdaten der Finsternis:

(Eintritt des Mondes in den Halbschatten	01h 36m MEZ)
Eintritt des Mondes in den Kernschatten	02h 42.9m MEZ
Beginn der totalen Verfinsterung	04h 00.7m MEZ
Finsternismitte	04h 25.6m MEZ
Ende der totalen Verfinsterung	04h 50.8m MEZ
Austritt des Mondes aus dem Kernschatten	06h 08.9m MEZ
(Austritt des Mondes aus dem Halbschatten	07h 14m MEZ)

Die Hauptdaten der Finsternis sowie eine Graphik, die den Weg des Mondes durch den Erdschatten zeigt, sind in diesem von Fred Espenak adaptierten Bild zu finden (Quelle: Fred Espenaks Seiten zu Sonnen- und Mondfinsternissen).

Verfärbung und Helligkeit des Mondes im Kernschatten

Der Reiz einer totalen Mondfinsternis besteht darin, daß der Mond selbst während der Totalität gar nicht vollständig dunkel erscheint, sondern meistens in fahlen roten, grauen und braunen Farbtönen schimmert (siehe nebenstehendes Bild der totalen Mondfinsternis vom 9. Februar 1990). Ursache für diese "Restbeleuchtung" ist die Erdatmosphäre. Sonnenlicht, das die Erdatmosphäre an der Tag-Nachtgrenze fast streifend trifft, wird in der Atmosphäre ähnlich wie in einer Linse ein wenig abgelenkt und in den Kernschatten der Erde hineingebrochen (siehe Abbildung). Und weil auf dem langen Weg durch die Atmosphäre der blaue Anteil des Lichts viel stärker an den Luftteilchen gestreut wird als der rote, beleuchtet das indirekte Licht den Mond vorwiegend in warmen Farbtönen. Wir können eine Mondfinsternis als ein natürliches Experiment auffassen, bei dem der Mond als mobile Leinwand im Erdschatten dient. Das vom Mond aufgefangene Licht verrät uns dabei einiges über unsere Erdatmosphäre.

Die Erdatmosphäre bricht ein wenig Sonnenlicht in den Kernschatten der Erde.

Eine wichtige Rolle für die Beleuchtungsverhältnisse auf dem Mond während der Finsternis spielt die Position des Erdtrabanten im Schatten. In den äußeren Schattenbereichen in der Nähe der Schattengrenze ist es noch relativ hell. Hier dominieren Grautöne gemischt mit etwas Gelb oder Orange. In Richtung Zentrum wird es dann immer dunkler und die Verfärbung ist oft kupferrot bis braun. Bei der Finsternis vom 21. Februar 2008 zieht der Mond südlich am Zentrum des Kernschattens der Erde vorbei. Der nördliche Mondrand dürfte daher zum Zeitpunkt der größten Verfinsterung wesentlich dunkler als der randnähere südliche Teil erscheinen (siehe Graphik des Finsternisverlaufs).

Helligkeit und Verfärbung des Lichtes im Kernschatten hängen zudem vom Zustand der Hochatmosphäre ab, etwa vom Staubgehalt und von der Bewölkungssituation an der Tag-Nachtgrenze der Erde. Nach einem starken Vulkanausbruch und entsprechenden Aschemengen in der Hochatmosphäre kann es vorkommen, dass der Mond in der Nähe des Schattenzentrums gar nicht mehr zu sehen ist. Das wird am 21. Februar 2008 wohl nicht der Fall sein, da es in letzter Zeit keinen wirklich großen Vulkanausbruch auf der Südhalbkugel gab.

Das bisher Gesagte spricht für eine mittelhelle Finsternis. Erfahrungsgemäß erscheint der Mond bei Finsternissen, bei denen er im erdnahen Teil seiner elliptischen Bahn steht, etwas dunkler als bei solchen, bei denen er die maximale Entfernung von der Erde hat. Am 21. Februar steht der Mond mit 384000 km Distanz ziemlich genau in mittlerer Entfernung zur Erde.

Die Helligkeit und Verfärbung des Mondes bei Mondfinsternissen wird in einer fünfstufigen Skala nach dem französischen Astronomen André Danjon eingeschätzt; die Finsternis vom 21. Februar 2008 dürfte wohl Stufe 2 oder 3 der folgenden Skala erreichen:

L=0 Sehr dunkle Finsternis. Der Mond erscheint grau-schwarz und ist fast unsichtbar, speziell zur Finsternismitte.
L=1 Dunkle Finsternis von grauer oder bräunlicher Färbung. Details lassen sich nur mit Schwierigkeit erkennen.
L=2 Tiefrote oder rostige Färbung. Sehr dunkler Zentralschatten, wohingegen der äußere Rand des Kernschattens relativ hell ist.
L=3 Ziegelrote Färbung. Kernschatten hat gewöhnlich einen hellen oder gelben Rand.
L=4 Sehr helles kupferrot oder orange Färbung. Kernschatten hat einen bläulichen, sehr hellen Rand. Oberflächeneinzelheiten sind ohne weiteres zu erkennen.

Bitte teilen Sie mir Ihre Einschätzung der Verfärbung und Helligkeit nach der Danjon-Skala mit.

Vermessung des Erdschattens

Die Erdatmosphäre macht sich noch durch drei andere Effekte bei einer Mondfinsternis bemerkbar:

Bereits mit einem kleinen Fernrohr ab ca. 30facher Vergrößerung erkennt man, daß die Grenze des Kernschattens nicht scharf, sondern verwaschen erscheint. Es ist gar nicht so einfach zu sagen, wann der Mondrand oder ein Krater genau an der Schattengrenze steht.
Der Erdschatten erscheint knapp 2% größer als aufgrund der Dimensionen des festen Erdkörpers zu erwarten wäre.
Der Erdschatten ist stärker abgeplattet als die Erdkugel.

Schattenvergrößerung und -abplattung lassen sich relativ einfach dadurch bestimmen, daß man die Zeiten misst, zu denen gut sichtbare Mondkrater beim Ein- oder Austritt in den bzw. aus dem Kernschatten gerade an der Kernschattengrenze stehen. Da die Position der Mondkrater und die Mondbewegung genau bekannt sind, kann man zu jeder gemessenen Ein- bzw. Austrittszeit Richtung und Winkelabstand des Kraters vom Schattenzentrum, also den Schattenradius, berechnen. Aus der Gesamtheit der so berechneten Schattenradien ergeben sich dann Größe und Form des Erdschattens.

Ein- und Austrittszeiten für 70 Formationen auf dem Mond sowie eine Aufsuchkarte und praktische Hinweise für die Beobachtung finden sich hier.

Sternbedeckungen durch den verfinsterten Mond

Eine totale Mondfinsternis ist eine günstige Gelegenheit, um die Bedeckung auch schwächerer Sterne durch den Mond zu beobachten. Während der Finsternis vom 21. Februar 2008 bedeckt der Mond für Freiburg praktisch nur einige Sterne 8 mag und schwächer. Diese Bedeckungen dürften mit Teleskopen ab etwa 20 cm Öffnung zu beobachten sein und sind hier nur aus Gründen der Vollständigkeit wiedergegeben.

Erläuterungen zu einigen Spalten (unvollständig):

DAY TIME-UT: Tag und Zeit (UTC) des Verschwindens/Wiederauftauchens für Freiburg; in der näheren Umgebung von Freiburg ergeben sich Verschiebungen von einigen Sekunden zu den angegebenen Zeiten
P: Phänomen; D: D (disappearance)=Verschwinden am östlichen Rand, R (reappearance)=Wiederauftauchen am westlichen Rand
Star: Name/Nummer des Sterns
Mag: Helligkeit in Größenklassen
PA: Positionswinkel, gezählt vom Nordpunkt des Mondes am Himmel über Osten
WA: Watts-Winkel, gezählt vom Nordpol des Mondes über Osten

Occultation Predictions for Freiburg in Februar 2008
E.Long.    7 48  0.0   Lat.  48  0  0.0   Alt. 265m.   T.dia 100mm.   dMag 0,0

      day  Time   P   Star  Sp  Mag    % Elon Sun  Moon   CA   PA  VA  WA Libration   A   B   RV   Cct   R.A. (J2000)  Dec
 y  m  d  h  m  s      No  D       V  ill     Alt Alt Az   o    o   o   o   L    B   m/o m/o "/sec   o  h  m   s    o  m  s
08 02 21  1 56 59 r X 15270 G5 10,4   86E 179     42 230 -29N 304 273 285 +4,6 +1,1 +0,9-1,8 ,445 -178 10  8 58.2  10 25 11
08 02 21  2 19 56 D X 15316SF8  9,8   49E 179     39 235  76U 128  94 109 +4,6 +1,1 +0,8-1,9 ,452   -3 10 11 16.2  10  0 40
   X 15316 is triple :  10.2 10.4   73"  186,0 :   9.5 10.7  340"  203,0
08 02 21  2 25 13 d X117435M   11,2   40E 179     38 237  86U 148 114 130 +4,6 +1,1 +0,5-2,2 ,419  -23 10 11  7.3   9 55 27
   X117435 is triple :  10.7 10.3  134"  233,0 :  10.7  9.5  340"   23,0
08 02 21  2 26 15 d X117424M   11,0   38E 179     38 237  91U 157 122 138 +4,6 +1,1 +0,3-2,3 ,386  -32 10 11  0.0   9 54  7
   X117424 is triple :  10.3 10.7  134"   53,0 :  11.0 11.2  152"  196,0
08 02 21  2 30  9 d X117451    11,0   32E 179     38 238  75U 136 101 117 +4,6 +1,2 +0,6-2,0 ,449  -11 10 11 25.7   9 56 16
08 02 21  2 33 11 d X117400    10,6   27E 179     37 239 -54S 197 162 179 +4,6 +1,2 -1,6-4,1 ,134  -73 10 10 26.9   9 51 45
08 02 21  2 40  3 d X117480    10,9   17E 179     36 240  53U 108  72  89 +4,5 +1,2 +1,0-1,7 ,444  +16 10 11 57.2  10  0  0
08 02 21  2 53  2 r X117400    10,6    3E 179     34 244 -85N 232 194 213 +4,5 +1,2 +2,9+0,2 ,137 -107 10 10 26.9   9 51 45
08 02 21  3  3 28 d X117472    10,9    0E 179     33 246  83U 164 125 145 +4,5 +1,2 +0,1-2,4 ,362  -40 10 11 51.7   9 43 39
08 02 21  3 18 12 d X117522    10,8    0E 179     31 249  58U 110  70  91 +4,5 +1,2 +0,7-1,7 ,466  +14 10 12 57.5   9 49 25
08 02 21  3 22  2 r X117424M   11,0    0E 179     30 250  81U 271 231 252 +4,5 +1,3 +0,9-1,5 ,410 -148 10 11  0.0   9 54  7
   X117424 is triple :  10.3 10.7  134"   53,0 :  11.0 11.2  152"  196,0
08 02 21  3 23 33 D X117525    10,0    0E 179     30 250  67U 121  81 102 +4,5 +1,3 +0,6-1,9 ,482   +3 10 13  1.3   9 45 20
08 02 21  3 25 52 r X117435M   11,2    0E 179     29 251  75U 280 240 261 +4,5 +1,3 +0,8-1,6 ,447 -157 10 11  7.3   9 55 27
   X117435 is triple :  10.7 10.3  134"  233,0 :  10.7  9.5  340"   23,0
08 02 21  3 26 17 R X 15316SF8  9,8    0E 179     29 251  64U 301 261 282 +4,5 +1,3 +0,5-1,9 ,486 -178 10 11 16.2  10  0 40
   X 15316 is triple :  10.2 10.4   73"  186,0 :   9.5 10.7  340"  203,0
08 02 21  3 34 39 r X117451    11,0    0E 179     28 253  63U 292 251 273 +4,5 +1,3 +0,6-1,8 ,481 -169 10 11 25.7   9 56 16
08 02 21  3 40 24 D X117536 K5  9,9    0E 179     27 253  89U 147 106 128 +4,5 +1,3 +0,2-2,1 ,449  -24 10 13  9.5   9 35 44
08 02 21  3 42 57 r X117480    10,9    0E 179     27 255  42U 319 278 300 +4,5 +1,3 +0,3-2,0 ,476 +164 10 11 57.2  10  0  0
08 02 21  3 52 22 r X117472    10,9    0E 179     25 256  76U 263 221 244 +4,5 +1,3 +0,8-1,5 ,383 -140 10 11 51.7   9 43 39
08 02 21  3 55 49 D  118172     9,4    1E 179     24 256 102U 150 108 131 +4,4 +1,3 +0,1-2,1 ,446  -27 10 13 33.1   9 31  5
08 02 21  4 19 19 r X117522    10,8   28E 179     21 261  52U 315 273 296 +4,4 +1,4 +0,2-2,0 ,500 +166 10 12 57.5   9 49 25
08 02 21  4 20 22 D X 15388 F5  9,8   29E 179     21 261  12S  94  51  75 +4,4 +1,4 +0,5-1,6 ,454  +28 10 14 47.4   9 36 59
08 02 21  4 23 29 D X 15370 K0  9,9   34E 179     20 262 -60S 165 123 146 +4,4 +1,4 -0,1-2,3 ,371  -44 10 14  5.8   9 22  2
08 02 21  4 25 47 R X117525    10,0   38E 179     20 263  62U 304 262 285 +4,4 +1,4 +0,2-1,9 ,518 +177 10 13  1.3   9 45 20
08 02 21  4 36  5 R X117536 K5  9,9   56E 179     18 265  84U 277 234 258 +4,4 +1,4 +0,4-1,6 ,480 -156 10 13  9.5   9 35 44
08 02 21  4 49  4 R  118172     9,4   77E 179     16 267  97U 273 230 254 +4,4 +1,4 +0,3-1,6 ,475 -153 10 13 33.1   9 31  5
08 02 21  4 53  3 d X117677    11,1   83E 179     15 267  26S  70  27  51 +4,4 +1,4 +0,5-1,3 ,336  +51 10 15 43.4   9 34 33
08 02 21  4 56 26 D  118183 F5  8,0   88E 179     14 268 -79S 174 131 154 +4,4 +1,4 -0,3-2,4 ,323  -53 10 14 57.5   9 12 40

Martin Federspiel

Viele nützliche Informationen zum Thema Mondfinsternisse finden Sie auch bei http://www.mondfinsternis.org.

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Last Update: 05. Februar 2008
Martin Federspiel (e-mail: clearskies"at"sternfreunde-breisgau"punkt"de)

L=0	Sehr dunkle Finsternis. Der Mond erscheint grau-schwarz und ist fast unsichtbar, speziell zur Finsternismitte.
L=1	Dunkle Finsternis von grauer oder bräunlicher Färbung. Details lassen sich nur mit Schwierigkeit erkennen.
L=2	Tiefrote oder rostige Färbung. Sehr dunkler Zentralschatten, wohingegen der äußere Rand des Kernschattens relativ hell ist.
L=3	Ziegelrote Färbung. Kernschatten hat gewöhnlich einen hellen oder gelben Rand.
L=4	Sehr helles kupferrot oder orange Färbung. Kernschatten hat einen bläulichen, sehr hellen Rand. Oberflächeneinzelheiten sind ohne weiteres zu erkennen.