Samstag, 26. September 2015

Mondfinsternis am 28. September 2015


In der Nacht von Sonntag 27.9. auf Montag 28.9. wird es eine totale
Mondfinsternis geben. Am Anhang finden sie eine Graphik, in der die
wichtigsten Etappen dieser Finsternis angegeben sind (Zeiten in UTC, für
MESZ 2 Stunden hinzuaddieren, Beginn Eintritt in den Kernschatten also
Montag 3h07m MESZ).

Bei einer totalen Mondfinsternis finde ich besonders zwei Aspekte
interessant:

1.) die Beobachtung der Verfärbung;
2.) die Messung der Vergrößerung des Erdschattens.

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 angehängte Reihenaufnahme). 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. 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.

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 28.
September zieht der Mond durch den südlichen Teil des Kernschattens der
Erde. Der südliche Teil des Mondes bewegt sich während der Totalität
immer im stärker beleuchteten Randbereich des Kernschattens und wird
also heller erscheinen als der zentrumsnähere nördliche Teil des Mondes.

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 bisher Gesagte spricht für eine relativ helle 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 28.
September steht der Mond fast genau in Erdnähe, sodass die Finsternis
vielleicht nicht zu den allerhellsten zählen wird.

Die Helligkeit und Verfärbung des Mondes bei Mondfinsternissen wird in
einer fünfstufigen Skala nach dem französischen Astronomen André Danjon
eingeschätzt:
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.


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 im
Anhang.

Aus der Messung der Zeiten, zu denen Objekte auf der Mondoberfläche bei
einer Mondfinsternis den Rand des Kernschattens der Erde passieren,
lässt sich die Größe und Abplattung des Kernschattens bestimmen.

Besonders geeignet für derartige Messungen sind kleine helle Krater, die
insbesondere bei Vollmond gut sichtbar sind. Auf dieser Seite sind die
voraussichtlichen Ein- und Austrittszeiten von 70 Kratern/Formationen
der Liste von A. Rükl für die Finsternis vom 28.9.2015 für eine
angenommene Schattenvergrößerung von 1.8% angegeben. Die Formationen
sind auf der angehängten Abbildung des Vollmondes eingezeichnet (die
Ziffern stehen in der Regel rechts der Formation) und können anhand der
in den Tabellen angegebenen selenographischen Koordinaten l und b auf
einer guten Mondkarte identifiziert werden.


PDF-Datei mit Mondkratern

Hinweise für die praktische Durchführung

- Es empfiehlt sich dringend, die Objekte rechtzeitig vor der Finsternis
am Fernrohr zu identifizieren. Während der Finsternis ist dazu keine Zeit.
- In der Praxis wird ein einzelner Beobachter nur einen Teil der Ein-
bzw. Austritte beobachten können.
- Es empfiehlt sich dringend, einen Helfer um die Protokollierung der
gemessenen Zeiten und um die Ansage des jeweils nächsten Ereignisses zu
bitten. Dazu muß ein Protokollblatt vorbereitet werden.
- Wegen der verwaschenen Kernschattengrenze ist die Bestimmung der Ein-
bzw. Austrittszeiten nicht ganz einfach. Folgende Methode hat sich
bewährt: Man notiert, wann der Schatten das Objekt "wahrscheinlich"
(T1), "ziemlich sicher" (T2) und "ganz sicher" (T3) erreicht hat. Bei T3
ist das Objekt schon ganz in den Schatten eingetreten bzw. schon ganz
wieder ausgetreten. Die gemessenen Zeiten sind um einige Sekunden
unsicher. Man bildet schließlich folgenden Mittelwert: T=(T1+2T2+T3)/4.

Viel Erfolg bei der Beobachtung!

Martin Federspiel



PS: Hier zwei externe Links mit Informationen zur Mondfinsternis:
http://universe2go.com/de/totale-mondfinsternis-am-28-09-2015-infografik/
http://www.hotel.de/blog/mondfinsternis/ 

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