Sonnenfinsternis

Eine irdische Sonnenfinsternis tritt ein, wenn die Sonne durch den Mond ganz oder teilweise verdeckt wird.

Als "Sonnenfinsternis" wird sie vom irdischen Betrachter wahrgenommen. Im Gegensatz zur Mondfinsternis, bei der tatsächlich der Mond dunkel wird, leuchtet die Sonne natürlich weiter. Stattdessen liegt ein Teil der Erde im Schatten des Mondes, so dass man - analog zur Mondfinsternis - von einer Erdfinsternis sprechen könnte.

Da die Erdbahn (Ekliptik) und die Mondbahn leicht gegeneinander geneigt sind, findet dieses Ereignis nur statt

• bei Neumond und
• wenn der Mond sich an einem Punkt befindet, an dem die Mondbahn die Ekliptik schneidet, ein so genannter Knotenpunkt.

Arten von Sonnenfinsternissen

^{Foto: NOAA}

Je nach dem Grad der Bedeckung unterscheidet man vier prinzipielle Arten von Sonnenfinsternissen:

• Totale Sonnenfinsternis (total eclipse): Der Mond zieht genau vor der Sonne vorbei, so dass kurzfristig die Sonne völlig verdeckt ist. Dieser Typ ist für die Astronomie am interessantesten, hauptsächlich weil man dabei die Sonnenkorona beobachten kann, die sonst vom hellen Licht der Sonne überstrahlt wird. Außerdem kann bei Sternen, die dicht neben der Sonne stehen und während einer Finsternis sichtbar sind, die Ablenkung des Lichts durch Gravitation und Raumkrümmung durch die Sonne gemessen werden.
• Ringförmige Sonnenfinsternis: Sowohl die Umlaufbahn der Erde um die Sonne als auch die Umlaufbahn des Mondes um die Erde sind leicht elliptisch. Dadurch ändern sich die Entfernungen von Sonne und Mond zur Erde. Wenn der Mond besonders weit von der Erde entfernt ist und die Erde der Sonne nahe ist, ist die "Mondscheibe" nicht mehr groß genug, um die ganze "Sonnenscheibe" abzudecken. Wenn der Mond genau vor der Sonne vorbeizieht, erfolgt statt einer totalen Sonnenfinsternis eine ringförmige Finsternis, bei der der äußere Rand der Sonne sichtbar bleibt. Ringförmige Sonnenfinsternisse sind nur deshalb möglich, weil der Mond von der Erde aus zufällig ziemlich genau so groß erscheint wie die Sonne.
• Hybride Sonnenfinsternis: Sie beginnt und endet stets als ringförmige Finsternis und erreicht im mittleren Teil des Verlaufs kurz Totalität. Hybride Sonnenfinsternisse sind recht selten, sie machen im langjährigen Kanon nur ca. 1 Prozent aller Fälle aus.
• Partielle Sonnenfinsternis: Der Mond zieht nicht genau vor der Sonne vorbei, sondern etwas darüber oder darunter und verdeckt sie daher nur teilweise. Wenn nicht ein beträchtlicher Teil der Sonne bedeckt wird, bleibt die partielle Sonnenfinsternis in der Regel unbemerkt. Auch eine totale Sonnenfinsternis beginnt und endet mit einer teilweisen Verdeckung der Sonne.

Auswirkungen

Die Helligkeit des Himmels verringert sich während der Totalität auf etwa 1/100000 bis 1/10000 der Helligkeit des vollen Sonnenlichts, was etwa der 5-50fachen Helligkeit einer Vollmondnacht entspricht. Die Resthelligkeit besteht dabei zum einen aus der Helligkeit der Korona (mit ca. 10^-6 allerdings vernachlässigbar), heller Protuberanzen sowie zum erheblichen Teil aus Licht, das in außerhalb des Kernschattens in der Erdatmosphäre gestreut wird. Bei der Sonnenfinsternis von 1999 betrug die Resthelligkeit etwa 1/30000 bis 1/10000 des vollen Sonnenlichts. Die Berechnung dieser Resthelligkeit ist aufgrund der starken Abhängigkeit vom Wettergeschehen nur sehr begrenzt möglich.

Für menschliche Beobachter wird die Helligkeitsänderung erst kurz vor Beginn der totalen Phase deutlich erkennbar. Ab ca. 10 min vor dem 2. Kontakt beginnt sich der klare Himmel merklich zu trüben, ab etwa 1 min vor Totalitätsbeginn ist die zeitliche Änderung deutlich erkennbar. Etwa ab diesem Zeitpunkt ist bei freier Sicht und klarem oder leicht bewölktem Himmel auch die räumliche Helligkeitsänderung als herannahende dunkle "Wand" zu erkennen. Bei bedecktem Himmel fälltt die Verfinsterung erst etwa 5 Minuten vor Totalitätsbeginn auf.

Diese Beobachtungen liefern einen einfachen Nachweise für das Weber-Fechner-Gesetz, dem zufolge unter anderem die Helligkeitswahrnehmung der meisten Tiere, einschließlich des Menschen, einer logarithmischen Beziehung folgt. Während die zeitliche Änderung der Beleuchtungsstärke etwa 40 Minuten vor Totalitätsbeginn am stärksten ist, wird die logarithmische Lichtkurve (siehe Abbildung) erst wenige Sekunden vor dem zweiten Kontakt am steilsten. Letzteres steht im Einklang zu der subjektiven Erfahrung zahlreicher Finsternisbeobachter.

Infolge der schmalen Sichelgestalt machen sich auch atmosphärische Lichtbrechungseffekte als so genannte »fliegende Schatten« bemerkbar; die Ursache ist die gleiche wie beim Funkeln der Sterne. Durch veränderliche Dichteunterschiede in der Atmosphäre wird das Licht der Sonnensichel unterschiedlich abgelenkt und daher lokal gebündelt oder zerstreut; bei der vollen Sonnenscheibe heben sich die Verstärkungen und Abschwächungen unterschiedlicher Bereiche der Sonne weitgehend auf.

Während einer Sonnenfinsternis ist ein anormales Verhalten von Tieren zu beobachten, (z.B. dass sie sich mitten am Tag schlafen legen).

Sonnenfinsternisse lösten in der Geschichte stets Katastrophenängste aus, sie wurden z.B. als Zeichen göttlicher Strafen angesehen.

Bekannt ist auch die romantische Beschreibung der Sonnenfinsternis vom 8. Juli 1842 von Adalbert Stifter:

http://www.astro.univie.ac.at/~sofi99/EOG-RLD/Geschichte/text1.htm

Heute übt eine Sonnenfinsternis eine große Faszination als Naturschauspiel aus.

Simultanes Auftreten einer Sonnenfinsternis und eines Planetentransits

Prinzipiell ist das simultane Auftreten einer Sonnenfinsternis und eines Planetentransits möglich. Allerdings sind derartige Ereignisse extrem selten.

So werden erst am 5. Juli 6757 ein Merkurdurchgang und eine Sonnenfinsternis und am 5.4. 15232 ein Venusdurchgang und eine Sonnenfinsternis gleichzeitig auftreten.

Am 4. Juni 1769 ereignete sich nur 5 Stunden nach Ende des Venusdurchgangs eine totale Sonnenfinsternis, die in Europa, den nördlichsten Teilen Nordamerikas und in Nordasien zumindest als partielle Sonnenfinsternis zu sehen war. Dies war der geringste zeitliche Abstand zwischen einem Planetentransits und einer Sonnenfinsternis in historischer Zeit.

Sonnenfinsternisse durch künstliche Erdsatelliten

Auch künstliche Erdsatelliten können in die Sichtlinie zwischen Erde und Sonne geraten. Allerdings sind solche Ereignisse schwer zu beobachten, da das Sichtbarkeitsgebiet sehr klein ist. Der Satellit wandert meist binnen 1 Sekunde vor der Sonne vorbei.

Wie bei einem Planetendurchgang ist keine Helligkeitsabnahme zu registrieren.

Weblinks

• http://eclipse.astronomie.info/transit/venus/isstransit/isstransit.html

Andere Sonnenfinsternisse

Im ganzen Sonnensystem gibt es Sonnenfinsternisse, jedoch sind sie nirgends so ausgeprägt wie jene auf der Erde. Dies hängt mit der runden Mondform, der exakten Mondgröße und der exakten Entfernung zur Sonne zusammen. All diese Komponenten sind auf puren Zufall zurückzuführen.

Sonnenfinsternis-Termine

(*) Dauer der zentralen Finsternis.

Verwandte Phänomene

• Merkurtransit
• Venustransit

Weblinks

http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/solar.html

http://nicmosis.as.arizona.edu:8000/ECLIPSE_WEB/ECLIPSE_86/ECLIPSE_86.html (Film + Fotos der bemerkswerten hybriden Sonnenfinsternis vom 3.10.1986)