Sonnenfinsternisse

Allgemein spricht man von einer Finsternis, wenn der Schatten eines Himmelskörpers auf die Oberfläche eines anderen trifft. Die dafür notwendige kosmische Lichtquelle ist die Sonne.
Eine Sonnenfinsternis tritt dann ein, wenn der Schatten des Mondes auf die Erdoberfläche trifft. Der Mond befindet sich dann zwischen Sonne und Erde. Es ist Neumond. Sonne, Mond und Erde liegen dann näherungsweise auf einer Geraden.

Aus Bild 2 ist das Zustandekommen einer Sonnenfinsternis erkennbar: Der Mond und Teile der Erde werden von der Sonne beleuchtet. Da die Lichtquelle Sonne und der von ihr beleuchtete Mond ausgedehnte Objekte sind, entsteht auf der sonnenabgewandten Seite ein Kernschatten und zwei Halbschatten des Mondes, die weit in den Raum hinaus reichen. Bewegt sich die Erde in diesen Schatten hinein, so entsteht je nach Bedeckungsgrad durch den Mondschatten eine partielle, totale oder ringförmige Sonnenfinsternis:

• Eine partielle Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn nur ein Teil der Sonne vom Mond verdeckt ist, sich der irdische Beobachter also im Bereich des Halbschattens befindet.
• Eine totale Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn die gesamte Sonne vom Mond verdeckt ist, sich der irdische Beobachter also im Bereich des Kernschattens befindet.

Eine ringförmige Sonnenfinsternis entsteht dann, wenn der Kernschatten des Mondes nicht mehr die Erdoberfläche erreicht, sich der irdische Beobachter also im Bereich des Halbschattens befindet und den äußeren Teil der Sonne in Form eines hellen Ringes sieht.

Voraussetzungen für das Zustandekommen

Das Zustandekommen einer Sonnenfinsternis ist an zwei Voraussetzungen geknüpft:

• Da die Erdbahnebene und die Mondbahnebene einen Winkel miteinander einschließen, stehen Sonne, Mond und Erde nur dann näherungsweise in einer Linie, wenn sich der Mond in der Nähe eines Schnittpunktes der beiden Ebenen, also nahe eines sogenannten Knotens, aufhält.
• Es muss gerade Neumond sein. Nur dann steht der Mond zwischen Sonne und Erde und erzeugt einen Schatten in Richtung Erde.

Beobachtungsmöglichkeiten einer Sonnenfinsternis

Im Unterschied zu einer Mondfinsternis ist eine Sonnenfinsternis jeweils nur an bestimmten Orten und für einen kurzen Zeitraum zu beobachten. Das ergibt sich daraus, dass einerseits der Mondschatten nur einen kleinen Teil der Erdoberfläche trifft und andererseits sich Erde und Mond während der Verdunklung weiterdrehen und sich damit der Schatten in einem Streifen über die Erdoberfläche hinweg bewegt.
Bei der letzten in Süddeutschland beobachtbaren totalen Sonnenfinsternis am 11. 8. 1999 dauerte die Phase der Totalität nur 2 Minuten und 23 Sekunden. Die Breite der Totalitätszone über Deutschland betrug etwa 60 km. Der Mondschatten bewegte sich mit ca. 3 000 km/h über die Erdoberfläche.
Insgesamt gilt:

• Die theoretisch maximal mögliche Dauer der Totalität einer Sonnenfinsternis beträgt 7,6 Minuten. Die längste Finsternis des 20. Jahrhunderts dauerte 7 Minuten und 8 Sekunden.
• Die Breite des Bereichs der Totalität beträgt meist zwischen 50 und 60 km.
• Der Halbschattenbereich des Mondes kann eine Ausdehnung von bis zu 7000 km haben. Deshalb sind partielle Sonnenfinsternisse, auf einen bestimmten Ort der Erde bezogen, wesentlich häufiger als totale Sonnenfinsternisse.

Häufigkeit von Sonnenfinsternissen

Sonnenfinsternisse sind zwar von einem bestimmten Standort auf der Erdoberfläche aus seltener zu beobachten als Mondfinsternisse, sie treten aber insgesamt häufiger auf. Das scheint ein Widerspruch zu sein, ergibt sich aber daraus, dass eine Mondfinsternis von allen Beobachtern auf der sonnenabgewandten Seite der Erde zu beobachten ist, während eine Sonnenfinsternis immer nur von einem relativ kleinen Gebiet der Erdoberfläche aus zu sehen ist.
Insgesamt ereigneten sich im 20. Jahrhundert 148 Mondfinsternisse und 228 Sonnenfinsternisse. Ähnliche Relationen gelten auch für andere Jahrhunderte. In 1000 (julianischen) Jahren ereigneten sich 1543 Mondfinsternisse (716 totale und 827 partielle). In dem gleichen Zeitraum fanden 2375 Sonnenfinsternisse (838 partielle, 773 ringförmige, 105 ringförmig totale und 659 totale) statt.

Die nächsten Sonnenfinsternisse

In der nachfolgenden Übersicht sind die Sonnenfinsternisse für die nächsten Jahre angegeben.

Die nächste von Deutschland aus zu beobachtende totale Sonnenfinsternis wird sich erst am 3. September 2081 ereignen. In Berlin wird das erst am 7. Oktober 2135 der Fall sein.

Für die exakte Vorhersage einer Finsternis sind im Einzelfall genaue Berechnungen erforderlich. Dabei stellt sich heraus, dass während eines Jahres höchstens entweder zwei Mond- und fünf Sonnenfinsternisse oder drei Mond- und vier Sonnenfinsternisse stattfinden können.

Mithilfe einer einfachen Überlegung lässt sich vorhersagen, in welchen zeitlichen Abständen sich der Verlauf der Finsternisse wiederholt. Fand beispielsweise eine totale Sonnenfinsternis statt, dann tritt dieses Ereignis mit Sicherheit beim nächsten Neumond nicht mehr ein. Das ergibt sich daraus, dass der synodische und der drakonitische Monat eine unterschiedliche Länge besitzen. Stimmt jedoch ein ganzzahliges Vielfaches des synodischen mit einem ganzzahligen Vielfachen des drakonitischen Monats überein, dann fällt das Ereignis „Neumond“ wieder mit dem Ereignis „Mond im Knoten“ zusammen. Es sind:

Das entspricht einem Zeitraum von 18 Jahren und 11 Tagen. Nach diesem Zeitraum wiederholt sich eine ganz bestimmte Finsterniskonstellation. Diese Zeitspanne, die man Saroszyklus nennt, wurde bereits im Altertum entdeckt. Sie ist von außerordentlich großer kulturhistorischer Bedeutung. Die Kenntnis des Saroszyklus begründete zu einer Zeit, als Finsternisse mit göttlichen Erscheinungen in Zusammenhang gebracht wurden, die Macht der astronomische Beobachtungen betreibenden Priesterkaste. Da die Menschen die sie bewegenden Finsternisse in künstlerischen und sprachlichen Darstellungen aufzeichneten, ermöglichen Finsternisberechnungen umgekehrt auch die Rückdatierung historischer Ereignisse und archäologischer Funde.