Was ist eine Finsternis?

Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn sich der Mond zwischen Sonne und Erde schiebt und seinen Schatten auf die Erdoberfläche wirft. Sie kann nur bei Neumond stattfinden, der Phase, in der die beleuchtete Seite des Mondes von uns weg in den Weltraum zeigt. Der Mondschatten ist im Vergleich zur Erde klein, sodass eine Sonnenfinsternis — ob total oder ringförmig — nur von einem schmalen Streifen von wenigen hundert Kilometern Breite aus sichtbar ist, der einen bestimmten Teil des Globus überquert.

Eine Mondfinsternis funktioniert umgekehrt: Hier schiebt sich die Erde zwischen Sonne und Mond und wirft ihren Schatten auf die Mondoberfläche. Sie kann nur bei Vollmond stattfinden. Da der Erdschatten viel größer ist als der Mond, ist eine Mondfinsternis von der gesamten Nachtseite der Erde gleichzeitig aus sichtbar und dauert viel länger als eine Sonnenfinsternis: bis zu fast zwei Stunden Totalität, gegenüber höchstens wenigen Minuten bei einer totalen Sonnenfinsternis.

Es gibt einen dritten Unterschied, der am stärksten bestimmt, wie man jede der beiden beobachtet: Wer eine Sonnenfinsternis ohne geeigneten Schutz direkt betrachtet, kann dauerhafte Augenschäden davontragen, weil man weiterhin in die Sonne blickt. Eine Mondfinsternis dagegen ist in jeder ihrer Phasen völlig gefahrlos mit bloßem Auge zu beobachten: Sie schauen lediglich auf den Mond, der schwach Sonnenlicht reflektiert, das durch die Erdatmosphäre gefiltert wurde.

Neumond und Vollmond wiederholen sich alle 29,5 Tage — der synodische Monat —, sodass es bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis und bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis geben müsste, wenn eine Finsternis nur von der Mondphase abhinge. Das ist nicht der Fall, und der Grund ist, dass die Umlaufbahn des Mondes um die Erde nicht in derselben Ebene liegt wie die Umlaufbahn der Erde um die Sonne (die Ekliptik): Sie ist um etwa 5,14° geneigt. In den meisten Monaten läuft der Mond bei Neu- oder Vollmond einige Grad über oder unter der Linie, die Sonne und Erde verbindet, sodass sein Schatten — oder der der Erde, bei einer Mondfinsternis — am anderen Körper vorbeigeht, ohne ihn zu berühren.

Die Mondbahn kreuzt die Ekliptikebene an zwei gegenüberliegenden Punkten, den sogenannten aufsteigenden und absteigenden Knoten. Eine Finsternis kann nur eintreten, wenn Neu- oder Vollmond mit einem Zeitpunkt zusammenfällt, an dem sich der Mond in der Nähe eines dieser beiden Knoten befindet, innerhalb eines Fensters von etwa 18 Tagen um jeden Durchgang. Diese Fenster, die sich zweimal im Jahr und gelegentlich dreimal wiederholen, werden Finsternis-Saisons genannt und sind die einzige Zeit im Jahr, in der eine Finsternis geometrisch möglich ist. Auch die Knoten selbst stehen nicht fest: Sie wandern unter dem Einfluss der Sonnengravitation langsam nach Westen und vollenden alle 18,6 Jahre eine volle Umdrehung.

Das Ergebnis ist, dass ein Kalenderjahr mindestens zwei und bis zu fünf Sonnenfinsternisse hat, sowie zwischen null und drei Mondfinsternisse. Diese Gesamtzahl täuscht: Die meisten davon sind partiell oder nur vom Ozean oder unbewohnten Gebieten aus sichtbar, und eine totale Sonnenfinsternis ist nur von einem äußerst schmalen Streifen aus zu sehen. Für einen beliebigen festen Punkt auf der Erde liegt die durchschnittliche Wartezeit zwischen zwei totalen Sonnenfinsternissen bei etwa 375 Jahren.

Ob eine Sonnenfinsternis total oder ringförmig ausfällt, hängt von einem fast launischen Detail ab: Die Entfernung des Mondes zur Erde variiert entlang seiner Umlaufbahn — die nicht kreisförmig, sondern leicht elliptisch ist — zwischen etwa 356.500 km im Perigäum und 406.700 km im Apogäum. Dieser Unterschied lässt die scheinbare Größe des Mondes am Himmel zwischen etwas größer und etwas kleiner als die der Sonne schwanken, die ihrerseits im Laufe des Jahres nur wenig variiert. Durch reinen Zufall haben beide Scheiben von der Erde aus gesehen nahezu die gleiche scheinbare Größe.

Findet die Finsternis statt, während der Mond relativ nahe ist, bedeckt seine Scheibe die der Sonne vollständig: Das ist eine totale Finsternis. Während der Sekunden oder Minuten der Totalität verschwindet das direkte Sonnenlicht, und die Korona wird sichtbar — die schwache äußere Atmosphäre der Sonne, die normalerweise vom Glanz der Sonnenscheibe verdeckt wird. Es ist der einzige Moment, in dem eine Sonnenfinsternis ohne jeden Filter betrachtet werden kann, und das nur innerhalb des schmalen Totalitätsstreifens.

Findet sie statt, während der Mond relativ weit entfernt ist, erscheint seine Scheibe etwas kleiner als die der Sonne und bedeckt sie nicht vollständig: Rund um die Mondsilhouette bleibt ein heller Ring der Photosphäre sichtbar. Das ist eine ringförmige Finsternis, und dieser Ring — so dünn er auch wirkt — ist weiterhin direktes Sonnenlicht: Bei einer ringförmigen Finsternis wird der Sonnenfilter niemals abgenommen, auch nicht im Moment der größten Bedeckung. Die Finsternis vom 26. Januar 2028, die nächste von Spanien aus sichtbare, gehört zu diesem Typ: Mit einer Magnitude von 0,908 hinterlässt sie einen Ring, der 17,6 % des üblichen Sonnenlichts entspricht — weit mehr, als mit bloßem Auge sicher zu beobachten ist.

Befindet sich der Beobachter außerhalb des zentralen Streifens, aber innerhalb des breiteren Gebiets, das der Halbschatten des Mondes erreicht, sieht er eine partielle Finsternis: Die Mondscheibe bedeckt nur einen Teil der Sonne, ohne sie je vollständig zu bedecken oder den vollen Ring zu bilden. Das ist mit Abstand die häufigste Art, denn das Gebiet, von dem aus eine partielle Finsternis sichtbar ist, ist viel größer als der schmale zentrale Streifen. Und es gibt eine vierte, sehr seltene Art — unter 4 % aller Sonnenfinsternisse —: die hybride oder ringförmig-totale Finsternis, bei der die Erdkrümmung dazu führt, dass dieselbe Finsternis an den Enden ihrer Bahn ringförmig und im mittleren Abschnitt total ist, weil die Spitze des Mondschattens die Erdoberfläche gerade eben streift.

Der Schatten, den die Erde in den Weltraum wirft, besteht aus zwei Teilen: einem dunklen Kern, dem Kernschatten, in dem die Erde alles direkte Sonnenlicht blockiert, und einem schwächeren äußeren Ring, dem Halbschatten, in dem sie es nur teilweise blockiert. Wie viel vom Mond in welchen Bereich eintritt, bestimmt die Art der Mondfinsternis. Bei einer totalen Mondfinsternis durchquert der gesamte Mond den Kernschatten, und das direkte Sonnenlicht, das ihn beleuchtet, verschwindet; völlig dunkel wird er dennoch nicht, denn ein Teil des Sonnenlichts wird in der Erdatmosphäre gebrochen und erreicht ihn rot gefärbt — aus demselben Grund, aus dem Sonnenuntergänge rötlich wirken —, was ihm seine charakteristische kupferrote Farbe verleiht, die im Volksmund als „Blutmond“ bekannt ist.

Bei einer partiellen Mondfinsternis tritt nur ein Teil der Mondscheibe in den Kernschatten ein, wodurch ein dunkler Biss entsteht, der über die Mondoberfläche vor- und zurückwandert, ohne sie je vollständig zu bedecken. Bei einer Halbschattenfinsternis, der subtilsten der drei Arten, durchquert der Mond nur den Halbschatten: Die Verdunkelung ist so gering, dass sie mit bloßem Auge oft unbemerkt bleibt. Anders als eine Sonnenfinsternis ist jede der drei Arten der Mondfinsternis völlig gefahrlos ohne Schutz zu beobachten: Sie schauen nie in die Sonne, sondern nur auf den Mond, der ihr Licht reflektiert.