Solformørkelse

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

En jordisk solformørkelse eller formørkelse ( oldgræsk ἔκλειψις ékleipsis "overlejring, sløring, udryddelse") er en astronomisk begivenhed , hvor solen er delvis eller fuldstændig tilsløret af månen set fra jorden . Månens skygge stryger jorden, hvilket kun er muligt med en ny måne .

Solen og månen viser sig for en observatør på jorden med omtrent samme tilsyneladende diameter (i gennemsnit 0,52 °), hvorfor månen undertiden helt kan dække solskiven . Sporet af månens umbra, der falder på jorden under en sådan total solformørkelse, er dog højst et par hundrede kilometer bred. På den anden side måler månes penumbra - en overgangsskygge med en jævn overgang i lysstyrke på grund af den flade lyskilde - flere tusinde kilometer, så en delvis solformørkelse derefter kan observeres fra mere end en fjerdedel af jordens overflade.

Total solformørkelse
(Afstands- og størrelsesforhold er ikke målestok)
Animation af den totale solformørkelse i 2006 ; det lille sorte punkt er umbra, penumbraområdet er markeret med lysegrå. Der afhænger lysstyrken af ​​formørkelsesgraden og dermed af afstanden til umbra.

historie

Erhard Weigel , forudberegnet kortvisning af månens skygge 2. august . / 12. august 1654 greg.
Total solformørkelse af 29. juli 1878 (tegning af Trouvelot , 1881)

Kileskrift indikerer, at babylonierne fra omkring 800 f.Kr. Formørkelsescyklusser med Saros -perioden (ca. 18 år) var allerede kendt. Denne fantastiske forskning blev blandt andet motiveret af, at solformørkelser i antikken og frem til den tidlige moderne periode blev betragtet som ildevarslende tegn på guddommelige kræfter. [1]

For mange gamle orientalister er et varsel , der for det meste tolkes som en solformørkelse, og blev opfattet af den hetitiske store konge Muršili II i sit tiende regeringsår og beskrevet i hans annaler, et vigtigt fast punkt for kronologien i den Hetitisk imperium . Den fremherskende mening i øjeblikket identificerer Muršilis solformørkelse med en total solformørkelse den 24. juni 1312 f.Kr. F.Kr., som kunne ses langt over det nordlige Anatolien . [2]

Anekdoten givet af Herodot er kendt , ifølge hvilken Thales of Miletus forudsagde en solformørkelse under en krig mellem mederne og Lydianerne . Da dette faktisk skete, havde modstanderne afsluttet kampen med skræk og indgået fred. Det kan være solformørkelsen den 28. maj 585 f.Kr. .. Chr act [3] Nogle argumenter for solformørkelsen af ​​16. marts, 581 v. Chr. [4] Yderligere rapporter om solformørkelser i antikken er tilgængelige især for en solformørkelse i august 310 f.Kr. F.Kr., som blev observeret af flåden af Agathocles på deres kampagne mod Kartago , samt for en formørkelse i april 136 f.Kr. BC, som blev observeret i Mesopotamien . Tilsvarende formørkelsesobservationer er også blevet udsendt fra Kina . I hvilket omfang gamle astronomer faktisk var i stand til at forudsige solformørkelser, er et kontroversielt spørgsmål; Det er dog sikkert, at de babylonske astronomer allerede kendte Saros -perioden . Antikytheras antikke mekanisme , en tandhjulsstruktur sandsynligvis fra det 2. eller 1. århundrede f.Kr. BC, kan ses som en kalender, der ved hjælp af analoge beregninger også gjorde det muligt at forudsige sol- og måneformørkelser , bl.a. [5]

Den cirka tre timers formørkelse ved Jesu Kristi korsfæstelse , som er omtalt i Bibelen i Det Nye Testamente , [6] kan ikke have været en solformørkelse i den forstand, der behandles her. For alle fire evangelier er enige om, at Jesus blev korsfæstet den 14. eller 15. i den jødiske nisanmåned ; En solformørkelse er umulig på denne dato, da der i den jødiske kalender var fuldmåne omkring midten af ​​måneden, ikke den nye måne, der kræves til en solformørkelse. I modsætning hertil beskriver Det Gamle Testamente jødernes udvandring fra Egypten, at en solformørkelse må have spillet en vigtig rolle. ( 2 Mos 10.21 EU ) [7]

Den videnskabelige behandling af solformørkelser, der begyndte i antikken, kom først tilbage i forskernes fokus med etableringen af ​​det heliocentriske verdensbillede af Copernicus og Kepler . Erhard Weigel lavede en detaljeret prognose for solformørkelsen den 2. august 1654 . / 12. august 1654 greg. foran. [8] Edmond Halley forudsagde den samlede solformørkelse den 3. maj 1715 og gav også forløbet af totalzonen i Storbritannien . Med sin viden om banerne i solen og månen forsøgte han også tidligere at undersøge formørkelser. Han stødte på uventede modsætninger - totale solformørkelser, der faktisk var blevet observeret i det østlige Middelhav, skulle ifølge Halleys beregninger have fundet sted i Spanien. Denne modsigelse kan i sidste ende forklares ved en stigende opbremsning af jordens omdrejninger : dagslængden stiger i gennemsnit med omkring 17 mikrosekunder om året. Denne effekt tilføjer sig gennem århundrederne, så den skal tages i betragtning ved beregning af historiske formørkelser. [9]

Siden midten af ​​1800 -tallet begyndte de astronomiske samfund i nogle industrialiserede nationer at organisere ekspeditioner til mere fjerne dele af verden for at observere solformørkelser. Hovedfokus af interesse var observation af corona. Den samlede solformørkelse af 29. maj 1919 , som den blev observeret på den afrikanske ø Príncipe ved en ekspedition ledet af Arthur Stanley Eddington , tiltrak særlig opmærksomhed i forbindelse med relativitetsteorien udviklet af Albert Einstein et par år tidligere, som, blandt andet inkluderet distraktion af lyset fra fjerne stjerner gennem solens tyngdefelt - hvilket blev bekræftet af observationerne.

Omtalen af ​​en solformørkelse i gamle tekster kan give vigtige kronologiske faste punkter. Sådan er solformørkelsen den 15. juni 763 f.Kr. BC i Assyrian Eponymenliste i Bur-Saggile (guvernør i Guzana opført), som gør det muligt at forankre denne liste i vores kalender. [10]

Grundlæggende om en solformørkelse

Solformørkelse ved nymåne i positioner 0., 6., ...

For at en solformørkelse kan forekomme, skal solen, månen og jorden være på en linje. Da månens bane er skråt mod det ekliptiske plan (ca. 5 °), sker dette ikke hver gang ved en ny måne , men kun når månen er nær et af de to skæringspunkter mellem månens bane og ekliptiske plan . Det tager en halv formørkelse år (173.31 dage), indtil en af disse to månens knuder passerer solen igen.

Ved mange centrale formørkelser - når midten af ​​måneskiven bevæger sig over midten af ​​solen - kan månens tilsyneladende diameter være tilstrækkelig til at dække solen fuldstændigt, så en total solformørkelse kan observeres. Men nogle gange er måneskiven så for lille i forhold til solskiven, så solen forbliver synlig omkring månen som en ringformet solformørkelse . Fordi afstanden fra solen og månen til jorden kan danne forskellige forhold, eftersom jordens kredsløb omkring solen, såvel som månens omkring jorden, ikke er cirkulær, men derimod lidt elliptisk .

Hvis månens umbra ikke passerer en observatør eller et sted på jorden, men dens penumbra, taler vi om en delvis solformørkelse . I regionale termer kan dette observeres oftere end en total solformørkelse, fordi umbra -sporet på jordoverfladen ikke er bredt, højst mindre end 300 km nær ækvator.

Da solen, månen og jorden ikke er punktlignende strukturer, kan solformørkelser også finde sted i en vis afstand fra måneknudepunktet, den såkaldte formørkelsesgrænse ; Målt som en ekliptisk vinkel på begge sider er dette område næsten 17 ° for formørkelser, der kan opstå fra månens penumbra, som er støbt i forhold til jorden som helhed. Af og til - skiftevis en serie af semestercyklussen fra 8 til 10 halve år til den næste - kan den næste solformørkelse forekomme cirka en måned senere efter en delvis solformørkelse. Formørkelsesområdet for samlede solformørkelser har imidlertid kun en nodeafstand på omkring ± 10,6 ° eller er omkring 22 dage; en total lunation (i gennemsnit 29,53 dage) kan ikke efterfølges af en total solformørkelse, men en måneformørkelse efter cirka en halv lunation. I hvert kalenderår er der mindst 2, men maksimalt 5 solformørkelser. [A 1]

Typer af solformørkelser

I forhold til jorden som helhed og dens position i rummet er solformørkelser differentieret efter positionen af ​​aksen af ​​månens skygge til centrale, hvor den går gennem jorden, og delvise solformørkelser, hvor skyggeaksen passerer jorden.

En formørkelse, hvor jorden kun nås med månens penumbra, kaldes i denne forstand en delvis solformørkelse . [11] Sådanne formørkelser forekommer i områder nær de to poler på jorden.

Formørkelser, hvor månens skygges akse krydser jorden, kaldes centrale formørkelser . Med disse differentieres total , ringformet og hybrid som tre former efter, om og hvordan den koniske umbra når overfladen af ​​jorden.

Som et specielt tilfælde kan der forekomme ikke-centrale totale eller ringformede formørkelser, hvor månens skygges akse bare savner jorden, men dele af jordens overflade kan opleve totalitet eller excentrisk ringform.

Total solformørkelse

I en total solformørkelse er månens tilsyneladende diameter større end solens, så månen tilslører solen fuldstændigt. Observationen af ​​en sådan formørkelse er af særlig interesse, fordi kun med denne type er solcoronaen synlig, som ellers overstråles af solens stærke lys.

Da månens tilsyneladende diameter, selv i den mest gunstige konstellation, kun marginalt overstiger solens, er totalzonen relativt smal med maksimalt 273 km. [12] Totaliteten på et sted bestemmes af størrelsesforholdet mellem solen og månen, månens omdrejningshastighed og hastigheden på jordens rotation. Totaliteten har en tendens til at vare længst i ækvatorområdet , da det er her jordens overflade følger den tvingende måneskygge hurtigst og også har en kortere afstand til månen, hvilket betyder, at umbra har en tendens til at være større. Den længste samlede solformørkelse mellem 1999 f.Kr. Og 3.000 e.Kr. finder sted kl. 7:29 minutter den 16. juli 2186. [13]

Ringformet solformørkelse

Ringformet solformørkelse i Kashima, Japan, 21. maj 2012

Hvis, på grund af jordens elliptiske baner omkring solen og månen omkring jorden, solens tilsyneladende diameter overstiger månens, forbliver solens yderkant synlig under en formørkelse. Det kaldes derfor også en ringformet , ringformet eller krans af ild solformørkelse . Månens umbra når ikke jordens overflade. En solcorona er derefter ikke genkendelig, fordi den er overskygget af den del af solen, der forbliver synlig.

En ringformet fase kan vare længere end en total fase. Det skyldes, at måneskiven, som er mindre i en ringformet formørkelse, skal tilbagelægge en længere afstand, før den er forbi solskiven. Derudover er månens omdrejningshastighed lavere på grund af dens større afstand til jorden (2. Keplers lov) . Teoretisk set kan den ringformede fase i øjeblikket nå ca. 12,5 minutter. [14]

Hybrid solformørkelse

I begyndelsen og / eller slutningen af ​​en hybrid solformørkelse - også kendt som en ringformet totalformørkelse - strækker månens umbra sig ikke til jordens overflade; men på grund af sin sfæriske form rammer den den midt på sit spor. En hybrid solformørkelse begynder og slutter (mest) som en ringformet formørkelse, imellem er den total. Ved overgangsstedet kan begge faser observeres i et lille øjeblik. Totaliteten varer kun i meget kort tid.

Denne form for solformørkelse er sjælden og tegner sig kun for omkring 1% af alle tilfælde i de langsigtede kompilationer. Et eksempel er formørkelsen af 8. april 2005 . På sit maksimum var totalzonen i det østlige Stillehav ud for Costa Rica og Panama kun 27 kilometer bred, totaliteten var kun 42 sekunder. Den sidste formørkelse fandt sted den 3. november 2013 , den næste finder sted den 20. april 2023 nord for Australien.

Delvis solformørkelse

Delvis solformørkelse efter solopgang den 4. januar 2011 , fotomontage af forløbet mellem begyndelsen af ​​omkring solopgang og omkring midten af ​​formørkelsen

De fleste observatører af en central formørkelse er på siden uden for den centrale strimmel. De meget bredere sidestrimler er kun i månens delvise skygge, og observatører ser kun en delvis formørket sol. Iagttagere af en total solformørkelse i den centrale stribe oplever også kun penumbra i lang tid før og efter helheden. Konceptuelt skal den delvise formørkelse relateret til jorden skelnes fra en observation af en delvis formørket sol relateret til placering og tid i visse regioner.

Faldet i lysstyrke forårsaget af en delvis solformørkelse er kun tydeligt mærkbart, når dækningsgraden er meget høj.

I en astronomisk kanon af solformørkelser [11] omtales kun delvise solformørkelser, der forekommer i jordens polarområder.

Ikke-central total eller ringformet solformørkelse

Hvis månens skyggeakse savner jorden meget tæt, så dele af månens skygge når en total formørkelse når jordens overflade, eller i en ringformet formørkelse kan hele månen ses inden for solskiven, men ikke centreret overalt taler man om en ikke-central total eller ringformet solformørkelse. Formørkelser af denne type er sjældne - de udgør kun 1,3% af alle formørkelser. Ligesom delvise formørkelser forekommer de kun i nærheden af ​​jordens poler. Den eneste ikke-centrale totale formørkelse i det 21. århundrede er solformørkelsen den 9. april 2043 .

Karakteristika for en solformørkelse

Fire kontakter i et centralt mørke: maksimum mellem 2. og 3. kontakt

Den kvantitative mærkning er særlig udtalt i tilfælde af centrale formørkelser. Flere forskellige parametre bruges til dette formål.

kontakter

Ud over det maksimale øjeblik har hver solformørkelse fire andre karakteristiske øjeblikke, de fire kontakter, på hvert observationssted.

  1. Kontakt: Nymåne rører solskiven for første gang. Delfasen begynder.
  2. Kontakt: Nymånen dækker fuldstændigt solskiven (total formørkelse) eller er helt foran solskiven (ringformet formørkelse). Den samlede eller ringformede fase begynder.
  3. Kontakt: Nymånen frigiver dele af solskiven igen (totalt mørke) eller er ikke længere helt foran solskiven (ringformet mørke). Det skiftes tilbage til delfasen.
  4. Kontakt: Nymåne rører solskiven for sidste gang, hvorefter formørkelsen er forbi.

Tidspunktet for hver kontakt er angivet i de relevante tabeller. Ofte noteres retningen for den relative bevægelse mellem månen og solen, for eksempel med hensyn til horisonten . I øjeblikket for maksimum er solens højde også angivet.

Eclipse Magnitude 2.png
Størrelse af en delvis solformørkelse
SolarEclipseGamma.svg
Gammaværdien af ​​en solformørkelse


Dækningsgrad og størrelse

For både del- og de forskellige totalfaser kan formørkelsens omfang beskrives ved graden af ​​dækning eller størrelsen . Dette gælder også for "rene" delvis formørkelser.

  • Dækningsgraden er forholdet mellem det område, der er dækket af månen, og det samlede areal af solskiven ; det angives i procent. I tilfælde af total formørkelse når dækningsgraden maksimalt 100% overalt i totalzonen; i tilfælde af en ringformet formørkelse forbliver værdien under 100%.
  • Ifølge den sædvanlige definition af delvis formørkelse er størrelsen (også kaldet størrelse ) den andel af solens diameter, der er dækket af månen (værdi mindre end 1). I tilfælde af en total eller en ringformet formørkelse er størrelsen forholdet mellem månens diameter og solens diameter . Værdien er lidt større end 1 (total) eller lidt mindre end 1 (ringformet). En alternativ definition navngivet i hovedartiklen Størrelse af en solformørkelse er ensartet, dvs. den kan bruges til alle former for formørkelser.

I løbet af en formørkelse stiger dækningsgraden og størrelsen langsomt, når maksimalværdier og falder derefter igen. I de relevante tabeller er der ud over de generelle maksimumværdier givet de maksimale værdier, der kan opnås på et observationssted.

Gamma værdi

Gammaværdien (symbol: γ ) er i en formørkelse den mindste afstand af skyggen af ​​måneaksen fra jordens centrum i form af ækvatorialradius bliver således tilnærmelsesvis specificeret, hvor. Jordens breddegrader udvider det centrale linje.

Værdien er negativ, hvis skyggeaksen passerer syd for midten af ​​jorden. For | γ | <0.9972 er der en central linje på jordoverfladen, hvor formørkelsen er central (total eller ringformet). Delvis solformørkelse forekommer op til | γ | = 1,55.

Sted og type mørke

Følgende tabel viser eksempler på alle solformørkelser mellem april 2311 og marts 2315. Ni (−4 til +4) formørkelser, der forekommer over en periode på omkring fire år, danner den naturlige semestercyklus . [15] De følger hinanden på cirka 177 dage (seks lunationer ). En grafik (til højre) er arrangeret ved siden af ​​bordet for midten af ​​disse ni formørkelser.

Solformørkelse den 27. marts 2313
Eclipse canon fra april 2311 til marts 2315 [16]
Ingen. bred Type
[† 1]
dato Type
[† 1]
bred gamma størrelse
−4 19. april 2311 P. 71 ° N - 1,41 0,25
v e1 69 ° S P. 19. maj 2311
-3 13. oktober 2311 P. 72 ° S -1,38 0,30
v e2 70 ° N P. 11. november 2311
−2 7. april 2312 EN. 51 ° N - 0,72 0,93
−1 1. oktober 2312 T 44 ° S -0,68 1,06
0 27. marts 2313 EN. 2,6 ° N -0,001 0,95
1 21. september 2313 T 3,0 ° N - 0,04 1,02
2 17. marts 2314 EN. 55 ° S -0,72 0,99
3 10. september 2314 EN. 57 ° N - 0,82 0,97
n a 70 ° N P. 5. februar 2315
4. 6. marts 2315 P. 72 ° S -1,37 0,32
  1. a b P: delvis, A: ringformet, T: total

De himmelske billeder af en sådan formørkelseserie er indeholdt i grafikken herunder i forhold til hinanden og i forhold til de to måneknuder, der er tegnet oven på hinanden. Den midterste formørkelse finder (teoretisk) sted nøjagtigt i den (faldende) knude: Gamma = 0. Hvis der desuden er lig og dag og nat, er dens maksimum på ækvator . Følgende (+) eller forudgående (-) formørkelser følger skiftevis; henholdsvis før; nodepassagen finder sted. Jo større nodal afstand , jo større afstand fra ækvator. Først fremstår de som centrale formørkelser (1 og 2). Hvis månens parallaks eller formørkelsesgrænsen for centrale formørkelser overskrides, er der kun delvise formørkelser (3 og 4), der kan observeres fra polarkapperne. Derefter overskrides formørkelsesgrænsen for delvise formørkelser , semestercyklussen slutter. Inden dens afslutning begyndte den næste cyklus imidlertid på den anden side af noden (n a ), og den forrige cyklus sluttede ikke, før den startede (v e ).

Semestercyklus med ni formørkelser (−4 til +4)

Afvigelser mellem tabellen og grafikken er "naturlige", fordi en sådan generelt gyldig grafik kun kan oprettes med middelværdier for de underliggende spredte astronomiske størrelser.

Lokalform af en formørkelse

Solformørkelse ...
FinsterFrühling.jpg
... ved forårsjævndøgn (maksimum på ækvator)
FinsterWinteranfang.jpg
... ved vintersolhverv (maksimum på en trope)


Ved beregning af en formørkelse er det i det væsentlige et spørgsmål om at bestemme de globale synlighedsområder og størrelser på formørkelsen samt de lokale kontakttider under hensyntagen til de tilsyneladende størrelser af solen og månen. Primært skal skæringskurven for månens skyggekegle med jordens overflade bestemmes. Denne krævende opgave løses ved hjælp af metoden udviklet af Friedrich Wilhelm Bessel .

I sjældne tilfælde kan retning og hastighed af skyggevejen i øjeblikket for maksimum let specificeres (strengt taget er dette ikke en reel fysisk hastighed, men en projektionseffekt). I de to figurer vælges formørkelser med et gamma på cirka nul. Forholdet mellem hastigheden af ​​månens skygge og jordens rotationshastighed ved ækvator antages at være cirka 2: 1 [17] (sorte pile). Den vektorielle tilføjelse giver retningen og hastigheden af ​​månens skyggevej på stedet for maksimal formørkelse i forhold til jordens overflade (røde pile). Resultaterne bekræfter anvisningerne fra NASA (blå linjer) på disse steder. I det andet eksempel er placeringen af ​​maksimal formørkelse på Stenbukken. Der er omkredshastigheden ved jordoverfladen lavere end ved ækvator (faktor = cos 23,44 ° ≈ 0,92).

Beregningen af ​​forløbet af en fremtidig solformørkelse på jordoverfladen indebærer stigende usikkerhed, efterhånden som afstanden stiger. Det skyldes, at jordens rotation ikke er konstant. Jordens rotationshastighed reduceres permanent ved tidevandsfriktion , så dagene i gennemsnit er længere med 17 µs om året. Disse mindste tidsenheder tilføjer og korrigeres med uregelmæssige intervaller i form af springsekunder . Antallet af springsekunder er inkluderet i beregningen af ​​formørkelser som delta T , men kan kun estimeres for fremtiden ved hjælp af computermodeller. For formørkelser, der ligger mere end et par årtier i fremtiden, kan Delta T variere med op til flere minutter afhængigt af modellen. Da jordens overflade ved ækvator bevæger sig 27,8 km på et minut, ændres jordens skygge i forhold til et bestemt sted på jordoverfladen i overensstemmelse hermed. Dette gælder naturligvis også tidligere formørkelser, men her bruges forskellen mellem formørkelsens beregnede og rapporterede placering til at rekonstruere deltaet T tidligere. [A 2]

Tilhører en cyklus af mørke

I en kanon af formørkelser [18] er alle formørkelser listet efter hinanden. I gennemsnit følger ni formørkelser hinanden med et interval på seks lunationer og danner dermed semestercyklussen. Den foregående og den følgende semestercyklus er enten fem lunationer fra hinanden, eller de overlapper begyndelsen eller slutningen af ​​den, der behandles. Semestercyklusser nestes sjældent over to formørkelser. Gennem et særligt udvalg af hændelser kan formørkelsescyklusser specificeres med et endnu højere antal formørkelser ved et større tidsinterval, hvor de respektive formørkelseshændelser i sådanne cyklusser bliver mere ens, jo længere deres periode bliver. Saros -cyklussen er en særlig cyklus; formørkelserne i en sådan cyklus er ekstremt ens, da jorden og månen hver især er på næsten det samme sted i deres kredsløb.

Fænomener under en total solformørkelse

En total solformørkelse er et af de mest imponerende naturfænomener. Flere fascinerende fænomener kan observeres.

Ændring i lysstyrke

Ændring i lysstyrke under en solformørkelse

Belysningsstyrken falder til omkring 1 / 10.000 til 1 / 100.000 af den normale solskinnets lysstyrke. Det er omkring 50 til 5 gange lysstyrken på en fuldmånenat. Dagen bliver næsten til nat. Den hurtigste relative ændring i lysstyrke finder sted kort (i det sidste sekund) før og efter totalfasen og svarer også til den opfattede ændring i lysstyrke.

Ændring i lys

Lyscirkler gennem et træs blade
Solen segler gennem løvet på et træ

Selv i delfasen får lyset en blyfarvet nuance. Skygger bliver mere kontureret, og i skyggen af ​​træer og buske dannes hundrede gange solmåner og lette cirkler på jorden på grund af den såkaldte "pinhole-effekt" ( camera obscura ). Når helheden er nået, er horisonten orangegul til rødlig farve, mens umbra får himlen til at se dyb mørkeblå ud nær zenit.

Flyvende skygger

Flyvende skygger

Med en smal solmåne - cirka et minut før 2. kontakt og efter 3. kontakt - kan der komme flyvende skygger . Det er et scintillationsfænomen . Jorden belyses ikke jævnt på grund af forskelle i brydning i luften, så med en meget smal halvmåne af solen dannes genkendelige stribemønstre på jorden, som bevæger sig analogt med bevægelsen i luften. Med en bred halvmåne af solen eller uden for en formørkelse falder kontrasten under grænsen for opfattelse og detektion på grund af overlejring af forskellige faser. Udtrykket "flyvende skygger" er faktuelt forkert, og det engelske udtryk " skyggebånd" er det heller ikke .

Diamantring eller perlesnor effekt

Diamantringseffekt under formørkelsen den 29. marts 2006

I øjeblikket ved 2. og 3. kontakt skinner de sidste eller de første solstråler gennem dalene i den bjergrige månesilhuet og skaber indtryk af en diamantring eller en perlerække . Denne effekt kaldes Baily's perler efter den britiske astronom Francis Baily .

Solar corona og prominenser

Mellem den 2. og 3. kontakt skinner solens corona omkring månens mørke skive. Je nach Sonnenaktivität erscheint die Form der Korona eher gleichmäßig (Maximum) oder länglich (Minimum). Über dem Mondrand können während der totalen Phase auch rötliche Protuberanzen gesehen werden.

Bei der Beobachtung einer ringförmigen Sonnenfinsternis bleibt die Sichtbarkeit der Sonnenkorona aus. Das Perlschnurphänomen kann aber beim 2. und 3. Kontakt gesehen werden.

Sonnenkorona bei der Finsternis am 11. August 1999

Die wissenschaftliche Beobachtung der Sonne erstreckt sich von der Photosphäre (kurz vor dem 2. Kontakt und kurz und nach dem 3. Kontakt), über die schmale Chromosphäre (in den Momenten des 2. und 3. Kontaktes) bis zur ausgedehnten Korona und den Protuberanzen (zwischen 2. und 3. Kontakt).

Sichtbarkeit von Planeten und Sternen

Um die verfinsterte Sonne herum können die hellsten Planeten und Fixsterne gesehen werden.

Temperaturabfall

Oft fällt die Temperatur während einer totalen Sonnenfinsternis um mehrere Grad. Auch Tiere und Pflanzen reagieren auf die Dunkelheit und den Temperaturabfall. Vögel verstummen und nahezu alle tagaktiven Tiere suchen ihre Verstecke auf, während Fledermäuse und andere nachtaktive Tiere ihre Verstecke verlassen. Blumen schließen ihre Blüten.

Betrachtung einer Sonnenfinsternis

Bei der Beobachtung einer Sonnenfinsternis ist, wie generell bei der Sonnenbeobachtung, große Vorsicht geboten, da gravierende Augenschäden bis hin zur Erblindung die Folge sein können, wenn man direkt in die Sonne schaut. Für die direkte Beobachtung sind Sonnenfinsternisbrillen erforderlich, [19] beim Blick durch ein Fernglas oder Teleskop sind stärkere Filter nötig. Nur während der kurzen Zeitspanne einer Totalitätsphase können die Sonnenschutzbrillen abgenommen und die Sonnenfilter von optischen Geräten entfernt werden. Eine ringförmige oder partielle Finsternis aber muss durchgehend mit Lichtfilterung beobachtet werden.

Dagegen ist die indirekte Beobachtung des projizierten Abbildes der Sonnenscheibe auch mit ungeschütztem Auge möglich. Im einfachsten Fall reicht ein stopfnadelgroßes Loch in einer Postkarte, durch das die Lichtfigur schattenumrissen auf einen Hintergrund geworfen wird, ähnlich einer Camera obscura .

Emotionales Erlebnis

Eine totale Sonnenfinsternis bleibt für viele, die sie erleben, ein lange im Gedächtnis haftendes Ereignis. Es sind viele sonst völlig ungewohnte Phänomene, welche dazu beitragen: vor allem die besonderen Lichtverhältnisse und ihr plötzliches Eintreten, die still werdende Natur, der aufkommende Wind und (falls sichtbar) der fliegende Schatten oder die Sichtbarkeit heller Sterne. Weil totale Finsternisse selten und nur auf der schmalen Zentralzone zu beobachten sind, bleiben meist auch die Anreise zu diesem Ereignis und allfällige Vorbereitungen in der Erinnerung.

Das emotionale Erleben hat sehr eindrucksvoll der österreichische Dichter Adalbert Stifter anlässlich der Sonnenfinsternis vom Morgen des 8. Juli 1842 geschildert, die er in Wien beobachtet hat. Aus seiner sechsseitigen Schilderung [20] seien wegen Stifters gewisser Langatmigkeit nur einige Absätze herausgegriffen:

„Da ich wußte, um soundso viel Uhr trete der Mond unter der Sonne weg […] und wegen der Achsendrehung der Erde einen schwarzen Streifen über ihre Kugel ziehe […], daß eine schwarze Scheibe in die Sonne zu rücken scheint, von ihr immer mehr und mehr wegnimmt, bis nur eine schmale Sichel übrigbleibt, und endlich auch die verschwindet […] Aber, da sie [die totale Finsternis] nun wirklich eintraf, da ich auf einer Warte hoch über der ganzen Stadt stand und die Erscheinung mit eigenen Augen anblickte, da geschahen freilich ganz andere Dinge, an die ich weder wachend noch träumend gedacht hatte, an die keiner denkt, der das Wunder nicht gesehen.

Nie und nie in meinem ganzen Leben war ich so erschüttert, wie in diesen zwei Minuten, es war nicht anders, als hätte Gott auf einmal ein deutliches Wort gesprochen und ich hätte es verstanden. Ich stieg von der Warte herab, wie vor tausend und tausend Jahren etwa Moses von dem brennenden Berge herabgestiegen sein mochte, verwirrten und betäubten Herzens […] Endlich zur vorausgesagten Minute – empfing sie den sanften Todeskuß, ein feiner Streifen ihres Lichtes wich vor dem Hauche dieses Kusses zurück, der andere Rand wallte in dem Glase des Sternenrohres zart und golden fort – ‚es kommt', riefen nun auch die, welche bloß mit dämpfenden Gläsern, aber sonst mit freien Augen hinaufschauten […] Die erste, seltsame, fremde Empfindung rieselte nun durch die Herzen […]

Man wende nicht ein, die Sache sei ja natürlich und aus den Bewegungsgesetzen der Körper leicht zu berechnen; die wunderbare Magie des Schönen, die Gott den Dingen mitgab, frägt nichts nach solchen Rechnungen, sie ist da, weil sie da ist […] Schon in dem ungeheuern Raume des Himmels wohnt das Erhabene, das unsere Seele überwältigt, und doch ist dieser Raum in der Mathematik sonst nichts als groß. […]

Endlich wurden auch auf Erden die Wirkungen sichtbar und immer mehr, je schmäler die am Himmel glühende Sichel wurde; der Fluß schimmerte nicht mehr, sondern war ein taftgraues Band, matte Schatten lagen umher, die Schwalben wurden unruhig, der schöne sanfte Glanz des Himmels [wurde zum] bleischweren Licht […] – erschütternd war dieses allmähliche Sterben mitten in der noch vor wenigen Minuten herrschenden Frische des Morgens.

Wir hatten uns das Eindämmern wie etwa ein Abendwerden vorgestellt, nur ohne Abendröte ; […] aber es war ein ganz anderes, es war ein lastend unheimliches Entfremden unserer Natur; gegen Südost lag eine fremde, gelbrote Finsternis […] Einen Blick tat ich noch in das Sternrohr, er war der letzte; so schmal wie mit der Schneide eines Federmessers in das Dunkel geritzt, stand nur mehr die glühende Sichel da […] wie der letzte Funke eines erlöschenden Dochtes schmolz eben auch der letzte Sonnenfunken weg, wahrscheinlich durch die Schlucht zwischen zwei Mondbergen zurück – es war ein überaus trauriger Augenblick. Das hatte keiner geahnet – ein einstimmiges ‚Ah' aus aller Munde, und dann Totenstille, es war der Moment, da Gott redete und die Menschen horchten.“

Häufigkeit von Sonnenfinsternissen

Jedes Jahr finden mindestens zwei und maximal fünf Sonnenfinsternisse statt. Der langjährige Durchschnitt liegt bei 2,38. Zwischen 2000 und 2100 finden 224 Sonnenfinsternisse statt, zu etwa je einem Drittel total, ringförmig und partiell. Siehe die Liste der Sonnenfinsternisse des 21. Jahrhunderts .

An einem bestimmten Ort
Die Streifen aller totalen Sonnenfinsternisse in tausend Jahren bedecken noch nicht die gesamte Erdoberfläche.

Im Schnitt kann nur etwa alle 375 Jahre über einem bestimmten Ort mit einer totalen Sonnenfinsternis gerechnet werden. Zählt man die ringförmigen hinzu, sind es 140 Jahre. [21] Grund dafür ist, dass der Streifen, in dem eine zentrale Sonnenfinsternis (total und ringförmig) stattfindet, sehr schmal ist. In der Schweiz fand die letzte totale Sonnenfinsternis am 22. Mai 1724 statt. [Anm. 1] In Österreich gab es zwischen dem 8. Juli 1842 und in Deutschland zwischen dem 19. August 1887 und dem 11. August 1999 keine totale Finsternis. Deutschland, die Schweiz und Österreich werden erst wieder am 3. September 2081 von einer totalen Finsternis getroffen.

Abweichend von der oben erwähnten durchschnittlichen Häufigkeit von totalen und ringförmigen Sonnenfinsternissen ist es durchaus möglich, dass Orte wesentlich kürzer auf eine zentrale Sonnenfinsternis warten müssen. So waren zum Beispiel in einem Gebiet östlich von Ankara ( Türkei ) die totale Finsternis vom 11. August 1999 und die vom29. März 2006 innerhalb von nur sieben Jahren zu sehen. Noch kürzer, nämlich nur 18 Monate, mussten die Bewohner eines kleinen Gebietes von Angola südlich der Hafenstadt Sumbe warten: totale Finsternisse am 21. Juni 2001 und am4. Dezember 2002 . Auch der Schweiz, Teilen Süddeutschlands und Teilen Österreichs steht ein so kurzes Intervall bevor: totale Finsternis am 3. September 2081 , ringförmige Finsternis am 27. Februar 2082 gegen Abend.

Andererseits gibt es Orte, in denen über einen Zeitraum von mehr als vier Jahrtausenden keine totale Sonnenfinsternis eintritt. [22]

  1. Der Totalitätspfad der Sonnenfinsternis vom 8. Juli 1842 streifte den Süden der Schweizer Kantone Tessin und Graubünden. Die Totalität dauerte dort mehr als 1 Minute. Die Zentrallinie lag allerdings weit außerhalb der Schweiz.

Sonnenfinsternisse und Raumfahrt

Der Mondschatten auf der Erde während der Sonnenfinsternis vom 29. März 2006 von der ISS aus gesehen.

Vor der Raumfahrt waren die Sonnenphysiker auf die raren Sonnenfinsternisse zur Untersuchung der meisten Eigenschaften der Sonne angewiesen. Im Weltraum ist es relativ einfach, jederzeit eine „Sonnenfinsternis“ zu simulieren. Die Sonnenscheibe wird durch eine passend große Blende in entsprechendem Abstand abgedeckt, um beispielsweise die Korona zu fotografieren und zu untersuchen. Das ist auf der Erde wegen des Streulichts der Erdatmosphäre nicht möglich. Allerdings kann mit Blende im Weltraum die innere Korona wegen zu großer Helligkeit nicht untersucht werden, was bei einer Sonnenfinsternis auf der Erde möglich ist. [23] Solche Simulationen werden beispielsweise mit dem Beobachtungsinstrument LASCO an Bord der Raumsonde SOHO vorgenommen.

Die Raumfahrt spielt aber auch eine Rolle bei der Verfolgung einer Sonnenfinsternis auf der Erde. Die erste dokumentierte Beobachtung einer irdischen Sonnenfinsternis aus dem All stammt von Gemini 12 : totale Sonnenfinsternis am 12. November 1966. Aufnahmen des sich über die Erde bewegenden Schattens wurden auch von der Mir gemacht, die Bilder vom 11. August 1999 gehören zu den letzten Aufnahmen vor der Ausmusterung der Station. [24] Während der totalenSonnenfinsternis vom 29. März 2006 kam die Internationale Raumstation (ISS) dem Kernschatten des Mondes nahe, wobei einige Aufnahmen entstanden. Umgekehrt sah man von einigen Erd-Orten aus die ISS vor der teilweise verfinsterten Sonne vorbeiziehen. [25]

Aktuelle Sonnenfinsternisse

Die letzten beiden totalen Sonnenfinsternisse fanden am 2. Juli 2019 und am 14. Dezember 2020 statt, sie waren in und um Südamerika zu sehen.

Die nächste in Mitteleuropa sichtbare Sonnenfinsternis wird am25. Oktober 2022 stattfinden, allerdings von dort aus gesehen nur zirka 25 Prozent Bedeckung der Sonne.

Daten aller Sonnenfinsternisse des 20. und 21. Jahrhunderts sind in den Listen von Sonnenfinsternissen angegeben.

Historisch bedeutsame Sonnenfinsternisse

Die Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 in einer Filmaufnahme aus Gmunden

Die folgenden Sonnenfinsternisse haben besondere wissenschaftliche oder sonstige historische Bedeutung erlangt.

  • Sonnenfinsternis vom 28. Mai 585 v. Chr. : Diese Finsternis könnte von Thales von Milet vorhergesagt worden sein; somit wäre sie die erste gewesen, für die Ort und Zeitpunkt vorhergesagt wurde. Außerdem ist für diese Finsternis überliefert, sie sei der Anlass für das Ende des Krieges zwischen den Lydern und den Medern gewesen.
  • 3. Mai 1715 : Die Schattenbahn dieser Sonnenfinsternis über Südengland wurde von Edmond Halley vorhergesagt und die Finsternis war damit vermutlich die erste, für die eine solche Berechnung versucht wurde. [26]
  • 8. Juli 1842 : Diese totale Finsternis ist vor allem wegen der umfassenden und sehr emotionalen Schilderung von Adalbert Stifter bekannt. Zur Beschreibung des bewegenden Ereignisses hat auch der Astronom Karl Ludwig von Littrow beigetragen. [27]
  • 29. Mai 1919 : Während dieser Finsternis wurde die von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagte gravitative Ablenkung des Lichts überprüft und bestätigt.
  • 11. August 1999 : Die letzte totale Sonnenfinsternis des zweiten Jahrtausends war zugleich die Sonnenfinsternis, die von mehr Menschen beobachtet wurde als jede andere Sonnenfinsternis der Weltgeschichte. [28]

Sonnenfinsternisse bei anderen Planeten

Partielle Sonnenfinsternis durch Phobos, beobachtet von Opportunity auf der Marsoberfläche

Finsternisse sind kein alleiniges Merkmal des Erde-Mond-Systems, sondern treten bei allen Planeten mit Monden auf, sowohl als Sonnenfinsternisse wie auch als Mondfinsternisse . Auf keinem anderen Planeten unseres Sonnensystems aber ist die Konstellation so gegeben wie auf der Erde, wo die scheinbaren Durchmesser von Sonne und Mond fast gleich groß sind. [29]

Auf dem Jupiter werden die Sonnenfinsternisse von dessen vier großen Monden hervorgerufen. Da sich diese nahezu in der Bahnebene des Jupiters um die Sonne befinden, sind Sonnenfinsternisse auf dem Jupiter fast alltäglich. Der Schatten, den diese Monde auf ihren Planeten werfen, kann bereits mit kleineren Teleskopen beobachtet werden. [29]

Bei den weiteren äußeren Planeten sind Sonnenfinsternisse schwer zu beobachten und auch sehr selten, da deren Äquatorebene, in der die Monde umlaufen, zur Bahnebene des Planeten stark geneigt ist und die Umlaufzeiten um die Sonne sehr lang sind. Die Finsternisse, die die beiden kleinen Monde des Mars verursachen, kann man eher als Transit bezeichnen, sie verursachen auf dem Mars keinen messbaren Helligkeitsabfall. [29]

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Commons : Sonnenfinsternis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Sonnenfinsternis – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Allgemein
Zusammenstellungen und Berechnung

Anmerkungen

  1. Der NASA Five Millennium Catalog of Solar Eclipses −1999 to +3000 (2000 BCE to 3000 CE) gibt folgende Verteilung an: 2 Finsternisse in 72,5 %, 3 Finsternisse in 17,5 %, 4 Finsternisse in 9,5 % und 5 Finsternisse in 0,5 % der Jahre.
  2. Als Beispiel sei die ringförmige Sonnenfinsternis vom 23. Juli 2093 genannt, die den Norden und Osten Deutschlands überqueren wird. Während die NASA-Berechnung ( Annular Solar Eclipse of 2093 July 23 Delta T = 187,5 s) die Hansestadt Hamburg in der Zone der Ringförmigkeit sieht, lag sie nach der CalSky -Berechnung (Delta T = 79,0 s) klar außerhalb der Zone, da letztere Berechnung die Zentrallinie ca. 25 km westlich sieht.

Einzelnachweise

  1. Dors Unbehaun: Sonnenfinsternisse in der Geschichte bei astronomie.de, abgerufen am 3. Mai 2015.
  2. Siehe dazu ua Gernot Wilhelm : Muršilis Konflikt mit Ägypten und Haremhabs Thronbesteigung. WdO 39, 2009, S. 108–116, besonders S. 114 ff. (mit weiteren Belegen) online bei Academia.edu
  3. FR Stephenson, LJ Fatoohi: Thale's Prediction of a Solar Eclipse. In: Journal for the History of Astronomy. Nr. 11, 1997, S. 279. bibcode : 1997JHA....28..279S
  4. D. Panchenko: Thales's Prediction of a Solar Eclipse. In: Journal for the History of Astronomy. Nr. 11, 1994, S. 275. bibcode : 1994JHA....25..275P
  5. Gernot Meiser: Aus der Geschichte. ( Memento vom 24. April 2015 im Internet Archive ) bei astronomie.de, abgerufen am 3. Mai 2015.
  6. Lukas 23,44-45, Matthäus 27,45 und Markus 15,33. Das Johannesevangelium erwähnt ein solches Ereignis nicht.
  7. Berthold Seewald: Recke deine Hand gen Himmel, dass eine solche Finsternis werde in Ägypten, dass man sie greifen kann. Und Mose reckte seine Hand gen Himmel bei welt.de, abgerufen am 3. Mai 2015
  8. De Eclipsibus, tum in genere, tum in specie De Magna Solis Eclipsi, d 2. Aug. proxime futura . Jena 1654 ( Digitalisat )
  9. Hans-Ulrich Keller: Kompendium der Astronomie . Kosmos, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-440-11289-2 , S. 98–101, siehe Literatur
  10. Datum im proleptisch-julianischen Kalender .
  11. a b H. Mucke, J. Meeus: Canon der Sonnenfinsternisse −2003 bis +2526. 2. Auflage. Astronomisches Büro , Wien 1999 Astronomisches Büro, Wien: Veröffentlichungen oder Canon der Finsternisse von Theodor Oppolzer , 1887.
  12. Hans-Ulrich Keller: Kompendium der Astronomie . Kosmos, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-440-11289-2 , S. 103–109, siehe Literatur
  13. Aus Five Millennium Canon of Solar Eclipses: −1999 to +3000
  14. J. Meeus: Mathematical Astronomy Morsels IV . Willmann-Bell, Richmond 2007, ISBN 978-0-943396-87-3 , Kap. 8
  15. Alle anderen Finsterniszyklen sind durch Auswahl gewonnene Zyklen. Je mehr Finsternisse übersprungen werden, umso leichter lassen sich immer längere Reihen bilden, in denen die Änderung der Knotendistanz von Finsternis zu Finsternis immer geringer ist.
  16. Aus Five Millennium Canon of Solar Eclipses: −1999 to +3000
  17. etwa 3400 km/h zu 1700 km/h; 6. Der Verlauf einer totalen Sonnenfinsternis
  18. zum Beispiel: Theodor Oppolzer , Canon der Finsternisse , Denkschriften der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften mathematisch naturwissenschaftlicher Classe, L II.Bd., Wien 1887.
  19. Sonnenfinsternis: Nicht direkt in die Sonne schauen. auf: test.de , 16. März 2015, abgerufen am 17. März 2015.
  20. Adalbert Stifter: Die Sonnenfinsternis am 8. Juli 1842. auf: www.strickling.net , abgerufen am 19. März 2015.
  21. J. Meeus: Mathematical Astronomy Morsels. Willmann-Bell, 1997, ISBN 0-943396-51-4 , S. 88 ff.
  22. J. Meeus: More Mathematical Astronomy Morsels. Willmann-Bell, 2002, ISBN 0-943396-74-3 , S. 98ff.
  23. Jay M. Pasachoff: Finsternisforscher hoffen auf freie Sicht. In: Spiegel-online , 29. März 2006
  24. Looking Back on an Eclipsed EarthAstronomy Picture of the Day vom 30. August 1999 (englisch).
  25. astronomie.info: Zwei gleichzeitige Verfinsterungen – Der Mond und die Raumstation ISS vor der Sonne
  26. JP McEvoy: Sonnenfinsternis. Die Geschichte eines Aufsehen erregenden Phänomens. 2001, S. 120.
  27. Adalbert Stifter : Die Sonnenfinsternis am 8. Juli 1842 .
  28. JP McEvoy: Sonnenfinsternis. Die Geschichte eines Aufsehen erregenden Phänomens. 2001, S. 197.
  29. a b c R. Kippenhahn, W. Knapp: Schwarze Sonne, roter Mond. 1999, S. 196–204.
Durchgänge in unserem Sonnensystem
Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun
Merkur Merkur Merkur Merkur Merkur Merkur Merkur
Venus Venus Venus Venus Venus Venus
Erde Erde Erde Erde Erde
Mars Mars Mars Mars
Jupiter Jupiter Jupiter
Mond Deimos Saturn Saturn
Phobos Uranus