mini|hochkant=1.2|Fotomontage von Aufnahmen der totalen Kernschattenfinsternis vom 28. August 2007 (rechts länger belichtete Aufnahmen) mini|hochkant=1.2|Schema des Verlaufs der totalen Kernschattenfinsternis vom 28. August 2007 im Stundenabstand mini|hochkant=1.2|Kern- und Halbschatten der Erde (nicht maßstabsgetreu)
Während einer Mondfinsternis (österreichisch Mondesfinsternis)Eintrag Mondesfinsternis in Duden (online). durchquert der Mond den Schatten, den die von der Sonne beleuchtete Erde in den Weltraum wirft. Dieses astronomische Ereignis kann nur eintreten, wenn Sonne, Erde und Mond hinreichend genau auf einer Linie liegen. Von der Erde aus gesehen stehen sich Sonne und Mond gegenüber. Es ist Vollmond und von der Erde aus ist die Mondfinsternis überall dort zu sehen, wo der Mond zurzeit über dem Horizont steht bzw. wo Nacht ist.
Deutlich wahrzunehmen ist dieses Ereignis, wenn der Mond nicht nur durch den ringförmigen Halbschatten der Erde läuft, sondern ganz oder teilweise auch durch den kreisförmigen inneren Kernschatten. Umgangssprachlich ist mit Mondfinsternis i. d. R. eine Kernschattenfinsternis gemeint. Halbschattenfinsternisse sind wenig auffällig und werden nur in der Astronomie mitgezählt. In beiden Fällen wird zwischen totalen und partiellen Finsternissen unterschieden, je nachdem, ob der Mond ganz oder nur teilweise in den jeweiligen Schatten eintaucht.
Die Mondbahnebene ist gegenüber der Ekliptik (Bahnebene der Erde um die Sonne) geneigt. Es gibt nur zwei Momente pro Umlauf, in denen sich der Mond mit der Sonne und der Erde in der Ekliptikebene befindet. Innerhalb weniger Stunden vor oder nach Vollmond tritt das nur bei jedem sechsten, manchmal auch bei einem fünften Vollmond ein. Pro Jahrhundert ereignen sich im Durchschnitt etwa 154 Kernschattenfinsternisse. Halbschattenfinsternisse finden etwa 88-mal pro Jahrhundert statt.
Grundlagen Entstehung von Mondfinsternissen mini|hochkant=1.6|Konstellationen für Mond- und Sonnenfinsternisse (Erdbahn als großer Kreis, Mondbahn als kleine Kreise):Eine Mondfinsternis kann bei den Mondstellungen 1 und 4, eine Sonnenfinsternis bei 2 und 3 entstehen.(nicht maßstabsgetreu, Neigung der Mondbahn vergrößert)
Bei Vollmond steht der Mond in Opposition zur Sonne. Er befindet sich dabei meist nicht in der Ebene der Umlaufbahn der Erde um die Sonne (Ekliptik), da die Ebene der Umlaufbahn des Mondes reichlich 5° gegenüber der Ekliptik geneigt ist. Nur wenn der Mond zu Vollmond einem der beiden gedachten Schnittpunkte von Ekliptikebene und Mondbahn, Mondknoten genannt, hinreichend nahe ist, ereignet sich eine Mondfinsternis.
Von einer Mondfinsternis bis zum folgenden Vollmond vergeht rund ein synodischer Monat als mittlere Dauer einer Lunation. In manchen Fällen kann sich nun wieder eine Mondfinsternis ereignen, in den meisten Fällen jedoch nicht, da der Abstand zum Mondknoten zu groß ist. Der Mond durchläuft dann den Knoten nicht mehr zu Vollmond, und die sogenannte Knotenlinie – die gedachte Verbindung zwischen den beiden Mondknoten – ist daher nicht mehr auf die Sonne gerichtet. Somit findet bei diesem Umlauf des Mondes keine Finsternis statt. Beim sechsten Vollmond in Folge aber hält sich der Mond wieder recht nahe bei einem der Knoten auf, diesmal dem anderen, und somit ist eine Finsternis möglich. Sie findet statt, sofern der Abstand zum Knoten wieder so gering ist, dass eine gewisse Knotendistanz, das Finsternis-Limit genannt, unterschritten wird.
Nach den sechs Lunationen, die mit etwa 177 Tagen etwas weniger als ein halbes Jahr dauern, hat die Erde also noch nicht die Hälfte ihrer Bahn (oder 180°) absolviert. Auch der Gegenknoten liegt nach dieser Zeit nicht genau gegenüber der Ausgangsstellung, denn die Knotenlinie hat sich leicht gegenläufig gedreht und zeigt schon nach etwa 173 Tagen (ein halbes Finsternisjahr) wieder zur Sonne.
mini|hochkant=3.4|Semester-Zyklus aus neun Mondfinsternissen (−4 bis +4)
Bezogen auf die Knotenpassage ist der Vollmond mithin nach sechs Mondphasenzyklen um etwa vier Tage verspätet, und der Knotenabstand hat sich um einen Betrag von etwa 4° (auf der Ekliptik gemessen) verändert. Wenn die Distanz gemessen zum Knotenpunkt größer als 4,7° geworden ist, befindet sich der Mond nicht mehr total innerhalb des Kernschattens, es kann aber zu einer partiellen Kernschattenfinsternis kommen. Über etwa 10,6° Knotendistanz läuft der Mond nicht mehr durch den Kernschatten und es sind nur noch Halbschattenfinsternisse möglich, jenseits von etwa 16,7° befindet er sich auch außerhalb des Halbschattens.
Mit einer unauffälligen Finsternis durch den Halbschatten hört somit ein solcher Zyklus von knapp halbjährlich einander folgenden Finsternissen auf und ein Semester-Zyklus – mit der Finsternisperiode von etwa 177 Tagen der Basis-Zyklus aller Finsterniszyklen – ist beendet. Manchmal aber liegt gegen Ende eines Semesterzyklus – wie in der Abbildung dargestellt – schon der um eine Lunation frühere Vollmond innerhalb des (westlichen) Finsternis-Limits. Mit dieser Finsternis hat dann bereits ein neuer Semesterzyklus begonnen. Dessen nächste Finsternis findet fünf Lunationen nach der letzten Finsternis des vorherigen Zyklus statt.
Bei den ersten Finsternissen eines Zyklus nähert sich der Vollmond dem Knoten sukzessive, erreicht den kleinsten Abstand (als auffälligstes Ereignis) und entfernt sich wieder, bis das östliche Finsternis-Limit überschritten und der Zyklus zu Ende ist. Ein Semesterzyklus enthält 8 bis 10 Mondfinsternisse und dauert um die vier Jahre, wobei er sich mit anderen Semesterzyklen überschneiden kann. Mehr als die Hälfte der Ereignisse ist auffällig, zu Anfang und Ende eines Zyklus finden unauffällige Halbschattenfinsternisse statt.
Sichtbarkeit Im Unterschied zur Sonnenfinsternis ist eine Mondfinsternis von jedem Ort auf der Nachtseite der Erde aus zu sehen und bietet – abgesehen von der relativen Lage zum Horizont – auch überall den gleichen Anblick. Lokal gesehen, auf einen festen Ort bezogen, ist daher eine Mondfinsternis weitaus häufiger zu beobachten als eine Sonnenfinsternis. Global betrachtet, auf die Erdkugel als ganze bezogen, kommen Sonnenfinsternisse allerdings häufiger vor als die auffälligen Mondfinsternisse im Kernschatten der Erde.
Selbst für eine totale Mondfinsternis sind der genaue Zeitpunkt des Eintritts und des Austritts in bzw. aus dem Kernschatten mit einer irdischen Perspektive nicht exakt vorhersagbar. Nicht nur ist der Kernschattenrand unscharf und vom angrenzenden Halbschatten nicht leicht abzugrenzen, ein verbleibender feiner Randstreifen im Halbschatten wäre mit bloßem Auge von der Erde aus nicht sichtbar.
Schwierigkeiten der Vorausberechnung Die Voraussage von Finsternisterminen gehört zu den schwierigeren astronomischen Aufgaben, da bei der Bahnbestimmung der Himmelskörper Erde und Mond zahlreiche Einflüsse zu berücksichtigen sind, die periodisch schwanken oder sich in langen Zeiträumen verändern und sich als Bahnstörungen auswirken. Wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Körper ist eine exakte Lösung für dieses Mehr-Körper-Problem nicht möglich, sondern nur eine Approximation durch numerische Verfahren der Modellierung. Inwieweit diese Annäherungen zutreffen, kann anhand von Beobachtungsdaten bestätigt beziehungsweise verbessert werden.
Der Schattenwurf der Erde stimmt zudem nicht genau mit dem geometrischen Modell überein, da die Sonne auch außerhalb ihrer als „Sonnenscheibe“ erscheinenden Photosphäre eine gewisse veränderliche Helligkeit hat (siehe Sonnenkorona und Protuberanz). Auch die Brechung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre wird bei der Berechnung vernachlässigt.
Arten von Mondfinsternissen mini|hochkant=1.4|Arten von Mondfinsternissen und ihre hypothetische relative Häufigkeit, wenn Mondbahn und Erdbahn kreisförmig wären, bei Halbschattenradius = 4,65 Mondradien und Kernschattenradius = 2,65 Mondradien mini|links|Totale Kernschattenfinsternis(7. September 2025)Nach der Tiefe des Eintauchens in den Erdschatten in der Phase der größten Verdunkelung des Mondes werden Kernschatten- von Halbschattenfinsternissen unterschieden, und dabei jeweils totale von partiellen.
Totale Kernschattenfinsternis mini|Entstehung einer totalen Kernschattenfinsternis (Video der Tagesschau)|links Tritt der Mond während der Finsternis vollständig („total“) in den Kernschatten der Erde ein, so handelt es sich um eine totale Kernschattenfinsternis, auch totale Mondfinsternis genannt. Die genaue Dauer einer totalen Mondfinsternis hängt etwas von der aktuellen Entfernung des Mondes ab und beträgt maximal ungefähr 1 Stunde und 46 Minuten.J. Meeus: More Mathematical Astronomy Morsels, Willmann-Bell Inc., 2002, Kap.24, ISBN 0-943396-74-3 Dabei wird aber das durch die Luftschichten der Erdatmosphäre fallende Sonnenlicht etwas nach innen gebrochen, wobei vor allem die kurzwelligen blauen Anteile durch Streuung geschwächt werden. Daher wird der Mond auch im Kernschatten der Erde noch von den langwelligen roten Anteilen erreicht und bleibt mit braun-rötlichem Farbton schwach sichtbar. Dieser Anblick wird in den Medien auch als Kupfermond oder Blutmond bezeichnet.
Zentrale (Kernschatten-)Finsternis Wenn der Mond nicht nur den Kernschatten berührt, sondern auch die zentrale Linie des Kernschattens, spricht man von einer zentralen Finsternis. Dabei handelt es sich immer um eine totale Kernschattenfinsternis, da der Kernschatten der Erde immer wesentlich größer als der Mond ist.
Partielle Kernschattenfinsternis mini|links|Hochkontrastaufnahme der partiellen Verdunklung des Vollmonds 45 Minuten nach dem Ende der Kernschattenfinsternis(7. September 2025, Berlin)Tritt der Mond während der Finsternis nur teilweise („partiell“) in den Kernschatten der Erde ein, handelt es sich um eine partielle Kernschattenfinsternis. Teile des Mondes bleiben also während der gesamten Finsternisdauer außerhalb des Kernschattens; sie befinden sich entweder im Halbschatten oder sind bei schmalem Halbschatten (Mond in Erdnähe) auch überhaupt nicht verfinstert.
Der Rand des von der Erde geworfenen Kernschattens wird dabei auf der Mondoberfläche abgebildet. Wie auch zu Anfang und Ende einer totalen Kernschattenfinsternis wird die Kernschattengrenze als eine gebogene Linie sichtbar. Bereits die Griechen der Antike interpretierten das als Schattenwurf der Erde und schlossen aus ihrem kreisförmigen Schatten, dass die Erde eine Kugel sei.
Totale Halbschattenfinsternis mini|Schematischer Verlauf einer totalen Halbschattenfinsternis(14. März 2006)
Tritt der Mond während der Finsternis vollständig in den Halbschatten der Erde ein, ohne im Verlauf den Kernschatten zu berühren, handelt es sich um eine totale Halbschattenfinsternis. Dabei ist der dem Kernschatten zugewandte Teil des Mondes merklich dunkler als dessen abgewandter Teil. Totale Halbschattenfinsternisse sind selten, da der Ring des Halbschattens selbst im günstigsten Fall nur maximal 11 Prozent breiter als der Durchmesser des Mondes ist und der Mond nahezu passend durch den Halbschatten ziehen muss. Die letzte totale Halbschattenfinsternis fand am 14. März 2006 statt, die nächste wird am 29. August 2053 stattfinden.
Ist der Halbschatten schmaler als der Durchmesser des Mondes, kann keine totale Halbschattenfinsternis auftreten, es sind nur partielle Halbschatten- oder partielle Kernschattenfinsternisse möglich. In sehr seltenen Fällen (wie am 25. April 2013) kann es passieren, dass selbst in der Phase der maximalen Bedeckung sich der Mond gleichzeitig teilweise im Kernschatten, im Halbschatten und außerhalb des Schattens befindet.
Partielle Halbschattenfinsternis Tritt der Mond während der Finsternis nur teilweise in den Halbschatten der Erde ein, handelt es sich um eine partielle Halbschattenfinsternis.