Monatsthema Januar 2003: "Die Mondphasen"

- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema Januar 2003: "Die Mondphasen"

Der Mond leuchtet nicht selbst, sondern reflektiert nur das von der Sonne ausgestrahlte Licht und das nur mäßig, da sein Reflexionsvermögen (Albedo) mit 0,07 im Vergleich zu dem der Erde (0,39) sehr gering ist. Das ist auf die Zusammensetzung seiner Oberfläche und das Fehlen einer Atmosphäre mit Wolken zurückzuführen. Deshalb sieht man ihn je nach seiner Stellung als ganz oder nur teilweise beleuchtete Scheibe. Die synodische Umlaufzeit, das ist der Zeitraum von Vollmond bis zum nächsten Vollmond, beträgt fast genau 29,5 Tage. Während dieser Zeit durchläuft der Mond das gesamte Wechselspiel von Licht und Schatten. Dabei fällt zunächst auf, dass sich zwar die Beleuchtung ändert, nicht jedoch das Bild der Oberfläche. Das hängt damit zusammen, dass sich im Verlauf der Zeit die Rotation des Mondes so verlangsamt hat, dass er sich bei einem Umlauf um die Erde zugleich auch nur einmal um seine eigene Achse dreht: er wendet uns somit immer die selbe Seite zu. Man bezeichnet diesen Vorgang als "gebundene Rotation" und kennt das Aussehen der Rückseite erst durch die Sonden, die den Mond umrundeten. Nun zu den eigentlichen Mondphasen:

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Beginnen wir mit dem Neumond. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Mond zwischen Erde und Sonne, d.h. am Taghimmel. Wenn er sich genau zwischen beiden befindet, dann verdeckt er die Sonne und es entsteht eine Sonnenfinsternis. Nachdem aber der Winkel zwischen der Erdbahn und der Mondbahn ca. 5° beträgt, steht er aber meistens etwas über oder unter der Sonne. Wir blicken auf seine unbeleuchtete Seite, die wegen der Lichtstreuung in der Atmosphäre unsichtbar bleibt. Da er sich auf seiner Bahn jeden Tag um ca. 12° weiterbewegt, kann man schon am nächsten Abend eine schmale Mondsichel links von der Sonne erkennen. Von Tag zu Tag kann man nun die Weiterbewegung des Mondes verfolgen, die mit einem Anwachsen der Sichel verbunden ist.

Der Mond ist nach dem zweiten Tag auch noch nach Ende der Abenddämmerung zu sehen und bietet jetzt im Feldstecher oder gar im Fernrohr einen prachtvollen Anblick. Weil das Licht der Sonne schräg auf ihn einfällt, werfen die Krater und Gebirge lange Schatten und besonders der Rand der beleuchteten Sichel, der Terminator, zeigt die großen Reliefunterschiede der Mondoberfläche. Die Höhenunterschiede erreichen bis über 11 000 m. Höhen und Tiefen auf dem Mond werden immer nur in Vergleich zur Umgebung bestimmt, da keine Bezugsebene, wie die Meeresoberfläche, vorhanden ist.

Nach 7 Tagen ist bereits die halbe sichtbare Fläche beleuchtet, aber auch der unbeleuchtete Teil des Mondes ist schwach erkennbar und das, obwohl ihn das Sonnenlicht nicht direkt erreicht und er auch keine Atmosphäre hat, die das Licht streuen könnte: es ist das von der Erde und ihrer Atmosphäre reflektierte Licht. So kann man ihn bereits mit dem Feldstecher als dreidimensionale Kugel bewundern. Aber nicht nur bei Nacht: er ist bereits so hell, dass man ihn auch bei Tag sehen kann, wenn der Himmel einigermaßen klar ist. Während aber bei uns die Mondsichel ziemlich aufrecht steht, liegt sie umso stärker, je mehr man sich dem Äquator nähert, was z.B. bei den Ägyptern zu der Vorstellung der Mondbarke geführt hat.

Mit zunehmender Beleuchtung verringert sich allerdings der Kontrast seiner Oberflächenstrukturen (über die noch in einem eigenen Teil berichtet wird), man erkennt aber schon mit bloßem Auge helle und dunkle Flecken, die schon seit jeher zu Spekulationen geführt haben (Mann im Mond, usw.). Nach fast 15 Tagen ist dann Vollmond: die Erde steht genau zwischen Sonne und Mond - er geht auf, wenn die Sonne untergeht. Steht er auf der Schnittlinie zwischen Erdbahnebene (Ekliptik) und Mondbahnebene, so kommt es zu einer Mondfinsternis.

Von nun an verzögert sich der Aufgang des Mondes jeden Tag um ca. 50 Minuten und seine beleuchtete Fläche nimmt wieder ab, allerdings auf der anderen Seite. Er wird immer mehr ein Objekt der zweiten Nachthälfte. Mnemotechnisch kann man sich einprägen, dass der Mond abnimmt, wenn seine Rundung dem Bogen des kleinen Buchstabens "a" entspricht. Das altdeutsche "z" für den zunehmenden Mond dürfte inzwischen den meisten nicht mehr geläufig sein. Wer die mathematischen Symbole für kleiner "<" und größer ">" kennt, kann sich damit behelfen.

Zwei Besonderheiten sind noch anzumerken: Sieht man den Mond nahe dem Horizont, so erscheint er deutlich größer, als wenn er hoch am Himmel steht. Das ist eine optische Täuschung, wie man durch Messen leicht feststellen kann.

Das Bild zeigt unseren Mond links in seiner größten und rechts in seiner geringsten Entfernung zur Erde.
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Andererseits ist der Mond nicht immer gleich groß: da seine Bahn um die Erde genauso eine Ellipse ist, wie die Bahn der Erde um die Sonne, ist er mal näher an der Erde mal weiter entfernt. Dadurch kann ein Größenunterschied von 8:7 entstehen. Außerdem beträgt der von der Erde aus sichtbare Anteil der Mondoberfläche nicht nur 50%, wie anzunehmen wäre, sondern ca. 58%, da der Mond sich zwar gleichmäßig um seine Achse dreht, sich aber - wegen der elliptischen Bahn - im Laufe eines Monats mal schneller, mal langsamer bewegt und damit einen Blick über den Rand hinaus gewährt. Weil seine Bahn geneigt ist, sieht man ihn auch zeitweise mehr von oben, zeitweise mehr von unten.

So bietet der Mond - bis auf wenige Tage im Monat - immer ein abwechslungsreiches Bild. Erscheint der Mond am Nachthimmel, so beherrscht er ihn und alle Sterne und vor allem lichtschwächere Objekte verblassen.

Gerardo Inhester

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Otto J. Pilzer, 2002-12-29