An einem Abend sehen Sie eine schmale Mondsichel, an einem anderen steigt ein runder Mond auf. Der Mond wird dabei nicht tatsächlich zerschnitten und wächst wieder zusammen. Seine scheinbare Form, die Mondphase, ändert sich mit dem Anteil der sonnenbeleuchteten Fläche, den wir von der Erde aus sehen. Wer gewöhnliche Phasen mit dem Erdschatten erklärt, verwechselt sie mit einer Mondfinsternis.
Um die Phasen zu verstehen, müssen Beleuchtung der Mondoberfläche und Blickrichtung gemeinsam betrachtet werden. Das ist eine andere Frage als die Entstehung der Krater oder die Flugbahn einer Mondsonde. Wir betrachten die Stellung des Mondes zur Sonne und die Bezugspunkte, mit denen Beobachter seine Form festhalten.
1. Die beleuchtete Halbkugel ist nicht der von der Erde sichtbare Teil
Mondlicht ist hauptsächlich von der Oberfläche reflektiertes Sonnenlicht. Unter normalen Bedingungen ohne Mondfinsternis beleuchtet die Sonne ungefähr die Hälfte des als Kugel vereinfachten Mondes. Während er die Erde umkreist, schrumpft die beleuchtete Fläche nicht plötzlich zu einer Sichel. Wie NASAs Erklärung der Mondphasen zeigt, ändert sich der von uns sichtbare Anteil der hellen Halbkugel. Die Hell-Dunkel-Grenze ist auch keine Spur eines anderen Himmelskörpers, der den Mond verdeckt.
Stellen Sie sich einen weißen Ball vor, der im Raum von einer festen seitlichen Lampe beleuchtet wird. Der Kopf steht für die Erde, der Ball für den Mond: Seine Bewegung verändert den sichtbaren hellen Teil. Gerät der Ball in den Kopfschatten, entspricht das einer Mondfinsternis statt einer gewöhnlichen Phase. Das Modell untersucht Licht und Blickrichtung, bildet Größen, Entfernungen und Neigungen des echten Systems aber nicht maßstabsgetreu ab.
2. Erstes und letztes Viertel sind beide Halbmonde, aber zu anderen Zeiten
Bei Neumond steht der Mond von der Erde aus nahe der Sonnenrichtung, bei Vollmond nahezu gegenüber. Um Neumond ist die erdzugewandte Seite weitgehend dunkel und in Sonnennähe schwer erkennbar. Danach wächst der helle Anteil über zunehmende Sichel, erstes Viertel und zunehmenden, bereits mehr als halb beleuchteten Mond zum Vollmond. Anschließend nimmt er über letztes Viertel und abnehmende Sichel bis zum nächsten Neumond ab. Dieser Wandel ist kontinuierlich, nicht eine Folge von acht getrennten Standbildern.
Beim ersten und letzten Viertel ist ungefähr die halbe Scheibe hell. Das erste Viertel gehört aber zur Zunahme vor Vollmond, das letzte zur Abnahme danach. Notieren Sie nicht nur „Halbmond“, sondern vergleichen Sie frühere Aufzeichnungen. Die Tabelle gibt ungefähre Beobachtungstendenzen für mittlere Breiten. Die tatsächlichen Auf- und Untergangszeiten hängen von Jahreszeit, Breite und Horizont ab; sie ist kein genauer Beobachtungsplan.
| Hauptphase | Von der Erde sichtbarer heller Teil | Ungefähre Beobachtungszeit |
|---|---|---|
| Neumond | Fast unsichtbar | Wegen der Nähe zur Sonnenrichtung schwer zu beobachten |
| Erstes Viertel | Etwa die Hälfte, danach zunehmend | Abends nach Sonnenuntergang gut sichtbar |
| Vollmond | Nahezu runde Scheibe | Geht meist um Sonnenuntergang auf und ist nachts sichtbar |
| Letztes Viertel | Etwa die Hälfte, danach abnehmend | Von später Nacht bis zum Morgen gut sichtbar |
3. Die Monatslänge hängt vom Bezugspunkt eines Umlaufs ab
Ein Umlauf des Mondes um die Erde relativ zu fernen Sternen dauert durchschnittlich etwa 27.3 Tage: der siderische Monat. Zwischen zwei Neumonden, also bis zur gleichen Phase, vergehen dagegen im Mittel ungefähr 29.5 Tage: der synodische Monat. Das sind keine unterschiedlich gerundeten Angaben derselben Periode. Die Rückkehr zur Bahnposition relativ zu Sternen und zur Anordnung relativ zur Sonne sind unterschiedliche Fragen.
In dieser Zeit bewegen sich Erde und Mond gemeinsam um die Sonne. Nach einem Umlauf relativ zu den Sternen hat sich die Sonnenrichtung von der Erde aus bereits geändert; der Mond muss sich für dieselbe Phase weiterbewegen. Deshalb ist der synodische Monat länger als der siderische. Beide Werte sind Mittelwerte, keine exakt gleichen Längen sämtlicher synodischer Monate. Auch die genaue nächste Vollmondzeit lässt sich nicht einfach durch starre Kalenderabstände von 29 oder 30 Tagen vorhersagen.
4. Eine Mondfinsternis erfordert zusätzliche Ausrichtung
Eine Mondfinsternis entsteht um Vollmond, wenn Sonne, Erde und Mond so ausgerichtet sind, dass der Mond in den Erdschatten eintritt. Die dunklen Teile gewöhnlicher Sicheln und Halbmonde sind damit nicht gemeint. NASAs Anleitung zu Mondfinsternissen unterscheidet totale Ereignisse, bei denen der ganze Mond im Kernschatten liegt, partielle mit nur einem Teil darin und Halbschattenfinsternisse im äußeren Schatten. Letztere sind unter Umständen kaum wahrnehmbar; nicht jede Finsternis lässt den Mond vollständig verschwinden.
Die Mondbahnebene ist etwa 5 Grad gegen die Ebene der Erdbahn um die Sonne geneigt. Daher zieht der Mond selbst bei Vollmond meist oberhalb oder unterhalb des Erdschattens vorbei. Für eine Finsternis muss die Vollmondstellung mit einem Durchgang nahe der Schnittlinie beider Ebenen zusammenfallen. Wer aus einer flachen Zeichnung auf eine monatliche Finsternis schließt, hält die im Schema ausgelassene Neigung fälschlich für die Wirklichkeit.
5. Links und rechts getrennt vom Kalenderdatum prüfen
Praktisch ist die Phase zu einem bestimmten Zeitpunkt überall auf der Erde fast gleich, doch ihre scheinbare Ausrichtung hängt vom Beobachtungsort ab. Vertraute Formen können zwischen Nord- und Südhalbkugel umgekehrt erscheinen, und selbst am selben Ort kann sich die Neigung zum Horizont ändern. „Rechts hell bedeutet zunehmend“ gilt deshalb nicht für alle Regionen und Fotos. Prüfen Sie Bilddrehungen oder optische Umkehrungen und vergleichen Sie zusätzlich, ob der helle Anteil über mehrere Tage wächst oder schrumpft.
Die Vollmondzeit im astronomischen Kalender bezeichnet einen bestimmten Augenblick; nahezu rund kann der Mond mehrere Nächte davor und danach aussehen. Das örtliche Datum dieses Augenblicks kann je nach Zeitzone variieren. Beispielsweise entspricht die fiktive Zeit 18:00 UTC einem Zeitpunkt um 03:00 am nächsten Tag in UTC+9. Das ist eine Zeitumrechnung, keine echte Vollmondvorhersage. JPLs Kalenderaktivität nennt ebenfalls Zeitzone und Anwendungsregion. Prüfen Sie bei ausländischen Bildern oder Kalendern zuerst Jahr, Zeitzone und Beobachtungsregion.
6. Beobachtungen und erwartete Formen getrennt aufzeichnen
Beobachten Sie den Mond etwa einen Monat und notieren Sie Datum, Ortszeit, Standort, Himmelsrichtung und helle Form. Sie können am selben Ort nach Sonnenuntergang beginnen, doch während des ganzen Zyklus ist er nicht stets zur gleichen Uhrzeit sichtbar. Halten Sie bei fehlender Sicht Wolken, Gebäude oder eine ungeeignete Beobachtungszeit fest. Eine Lücke beweist nicht sofort Neumond. Richten Sie Fernglas oder Teleskop bei der Suche nach dem sonnennahen Mond nicht auf die Sonne.
Ein fiktives Tagebuch A könnte an einem Abend eine schmale Sichel im Westen und einige Tage später zur gleichen Uhrzeit einen dickeren Mond beschreiben. Das passt zu einem wachsenden sichtbaren hellen Anteil, misst aber nicht die genaue synodische Monatslänge. Vermerkt Tagebuch B einen Tag ohne Sichtung und eine Sichtung am Folgetag, ist der Mond an dem leeren Tag nicht verschwunden. Beide Beispiele sind erfundene Übungen zu Beobachtungsbedingungen, keine echten Himmelsbeobachtungen.
Wie bei JPLs Mondtagebuch hilft der Vergleich aufeinanderfolgender Zeichnungen, wiederkehrende Änderungen von unbeobachteten Zeiträumen zu trennen. Ergänzen Sie später fehlende Tage mithilfe eines astronomischen Kalenders, kennzeichnen Sie Vorhersagen anders als direkte Beobachtungen. Unterscheiden Sie auch durch Belichtung oder Wolken dunkle Fotos von einer kleiner werdenden beleuchteten Fläche. Die Phasenfolge allein bestimmt weder Mondentfernung noch genauen Finsterniszeitpunkt.