Warum gibt es nicht jeden Monat eine Sonnenfinsternis?

Bei einer Sonnenfinsternis zieht der Mond vor der Sonnenscheibe entlang. Dort wo sein Schatten die Erde trifft, verdunkelt sich der Himmel. Würde die Bahn der Erde und die des Mondes in derselben Ebene liegen, gäbe es tatsächlich zu jedem Neumond eine Sonnenfinsternis - und entsprechend eine Mondfinsternis zu jedem Vollmond. Aber: „Die Mondbahn ist zur Erdbahn um fünf Grad geneigt. Bei seinem Umlauf um die Erde kreuzt der Mond die Erdbahnebene an zwei Punkten, den sogenannten Knoten“, erklärt Gaida,Experte für Extraterrestrik beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). „Fällt ein solcher Knotendurchgang in die Zeit des Neumondes, dann sind die Voraussetzungen für eine Sonnenfinsternis gegeben.“

Wie oft das geschieht, lässt sich berechnen. So finden in jedem Jahr mindestens zwei und höchstens fünf Sonnenfinsternisse statt. Nicht immer kommt es dabei zu einer totalen Bedeckung der Sonnenscheibe. „Ist die Sonne der Erde sehr nahe und der Mond an einem fernen Punkt seiner Bahn, bleibt ein gleißender Ring unbedeckt.“ Umgekehrt ereignen sich bei nahem Mond und ferner Sonne meist totale Sonnenfinsternisse. Außer diesen ringförmigen und totalen kennen die Astronomen auch noch hybride (ringförmig-totale) und partielle Finsternisse.

Wenn es pro Jahr aber mindestens zwei Sonnenfinsternisse gibt, warum sind totale Verfinsterungen dann so selten zu beobachten? Da der Mond im Vergleich zur Erde klein ist, wird er durch das Sonnenlicht nur als kleiner Fleck auf die Erdoberfläche projiziert. Im günstigsten Fall hat dieser einen Durchmesser von knapp 300 Kilometer. Da sich die Erde unter diesem Fleck hinwegdreht, entsteht ein schmales Kernschattenband auf ihrer Oberfläche. Nur in dieser Zone lässt sich die Finsternis total beobachten. Rund 375 Jahre dauert es im Durschnitt, bis eine Region wieder in den Genuss dieses kosmischen Schauspiels kommt. In Mitteleuropa wird es im Jahr 2081 wieder so weit sein.

Eine Sonnenfinsternis ist aber keineswegs nur ein irdisches Phänomen. Auf dem Jupiter zum Beispiel könnte ein imaginärer Beobachter das Schauspiel beinahe täglich bewundern. Denn die vier größten seiner mindestens 67 Monde umkreisen den Gasriesen fast in dessen Bahnebene um die Sonne. Das Hubble Space Teleskop hat sogar im März 2004 auf Jupiter die Schatten dreier Monde gleichzeitig beobachtet. Ein besonderes Phänomen hingegen lässt sich aber tatsächlich nur auf der Erde erleben.

Sonnenfinsternis als Glücksfall für die Wissenschaft

„Nennen Sie es Gunst der Natur oder einen glücklichen Zufall: Von der Erde aus betrachtet haben Sonne und Mond nahezu den gleichen scheinbaren Durchmesser“, erklärt Gaida. „Deckt der Mond die helle Sonnenscheibe ab, ist die Korona, die äußere Gashülle der Sonne, als beeindruckender Strahlenkranz zu sehen.“ Mit einigen Millionen Kelvin ist die dünne Korona zwar deutlich heißer als die darunterliegende Chromosphäre, dafür aber um viele Größenordnungen lichtschwächer. Und auch die Protuberanzen lassen sich am besten bei einer totalen Sonnenfinsternis beobachten. Diese mächtigen Gas- und Materieströme werden von der Sonne ins All geschleudert – ein Phänomen, das erstmals bei der Finsternis im Juli 1860 physikalisch korrekt der Sonne zugeordnet wurde.Nur acht Jahre später gab die schwarze Sonne ein weiteres Geheimnis preis. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts beschäftigten sich Wissenschaftler mit den Linien im Spektrum des Lichtes. Diese lassen sich den chemischen Elementen wie ein Fingerabdruck zuordnen. Ein bisher unbekanntes Element fanden Astronomen während der Finsternis 1868 auf der Sonne – das Helium. „Der wohl spektakulärste Nachweis einer wissenschaftlichen Theorie gelang aber während der Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919. Unter Leitung des britischen Astronomen Arthur Stanley Eddington konnte die von Albert Einstein vorhergesagte Lichtablenkung am Sonnenrand nachgewiesen und damit die Allgemeine Relativitätstheorie experimentell untermauert werden.“