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Finsternisse: Was ist der Kernschatten (Umbra)?

Die Umbra, auch Kernschatten genannt, ist das dunkle Zentrum eines Schattens. Fällt die Umbra des Mondes auf die Erde, gibt es eine totale Sonnenfinsternis. Die Umbra der Erde erzeugt totale oder partielle Mondfinsternisse.

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Die Umbra ist der dunkelste Teil des Schattens.

Die Umbra ist der dunkle Schattenkern. In der Umbra des Mondes sieht man eine totale Sonnenfinsternis. Der Kernschatten der Erde verursacht totale und partielle Mondfinsternisse.

Wie jeder lichtundurchlässige Gegenstand, der einer Lichtquelle ausgesetzt ist, werfen auch die Erde und der Mond Schatten ins Weltall, indem sie die Strahlen der Sonne blockieren. Jeder Schatten hat drei unterschiedliche Bereiche: die Umbra, die Penumbra und die Antumbra.

Definition der Umbra

Die Umbra, der Kernschatten, ist der dunkle, zentrale Bereich eines Schattens. Stellen Sie sich einen Gegenstand vor, der von einer Lichtquelle bestrahlt wird. Begeben Sie sich in den Kernschatten, verschwindet die Lichtquelle komplett hinter dem Gegenstand. Kein Lichtstrahl erreicht Sie direkt.

Um den Kernschatten herum treten zwei weitere Schattenareale auf:

Umbra oder Kernschatten

Die Umbra wird im Deutschen auch Kernschatten genannt, während für die Penumbra der Begriff Halbschatten existiert. Die Antumbra ist weniger bekannt, deswegen ist gibt es im Deutschen keine geläufige Entsprechung dafür – bisweilen wird dieser Schattentyp jedoch ebenfalls als Halbschatten oder als Ringschatten bezeichnet.

Mondschatten erzeugt Sonnenfinsternis

Wenn sich die Erde in den Einzugsbereich des Mondschattens begibt, kann man eine Sonnenfinsternis erleben. Die Art der Finsternis hängt vom Schattentyp ab, der auf die Erdoberfläche fällt.

Halten Sie sich innerhalb des Kernschattens des Mondes auf, erleben Sie eine totale Sonnenfinsternis. Da der Mond auf seiner Reise durch den Weltraum immer einen Schatten wirft, gibt es auch jetzt, in diesem Moment, auf seiner Nachtseite, eine totale Sonnenfinsternis.

Da der Mond-Kernschatten jedoch nur selten auf die Erdoberfläche fällt, sind totale Sonnenfinsternisse für Erdbewohner ein recht seltenes Himmelsschauspiel. Gleichzeitig bedeckt die Umbra des Mondes bei totalen Finsternissen immer nur einen kleinen Teil der Erdoberfläche. Obwohl es weltweit fast jedes Jahr eine totale Sonnenfinsternis gibt, vergehen deswegen an einem bestimmten Ort auf der Erde normalerweise viele Jahrzehnte von einer totalen Sonnenfinsternis zur nächsten.

Da sich der Mond und die Erde ständig in Bewegung befinden, steht auch die Mond-Umbra bei einer totalen Sonnenfinsternis nicht still. So ist die komplett verdunkelte Sonne, die Totalität, im Verlauf einer Finsternis normalerweise nur entlang eines recht schmalen Streifens auf der Erdoberfläche zu sehen. Bei der totalen Sonnenfinsternis am 21. August 2017 erreichte die Laufbahn des Kernschattens auf seinem Weg quer durch die USA zum Beispiel eine Breite von nur etwas über 100 km.

Wie groß ist der Kernschatten des Mondes?

Die Größe der Mond-Umbra auf der Erdoberfläche hängt unter anderem von der Entfernung des Mondes zur Erde am Tag der Sonnenfinsternis ab. Je kleiner die Distanz, desto größer der Mondschatten.

Befindet sich der Mond während der Finsternis am erdnächsten Punkt seiner Umlaufbahn (im Perigäum), erscheint er uns aufgrund der geringeren Entfernung etwa 12-14% größer als ein erdferner Mond. Dieses Phänomen wird im Volksmund oft als Supermond bezeichnet. In diesem Fall erreicht die Laufbahn der Umbra in der Nähe des Äquators eine Breite von etwa 150 km. Je weiter sich der Schatten vom Äquator entfernt, desto flacher ist der Winkel der eintreffenden Sonnenstrahlen. Entsprechend vergrößert sich in höheren Breiten das Gebiet des Kernschattens. So kann die Schattenlaufbahn in den Polarregionen eine Breite von 1000 km überschreiten.

Mit zunehmender Entfernung vom Mond verringert sich der Durchmesser der Umbra. Von der Seite aus betrachtet ist er also annähernd keilförmig (siehe Grafik). Ist der Mond bei einer totalen Sonnenfinsternis genau so weit von uns entfernt, dass die Spitze des Schattenkeils auf die Erde fällt, hat die Umbra auf der Erdoberfläche einen sehr kleinen Durchmesser. In diesem Fall erscheint uns der Mond etwa gleich groß wie die Sonne. Entsprechend kurz fällt die Totalität aus. Bei der hybriden Sonnenfinsternis am 6. Dezember 2067 wird sie zum Beispiel nur maximal acht Sekunden dauern.

Befindet sich der Mond während der Sonnenfinsternis ungefähr im Apogäum, dem erdfernsten Punkt seiner Umlaufbahn, erreicht der Kernschatten die Erdoberfläche überhaupt nicht. Stattdessen fällt die Antumbra, der Ringschatten, auf die Erde und erzeugt eine ringförmige Sonnenfinsternis, auch Feuerkranz-Sonnenfinsternis genannt.

Erdschatten erzeugt Mondfinsternis

Taucht der Mond in den Schatten der Erde ein, kommt es zu einer Mondfinsternis. Auch hier hängt die Art der Mondfinsternis vom Teil des Erdschattens ab, der auf die Mondoberfläche fällt.

Wie der Mond wirft auch die Erde auf ihrem Weg um die Sonne ständig einen Kernschatten. Tatsächlich tauchen wir als Erdbewohner regelmäßig in die Umbra der Erde ein. Das Phänomen trägt den Namen: Nacht. Sobald die Sonne untergeht, umhüllt uns die Dunkelheit des Kernschattens unseres Planeten. Da der Erdschatten jedoch viel seltener auf den Mond trifft, gibt es nur hin und wieder totale oder partielle Mondfinsternisse.

Bei einer totalen Mondfinternis bedeckt der Kernschatten der Erde die gesamte sichtbare Mondoberfläche. Eine partielle Mondfinternis findet statt, wenn derselbe Kernschatten nur einen Teil der sichtbaren Mondoberfläche umhüllt.

Eine Halbschattenfinsternis der Mondes ist dann zu sehen, wenn die Penumbra, der Halbschatten, der Erde auf den Mond fällt.

Kein Kernschatten beim Planetentransit

Bei einem Planetentransit ziehen Merkur oder Venus, von der Erde aus gesehen, vor der Sonne vorbei. Aufgrund ihrer großen Entfernung zur Erde endet der keilförmige Kernschatten der Planeten lange bevor er uns erreicht.

Dies bedeutet, dass wir bei einem Transit durch die Antumbra des Planeten reisen. Da sich der Durchmesser der Antumbra mit steigender Entfernung vom Planeten vergrößert, ist der Schatten sehr breit, wenn er uns erreicht. Deshalb dauern die meisten Transite mehrere Stunden.

Themen: Finsternisse, Mond, Mondfinsternis, Sonne, Sonnenfinsternis, Astronomie

Nächste Finsternis – Countdown

51Tage 21Std 26Min 43Sek

Partielle Sonnenfinsternis

5. Jan 2019, 23:34 UTCMehr

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Mondschatten & Erdschatten

  1. Kernschatten (Umbra)
  2. Halbschatten (Penumbra)
  3. Antumbra

Warum gibt es 3 Schatten?


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Mondfinsternis

  1. Wann ist die nächste Mondfinsternis?
  2. Totale Mondfinsternis
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