Vorwort Beobachtungsort Erde Orientierung am Himmel
Licht
 Fernrohre Unser Sonnensystem
Sterne Die Tiefen des Welltalls Objekte für kleine Fernrohre
Buchtips Quellenangaben

- unser Sonnensystem - Planeten beobachten -

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Mond


Der Mond in Zahlen
Phasen
gebundene Rotation
Libration
Eigenbewegung
Was gibt es auf der Mondoberfläche zu sehen?
Sternbedeckungen durch den Mond
Mondfinsternisse
Gezeiten

Der Mond ist, schon durch seien Helligkeit und seine Größe bedingt, eines der auffälligsten Objekte am Himmel. Er ist der einzige natürliche Satellit oder Trabant unserer Erde.
Unser Mond ist das einzige Objekt, auf dem wir mit bloßem Auge Einzelheiten erkennen können und seine Phasen sind unübersehbar. Kein Wunder also, daß unser Mond in vielen Geschichten und Sagen eine Rolle spielt und daß er für so manchen Aberglauben herhalten muß.
Unser Mond begleitet die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne und umrundet sie in rund 27,25 Tagen bezogen auf die Fixsterne (siderischer Umlauf). Hier ist auch die Ursache der Mondphasen, die sich alle 29,5 Tage wiederholen, zu finden (synodischer Umlauf). Die Differenz zwischen siderischem und synodischem Umlauf ist darin begründet, daß sich das Erde-Mond-System auf seiner Bahn um die Sonne weiterbewegt.
Außer unserem Heimatplaneten, der Erde, ist unser Mond das einzige Objekt des Sonnensystems das Menschen betreten haben.


Der Mond in Zahlen

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Phasen
Das der Mond verschiedene Phasen zeigt bedarf wohl kaum der Erwähnung. Jeder hat wohl schon die Begriffe  Vollmond, Halbmond, Neumond, abnehmender Mond und zunehmender Mond gehört. Aber wie kommt es dazu? Das sollen der folgende Text und die Skizzen verdeutlichen:
mondphasen
So würde ein Beobachter, der aus einem Raumschiff aus von oben auf das Erde-Mond-System guckt, den Umlauf des  Mondes sehen

mondphasen_von_der_erde So sieht ein Beobachter auf der Nordhalbkugel der Erde die Mondphasen


Die Mondphasen kommen dadurch zustande, daß der Mond nur Sonnenlicht reflektiert, das auf seine Oberfläche fällt. Selber leuchten kann er nicht, da keine eigene Energiequelle besitzt. Wenn wir also sagen der Mond scheint, meinen wir damit, daß wir die der Sonne zugewandte Seite des Mondes ganz oder teilweise sehen können.

Um das Ganze besser verstehen zu können begleiten wir den Mond einmal auf seiner Bahn um die Erde. 

neumond Wir beginnen an dem Punkt, an dem der Mond genau zwischen Erde und Sonne steht. Es ist Neumond. Der Mond zeigt uns seine Nachtseite. Da der Mond, wenn man die Szenen zweidimensional betrachtet, auf einer Geraden mit Erde und Sonne am Taghimmel steht können wir in am Nachthimmel nicht sehen. Bei ganz klarem Wetter können wir den Mond in den Tagen um Neumond herum allerdings machmal am Taghimmel sehen. Das rührt daher, daß Sonnenlicht, das von der Erde reflektiert wir und auf die Mondoberfläche fällt von dort aus zu uns zurück reflektiert wird. Für einen Beobachter auf dem Mond wäre jetzt "Vollerde".

zunehmend_1 Einige  Tage später, wenn der Mond auf seiner Bahn ein Stück weiter gewandert ist, können wir als Bewohner der Nordhalbkugel der Erde auf der rechten Seite, also am Westrand des Mondes, zum ersten Mal eine schmale Mondsichel am noch aufgehellten Abendhimmel erkennen. Dieses erste Erscheinen, des neuen, jungen Mondes wird auch als "Neulicht" bezeichnet. In früheren Zeiten war dieser Tag der Beginn eines neuen Monats. Der Begriff Monat leitet sich übrigens wirklich von Mond ab, denn das Jahr wurde anhand der Mondzyklen unterteilt. In den ersten Tagen nach Neulicht, wenn die Mondsichel noch recht schmal ist, kann man bei klarem Wetter den unbeleuchteten Teil des Mondes in einem fahlen, grauen Licht, dem Aschgrauen Licht sehen. Hier wird die Mondnacht von dem von der Erde reflektierten Licht aufgehellt, denn auf dem Mond ist es "ein paar Tage nach Vollerde".
Eine knappe halbe Woche nach Neumond hat sich der Mond 45°, also 1/8 seiner Bahn, weiterbewegt. Die Mondsichel, die wir auf der rechten Seite des Modes sehen, wird für uns immer größer. Wir haben zunehmenden Mond.

halbmond_zun Nach rund einer Woche hat sich der Mond um rund 1/4 seines Bahnbogens weiterbewegt. Deshalb sprechen die  Astronomen auch vom ersten Viertel. Der Volksmund spricht von Halbmond, denn wir sehen die Hälfte der Mondoberfläche erleuchtet.

mond_zunehmend_2 In den kommenden Tagen wird der Teil der Mondoberfläche den wir erleuchtet sehen immer größer. Wir haben immer noch zunehmenden Mond. 

vollmond Gute zwei Wochen nach Neumond, genau nach 15 Tagen, hat der Mond die Hälfte seiner Bahn um die Erde hinter sich gebracht. Er steht, wiederum zweidimensional betrachtet, auf einer Graden mit Sonne und Erde. Diesmal ist aber die Erde in der Mitte der drei Objekte, der Mond steht der Sonne von der Erde aus betrachtet gegenüber. Wir können nun die gesamte Tagseite des Mondes sehen. Es ist Vollmond. Der Mond ist die ganze Nacht lang zu beobachten. Für einen Beobachter auf dem Mond wäre jetzt "Neuerde".

abnehmend_1 Auf seiner weiteren Bahn um die Sonne wird nun der beleuchtete Teil der Mondoberfläche, die der Erde zugewandt ist, wieder kleiner.  Zuerst ist dies wiederum zuerst auf Westseite des Mondes, also für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel der Erde der rechten Seite, zu beobachten.

halbmond_2 Drei Wochen nach Neumond, oder eine Woche nach Vollmond hat sich der Mond um 3/4 seines Bahnbogens weiterbewegt. Die Astronomen sprechen auch von letzten viertel, denn der Mond hat nur noch 1/4 seines Bahnbogens vor sich bevor er wieder am Ausgangspunkt ist. Der Volksmund spricht wiederum von Halbmond, denn wir sehen erneut die Hälfte der Mondoberfläche erleuchtet, nur das nun die recht Seite dunkel und die linke Seite erleuchtet ist.

abnehmend_2 In den kommenden Tagen wird die Mondsichel immer schmaler bis sie schließlich ganz vom Nachthimmel verschwindet.

neumond Nach 29,5 Tagen hat der Mond einen Umlauf um die Erde hinter sich gebracht. Er steht wieder am Ausgangspunkt seiner Reise, nämlich zweidimensional betrachtet, auf einer Geraden mit Erde und Sonne. Wir haben wieder Neumond und alles beginnt von vorne.

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gebundene Rotation
Immer wieder fallen die Begriffe �Mann im Mond� und �Mondgesicht�. Wenn man den Mond regelmäßig mit bloßem Auge beobachtet wird man feststellen, daß man immer die gleichen Strukturen auf der Oberfläche sieht. In diesen Hell-Dunkel-Kontrasten kann man mit viel Phantasie ein Gesicht erkennen.
Dafür, daß uns unser Mond immer die gleiche Seite zuwendet gibt es eine ganz einfache Begründung: Eine Umdrehung des Mondes um seine eigen Achse dauert genau so lange wie ein Umlauf unseres Trabanten um die Erde. Der Fachgriff hierfür lautet: gebundene Rotation.

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Libration
Wenn im Absatz über die gebundene Rotation steht, daß uns der Mond immer die gleiche Seite zeigt, so stimmt das nur in erster Näherung. Wenn man den Mond regelmäßig mit dem Fernrohr beobachtet, wir man feststellen, daß immer wieder am Rand der Mondscheibe gelegene Teile auftauchen und Verschwinden. Ursache sind Pendelbewegungen, die der Mond ausführt. Diese Pendelbewegungen werden in der Fachsprache der Astronomen Libration genannt. Durch die Libration können wir von der Erde aus rund 59% der Mondoberfläche beobachten.
Es wird zwischen vier Formen der Libration unterschieden, auf die ich hier kurz eingehen möchte. Die ersten drei Formen faßt man unter dem Begriff geometrische Libration zusammen, bei der vierten spricht man von einer physikalischen Libration.

Libration in Länge
Die Libration in Länge ist darauf zurückzuführen, daß die Bewegung des Mondes auf seiner Bahn ungleichförmig ist, während die Rotationsgeschwindigkeit gleichförmig ist. Die Ungleichförmigkeit der Bahnbewegung rührt daher, daß die Mondbahn keine ideale Kreisbahn, sondern eine elliptische Bahn ist für die die Keplerschen Gesetzte gelten.
Die Libration in Länge kann 7° 3,5' nach Ost oder West ausmachen.

Libration in Breite
Die Libration in Breite ist darauf zurückzuführen, daß die Rotationsachse des Mondes um 6° 47' gegenüber der Mondbahnebene geneigt ist. Dadurch ist dem Beobachter auf der Erde mal der Nordpol des Mondes und mal der Südpol des Mondes ein wenig mehr zugewandt.

parallaktische Libration oder tägliche Libration
Die parallaktische - oder tägliche Libration hat ihre Ursache darin, daß wir im laufe eines Tages den Mond aus verschiedenen Blickwinkeln beobachten. Ursache hierfür sind, daß sich der Mond auf seiner Bahn weiterbewegt und die Rotation der Erde, die ja auch den Eindruck entstehen läßt die Objekte bewegen sich über den Himmel.
Die parallaktische - oder tägliche Libration macht nur einen Betrag von etwa 1° aus.

physikalische Libration
Die physikalische Libration hat ihre Ursachen in geringfügigen Unregelmäßigkeiten in der Rotationsgeschwindigkeit des Mondes. Diese haben wiederum ihre Ursache in der Anziehung die die Erde auf die Äquatorwulst des Mondes ausübt.

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Eigenbewegung
Bezogen auf die Fixsterne umrundet der Mond die Erde in rund 27 Tagen (siderische Umlaufzeit). Ganz genau sind es 27d 7h 43m 11,5s . Der Mond hat einen scheinbaren Durchmesser von im Mittel rund 0,5 ° oder 30 Bogenminuten. Man kann ohne großen mathematischen Aufwand ausrechnen, daß sich der Mond pro Stunde um ungefähr seinen eigenen (scheinbaren) Durchmesser vor dem Hintergrund der Fixsterne weiter bewegt. Diese Bewegung vor dem Hintergrund der Fixsterne wird als "Eigenbewegung des Mondes" bezeichnet.

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Was gibt es auf der Mondoberfläche zu sehen?
Je nachdem ob man den Mond mit bloßem Auge, mit dem Feldstecher oder mit dem Teleskop beobachtet kann man mehr oder weniger Einzelheiten erkennen. Jeder der angeführten Möglichkeiten der Beobachtung soll eine eigener Absatz gewidmet werden. Da wir hier an der Amateursternwarte Müggelheim aber keine ausgesprochenen Mondbeobachter sind gibt es hier nur einige sehr allgemeine Hinweise.

Beobachtung mit bloßem Auge
Abgesehen von den Mondphasen kann bereits mit bloßem Auge deutliche Hell-Dunkel-Strukturen auf der Mondoberfläche sehen. In diesen Mondflecken sah man früher den Mann im Mond, ein Kaninchen, das aus einem Busch herausspringt, einen Bauer mit einem Bündel auf dem Rücken und sicherlich noch vieles mehr.
Was wir als helle und dunkle Gebiete auf dem Mond sehen sind nichts anderes als Hochländer und Ebenen. Die  Hochebenen werden auch �Terrae� (lat. Länder) genannt sie erscheinen dem Beobachter als verhältnismäßig helle Gebiete. Die Ebenen, die als dunkle Regionen sehen werden Maria (lat. Meere) genannt. Die Begriffe Terrae und Maria sind natürlich von den Landmassen und Meeren auf der Erde abgeleitet. Sie wurden geprägt, als man kaum etwas über unseren Erdtrabanten wußte.

Beobachtung mit dem Feldstecher
In einem 10 X 50 Feldstecher kann man bereits die größeren Ringgebirge und Krater erkennen. In der Zeit um Vollmond kann man sehr schön die Mondflecken beobachten, denn der Mond ist dann so hell, daß keine weiteren Strukturen zu erkennen sind.


Beobachtung im Fernrohr
Schon bei Beobachtung mit kleineren Fernrohren kann der Mond, abhängig von der Mondphase, so hell sein, daß der Beobachter sich geblendet fühlt. Details auf der Mondoberfläche sind dann nicht mehr zu erkennen, da alles Überstrahlt wird. Abhilfe kann man an dieser Stelle mit einem Mondfilter schaffen. Das ist ein schwaches Neutralfilter (Graufilter).
Die günstigste Zeit für Mondbeobachtungen ist, die Zeit zwischen Neulicht und Halbmond. Die meisten Details sieht man, wenn man an der Tag-Nacht-Grenze, dem Terminator, beobachtet, da sich hier die meisten Kontraste zeigen.

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Sternbedeckungen durch den Mond
Da sich der Mond, wie im Abschnitt Eigenbewegung erläutert in einer Stunde um rund 0,5° vor dem Hintergrund der Fixsterne bewegt, liegt es nahe, daß er immer wieder andere Objekte bedeckt, denn unser Mond ist dasjenige Objekt am Himmel, das uns als Erdbewohnern am nächsten ist. Die am häufigsten zu beobachtenden Bedeckungsereignisse sind Sternbedeckungen. Einen Sonderfall unter den Sternbedeckungen durch den Mond stellen Sonnenfinsternisse dar, denn hier bedeckt der Mond das Zentralgestirn unseres Sonnensystems.
Sternbedeckung sind übrigens eines der Gebiete auf dem wir hier an der Amateursternwarte Müggelheim aktiv tätig sind.
Was kann man bei einer Sternbedeckung durch den Mond sehen?
Da der Mond keine Atmosphäre hat sieht man den Stern bei zunehmendem Mond praktisch schlagartig an der Ostseite des Mondes hinter dem dunklen Mondrand verschwinden. In der Fachsprache nennt man ein solches Ereignis "Eintritt". Bei abnehmendem Mond sieht man dann die Sterne an der nun unbeleuchteten Westseite des Mondes ebenso schlagartig auftauchen. In der Fachsprache spricht man von einem "Austritt". Aber Eintritte und Austritte am dunklen Mondrand sind nicht alles. Besonders interessant sind streifende Sternbedeckungen, welche sich am Nord-, oder Südrand des Mondes ereignen, wenn man am richtigen Ort auf der Erde steht. Hier schrammt der Mond sozusagen gerade noch am Stern vorbei und der Stern wird nur noch durch die Berge am Mondrand verdeckt. Dazu werden dann umfangreiche Expeditionen organisiert, an der viele Beobachter teilnehmen. Durch solche Beobachtungen kann man die Mondberge genauer vermessen, als man es bisher mit Satelliten konnte!
Was wird bei Sternbedeckungen durch den Mond an Daten registriert?
Es werden der genaue Standort des Beobachters und der genaue Zeitpunkt des Eintritts bzw. des Austritts registriert. Im Sonderfall der Streifenden Sternbedeckungen gibt es sogar mehrere Eintritte und Austritte zu sehen.
Warum beobachtet man streifende Sternbedeckungen?
Den ungefähren Zeitpunkt einer Sternbedeckung kann man vorausberechnen. Ungenauigkeiten ergeben sich aus: Schwankungen der Erdrotationszeit, Störungen der Mondbahn und durch Berge und Täler, welche den Mondrand gestalten. Die Erdrotation und die Mondbahn hat man heutzutage recht gut im Griff, aber der Mondrand ist, trotz Satellitenmissionen, nur dürftig bekannt. Durch die Libration des Mondes in Länge und Breite ändern sich die Verhältnisse ständig, sodaß jede beobachtete Sternbedeckung ein Mosaiksteinchen darstellt. Hier sind die Berufsastronomen sogar auf die Beobachtungen von Amateuren angewiesen, denn erstens gibt es nicht genug professionelle Sternwarten und zum zweiten sind sie nicht so weitläufig verteilt wie die Amateurstationen.
Aber auch über die bedeckten Sterne kann man einiges erfahren. Mit schneller Photometrie ist es möglich, Sterndurchmesser zu bestimmen oder Doppelsterne zu finden, welche mit visueller Beobachtung nicht als solche zu erkennen sind!
Informationen über Bedeckungsereignisse findet man auf der Webseite der IOTA/ES . Als Mitglied dieses Vereins bekommt man jährlich die Vorausberechnungen der Sternbedeckungen für den eigenen Standort und aktuelle Informationen.

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Mondfinsternisse
Mondfinsternisse kann man immer dann beobachten, wenn die Erde genau zwischen der Sonne und dem Mond steht. Mondfinsternisse können also nur bei Vollmond auftreten. Die Konstellation das die Erde zwischen Sonne und Mond steht haben wir bei jedem Vollmond. Da jedoch die Bahnebene der Erde um die Sonne und die Bahnebene des Mondes um die Erde gegeneinander um etwas mehr als 5° gekippt sind trifft der Erdschatten nicht bei jedem Vollmond die Mondoberfläche und die Mondfinsternis ist von der Erde aus nicht zu beobachten. Es können bis zu drei Mondfinsternisse im Jahr auftreten. Durch die Größenverhältnisse bedingt kann eine Mondfinsternis an jedem Ort auf der Erde beobachtet werden, an dem der Mond über dem Horizont steht.

Totale Mondfinsternisse
Bei einer totalen Mondfinsternis ist der Mond meist noch sichtbar. Er erscheint dann in Kupferrotes Licht getaucht. Der Grund ist die Lichtbeugung. Das Rote Licht wird in der Erdatmosphäre stärker gebeugt und weniger gestreut als die anderen Farben des Sonnenspektrums, die wir als Menschen sehen können, und schafft es deshalb die Mondoberfläche zu doch noch zu beleuchteten. Der anderen Farben des sichtbaren Lichtes dagegen werden in der Erdatmosphäre stärker gestreut als das rote Licht und schaffen es nicht mehr die Mondoberfläche zu erreichen.
Die Totalität kann bei einer Mondfinsternis maximal 1Stunde und 40 Minuten dauern. Die Partiellen Phasen sind bei Mondfinsternissen eher unauffällig.

mondfinsternis
schematische Darstellung einer totalen Mondfinsternis

Halbschattenfinsternisse
Wie bei den Sonnenfinsternissen gibt es auch bei den Mondfinsternissen sogenannte Halbschattenfinsternisse. Diese sind jedoch meist sehr unauffällig und kaum zu beobachten. In den meisten astronomischen Jahrbüchern werden sie aus diesem Grund gar nicht erwähnt.

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Gezeiten
Unter Gezeiten versteht man nicht nur das regelmäßige Heben und Senken der Wassermassen in den Ozeanen, also Ebbe und Flut. Auch die Gase der Atmosphäre und des festen Erdkörpers zeigen dieses Verhalten Ursache der Gezeiten sind das Gleichgewicht zwischen Anziehungskraft des Mondes und der Fliehkraft, das beim Umlauf um den gemeinsamen Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems entsteht. Das Gleiche gilt für das Erde-Sonne-System. Bei letzterem sind die Gezeitenkräfte aber um den Faktor 2,5 schwächer. Deshalb wird im folgenden Absatz aus Gründen der Vereinfachung nur das Erde-Mond-System betrachtet.
Wenn man  das Erde-Mond-System isoliert betrachtet heben sich die Anziehungskraft des Mondes und die Fliehkraft nur für den Erdmittelpunkt genau auf. Auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde überwiegt die Anziehungskraft des Mondes und läßt dort einen Flutberg entstehen. Auf der dem Mond abgewandten Seite der Erde überwiegt die Fliehkraft, und läßt dort ebenfalls einen Flutberg entstehen.
In den um 90° versetzt liegenden Gebieten ist Ebbe.
Die beiden Flutberge laufen in rund 25 Stunden einmal um die Erde, da sich die Rotationszeit der Erde und zur Umlaufzeit des Mondes hinzukommt. Die Zeit Zwischen zwei Fluten beträgt also 12,5 Stunden.

gezeiten_erde_mond  Die Gezeiten im Erde-Mond-System


Ganz außer acht lassen kann man den Einfluß der Sonne auf die Gezeiten aber nicht. Denn wenn Sonne, Erde und Mond in etwa auf einer Linie stehen, was bei Vollmond und bei Neumond der Fall ist verstärken sich die Gezeitenkräfte von Sonne und Mond. Sonnenflut und Mondflut fallen zusammen und es kommt zu einer sogenannten Springflut.

springflut_vollmond   Springflut bei Vollmond
springflut_neumond   Springflut bei Neumond


Bei Halbmond, also wenn der Mond im ersten Viertel oder im letzten Viertel steht, stehen die Achsen Erde-Mond und Erde Sonne etwa senkrecht aufeinander, wenn man das Ganze der Einfachheit zweidimensional betrachtet. In diesem Falle fallen Sonnenflut und Mondebbe bzw. Sonnenebbe und Mondflut zusammen. Dadurch reduziert sich die Höhe der Flutberge und es kommt zu einer sogenannten Nippflut.

nippflut  Nippflut bei "Halbmond"


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Aktualisiert am 16. März 2004 von  Martina Haupt