Partielle Sonnenfinsternis am 22.10.2022

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Geschichte

In vielen historischen Quellen der Menschheitsgeschichte kommen Sonnenfinsternisse oder ähnliche Beobachtungen vor. Ob dies alles reale Beobachtungen waren oder nicht, lässt sich nicht immer klären. So ist – nach heutigem Kenntnisstand – die dreistündige totale Sonnenfinsternis, die sich gemäß dem neuen Testament der Bibel zur Kreuzigung Jesu Christi ereignet habe, wohl keine Sonnenfinsternis im astronomischen Sinne gewesen. Denn alle vier Evangelien stimmen darüber überein, dass Jesus am 14. Oder 15. Des jüdischen Monats Nisan gekreuzigt wurde. Zu diesem Zeitpunkt ist aber eine Sonnenfinsternis physikalisch unmöglich, da im jüdischen Kalender um die Monatsmitte Vollmond herrschte. Eine Sonnenfinsternis kann aber physikalisch nur bei Neumond entstehen.

Aus Keilschriften geht allerdings hervor, dass Sonnenfinsternisse bereits im alten Babylon ab etwa 800 vor Christi beobachtet wurden. Den Wissenschaftlern des alten Babylon waren sogar die Finsterniszyklen von rund 18 Jahren, die s.g. Sarosperiode, bekannt.

Man geht heute davon aus, dass die Menschen früher die Himmelsereignisse und insbesondere auch Sonnenfinsternisse so genau beobachtet haben, weil sie diese als Unheilsbringer bzw. Vorboten von Kriegen, Krankheiten, Epidemien und Leid angesehen haben. Um diese – in Ihrer Sichtweise – göttlichen Zeichen besser deuten und vorhersagen zu können, waren genaue Himmelskenntnisse und damit auch exakte Beobachtungen und Berechnungen notwendig.

Es sind zahlreiche Beobachtungsberichte auch aus der Antike überliefert und Wissenschaftler können heute sogar diesen Berichten tatsächliche – sprich errechnete – Finsternisse zuweisen und dadurch die historischen Berichte tatsächlich zeitlich einordnen.

Aber erst mit der Etablierung des heliozentrischen Weltbildes durch Kopernikus und Kepler rückte die – wenn man so möchte – echte wissenschaftliche Beobachtung von Sonnenfinsternissen in das Interesse der Wissenschaftler.

So legte bereits 1654 Erhard Weigel eine detaillierte Vorausberechnung der Sonnenfinsternis vom 12. August 1654 vor und fertigte dazu auch eine entsprechende Karte, die den Verlauf der Finsternis auf der Erde darstellt.

Wer sich diese Karte genauer anschaut, wird feststellen, dass in der Überschrift eine Sonnenfinsternis vom 2. (und nicht vom 12.) August 1654 bezeichnet wird. Dies ist kein Fehler, sondern tatsächlich bezeichnen beide Datumsangaben ein und dieselbe Sonnenfinsternis. Die Datumsangabe „2. August 1654“ entstammt dem julianischen Kalender. Diese Angabe entspricht dem 12. August 1654 des gregorianischen Kalenders.

Aber auch in neuerer Zeit spielten Sonnenfinsternisse eine wichtige Rolle. So konnte die totale Sonnenfinsternis vom 29. Mai 1919 dazu beitragen, die kurz vorher von Albert Einstein entwickelte Relativitätstheorie durch Beobachtungen zu bestätigen. Einsteins Theorie besagte unter Anderem, dass große Massen, wie unsere Sonne eine darstellt, das Licht ferner Sterne ablenken kann, so dass man im Grunde Sterne sehen kann, die eigentlich von der Masse – also unserer Sonne – verdeckt werden. Und genau dieses Phänomen konnte bei der totalen Sonnenfinsternis 1919 auf der von Arthur Stanley Eddington geführten Expedition beobachtet werden.

Wie entsteht eine Sonnenfinsternis?

Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn sich der Mond zwischen Sonne und Erde befindet und der Schatten des Mondes auf die Erde fällt. Von den Regionen der Erde aus, auf die der Kernschatten trifft, kann eine totale Sonnenfinsternis und von den Erdbereichen aus, die „nur“ vom Halbschatten getroffen werden, kann eine partielle Sonnenfinsternis beobachtet werden.

Eigentlich kennen wir die Konstellation „Mond zwischen Sonne und Erde“ sehr genau. Denn zu jedem Neumond, der sich etwa alle 29,53 Tage ereignet, steht der Mond mit der Sonne zusammen am Taghimmel und wird von er Sonne nur rückseitig angestrahlt, der Grund dafür, dass wir den Neumond nicht sehen. Aber nicht jeder Neumond führt auch zu einer (partiellen) Sonnenfinsternis. Es kommt auf das Timing an: Denn nicht bei jeder „Neumond“-Konstellation trifft der Mondschatten auch die Erde.

Berührt nur ein Teil des Halbschattens die Erde und der Kernschatten diese gar nicht, so ist aus dem Halbschatten heraus eine partielle Sonnenfinsternis zu sehen. Eine totale Sonnenfinsternis ist aber in dieser Konstellation überhaupt nicht zu beobachten.

Gefahrlose Beobachtung

Die Beobachtung der Sonne – auch einer partiellen Sonnenfinsternis – birgt gefahren. Die Beobachtung, egal ob mit dem bloßen Auge, mit einem optischen Hilfsmittel oder einem Fotoapparat sollte immer nur geschützt erfolgen. Die längere Beobachtung der Sonne mit dem bloßen Auge oder unzureichendem Schutz (auch eine Sonnenbrille oder ähnliches hilft hier nicht!) kann zu bleibenden Augenschäden führen. Die Beobachtung der Sonne mit Hilfe von optischen Geräten (Fernglas, Teleskop, Teleobjektiv) kann sogar die Erblindung nach sich ziehen.

Wie aber beobachtet man die Sonne bzw. eine partielle Sonnenfinsternis gefahrlos? Dazu gibt es verschiedne Wege bzw.Möglichkeiten:

Die Finsternisbrille

Dei wohl einfachste, sichere und bekannteste Möglichkeit, eine Sonnenfinsternis zu beobachten ist die Nutzung einer speziellen Finsternisbrille.

Spezialinstrumente, z.B. Herschelkeil

Ein Herschelkeil oder Herschelprisma ist ein optisches Instrument, mittels dessen man gefahrlos auch mit Teleskopen die Sonne beobachten kann. Der Name geht auf den Erfinder des Funktionsprinzips dieses optischen Gerätes, den englischen Astronomen Sir John Herschel (* 7. März 1792- † 11. Mai 1871), der Sohn des Uranus-Entdeckers Wilhelm Herschel (* 15. November 1738 – † 25. August 1822), zurück.

Diese „Konstruktion“ gibt dem „Keil“ bzw. Prisma eine keilförmige Form. Daher stammt auch der zweite Namensbestandteil.Zur Beobachtung der Sonne wird der Herschelkeil zwischen Teleskop und Okular in den Strahlengang eingebracht. Die Konstruktion des „Keils“ beruht auf einer teilweisen Reflexion von Licht an einer Grenzfläche zweier Materialien (Luft und Glas) mit leicht unterschiedlichen Brechindex, dem Prinzip des Reflexionsgesetztes mit „Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel“ und zwei nicht parallelen Längsflächen. Diese „Konstruktion“ gibt dem „Keil“ bzw. Prisma eine keilförmige Form. Daher stammt auch der zweite Namensbestandteil.

Diese Konstruktion führt dazu, dass nur etwas 4% des eintreffenden Sonnenlichtes zum Okular reflektiert werden und damit auf das Auge des Beobachters trifft. Der genaue Prozentsatz hängt von der Wellenlänge des Lichtes und dem Brechungsindex des verwendeten Materials ab. In der Regel werden Herschelkeile zudem mit einem zusätzlichen ND- und/oder Polarisationsfilter verwendet. Dieser sorgt für eine weitere Reduktion des am Auge ankommenden Sonnenlichts.

Die restlichen etwa 96% des Sonnenlichtes werden „in das Prisma“ hineingebrochen, treffen so schließlich auf die zweite Glas-Luft-Fläche und werden dort erneut gebrochen und teilweise reflektiert. Die genaue Form des Prismas sorgt dafür, dass dieses licht nicht in Richtung Auge geleitet wird, sondern – zum Beispiel – über eine Gehäuseöffnung an einer anderen Stelle hinausgeleitet oder wird alternativ über einen im Gehäuse angebrachten Absorber absorbiert.

Im Ergebnis kann mittels solch eines Herschelkeils also die Sonne auch mit Teleskop gefahrlos beobachtet werden, da der größte Teil des Sonnenlichts nicht das Auge des Betrachters erreichen kann.

Indirekte Beobachtung, Camera Obscura

Eine der einfachsten und ungefährlichsten Methoden, eine Sonnenfinsternis zu beobachten besteht in der indirekten Methode, mittels einer Camera Obscura. Dabei wird durch eine Lochkamera das Bild der Sonne auf einen Schirm (zum Beispiel ein weisses Blatt Papier) projiziert. Dadurch, dass keine optischen Hilfsmittel eingesetzt werden, kommt es zu keiner Bündelung des Lichtes, die das Blatt entzünden würde udn das projizierte Abbild der Sonne ist gefahrlos zu beobachten, kann sogar mit dem Handy abfotografiert werden oder „old school“ mit einem Bleistift direkt auf den „Projektionsschirm“, auf das weisse Blatt abgezeichnet werden.

Der Bau einer Camera Obscura zur Sonnenbeobachtung ist recht einfach und kann zum Beispiel mit Hilfe eines Schuhkartons oder mit Hilfe von Chipsdosen erfolgen. Vielmehr als ein Stück Alufolie und Klebeband ist nicht notwendig. Bauanleitungen gibt es unzählige im Internet. Im folgenden finden Sie zwei Empfehlungen, eine in Form eines YouTube-Video und zwei Link-Empfehlungen. Bitte beachten Sie, dass sowohl das Video als auch der Link externe Inhalte sind:

Eine Bauanleitung für einen Projektionsschirm finden Sie z.B. hier. Und eine Bauanleitung für eine Sonnenbeobachtung mittels einer „Schuhkarton“-Camera-Obscura finden Sie hier.

Wann und wo – Zeiten

Je nach Beobachtungsort unterscheiden sich die Anfangs- End- und Maximalzeiten der Sonnenfinsternis. In unserer aktuellen „Spotlight“-Ausgabe haben wir für einige deutsche Städte diesen Zeiten in einer Tabelle zusammengestellt.

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