Vorüberlegung

Oft hört man die Ansicht, bei den Mondphasen sei der Erdschatten im Spiel.
Ein Beispiel als Gegenbeweis:
Mit einer (Taschen)-Lampe strahlen wir einen Gegenstand vor der Wand oder vor einem Blatt Papier an. Beobachtung: Der Schatten ist immer genau gegenüber der Lampe. Wie sollte aber dann der Schatten der Erde z.B. die zunehmende Mondsichel erreichen, wo doch am Himmel der Mond bei dieser Phase nahe der Sonne steht und ganz und gar nicht genau gegenüber der Sonne!?

Wie geht es nun wirklich?

Wie es nun wirklich geht mit den Mondphasen, zeigt eindrucksvoll ein Film, den unser Astroteam 2017 gedreht hat.

• Zunehmender Mond, drei, fünf und sechs Tage nach Neumond
• Zunehmender Mond, zehn und elf Tage nach Neumond
• Abnehmender Mond, wenige Stunden nach Vollmond

Welche Phase wann und wo?

Mit Hilfe einer drehbaren Mondphasenkarte (vgl. den hier abrufbaren Bastelbogen) erkennt man leicht, zu welcher Tages- oder Nachtzeit und in welcher Himmelsrichtung die einzelnen Mondphasen zu beobachten sind.

Sichel und Vollmond zugleich?

Ein ganz spezielles Phänomen ist der Mond im sog. Erdlicht (vgl. hier abrufbare Skizze ​„Mond im Erdlicht”): Eine helle schmale Sichel und ein ganz schwacher ​„Vollmond“ gleichzeitig.

• Mond im Erdlicht: Abnehmende Mondsichel am Morgen, mit Mars (darunter) und Venus (ganz unten)
• Mond im Erdlicht vor Sonnenaufgang. Die schmale Sichel wird direkt von der Sonne beleuchtet, der Rest indirekt von der Erde.

Zusatzinformationen

Der Erdschatten reicht (je nach Entfernung Sonne – Erde und Erde – Mond) ca. 1,3 Millionen km ins Weltall hinaus, also ca. dreifache Entfernung Erde – Mond. Im Erdschatten verschwinden für den nächtlichen Beobachter oft ganz abrupt Satelliten, … und ganz allmählich der Mond (als Vollmond) bei einer Mondfinsternis.

Die Zeitspanne von Vollmond zu Vollmond beträgt ca. 29,5 Tage (= ​„synodische Umlaufzeit“), ein voller Umlauf des Mondes um die Erde ca. 27,3 Tage (= ​„siderische Umlaufzeit“). Der Mond braucht diese Differenz von ca. 2,2 Tagen, um sich wieder ​„in Vollmondposition“ zu bringen, da in den etwa 4 Wochen die Erde sich weiter um die Sonne bewegt hat.

Beim Umlauf um die Erde wandert der Mond im Wesentlichen auf der Sonnenbahn (Ekliptik) durch den Sternenhimmel, und zwar wie die Sonne und die Planeten ​„nach links“, also in östlicher Richtung. Dadurch ist bedingt, dass der Mond jeden Tag eine gute Dreiviertelstunde später aufgeht – je nach Jahreszeit ein paar Minuten mehr oder weniger. 

Durch die Neigung der Mondbahn von ca. 5° gegen die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist gewährleistet, dass der Vollmond normalerweise über oder unter dem Erdschatten steht und so nicht jeden Monat eine Mondfinsternis auftritt.

Für Mathe-Freaks: Die Schattengrenze zwischen beleuchtetem und unbeleuchtetem Teil des Mondes ist mathematisch exakt jeweils eine halbe Ellipse mit je verschiedener Exzentrizität.

An diesem Text und seinen Zusatzmaterialien hat das Astro-Team mit Fabia Moussong, Maximilian Schäffer, Talu Supe und Simon Staiger tatkräftig mitgewirkt. Herzlichen Dank!