Was Trump oder Clinton für den Weltraum bedeuten würden: Experten wägen ab

Die Mondphasen folgen aus der Art, wie seine Kugel vom Sonnenlicht beleuchtet wird, das aus verschiedenen Richtungen kommt, wenn der Mond die Erde umkreist. Aber der Mond führt auch einen komplexen Tanz durch, der ihn in scheinbarer Größe schrumpfen und schwellen lässt, wackelt hin und her und nickt auf und ab. Auf die gleiche Weise, wie das Wachstum einer Pflanze in einem Zeitraffervideo erfasst werden kann, können wir die Bewegungen des Mondes beobachten, indem wir die Zeit mit unseren beliebtesten mobilen Astronomie-Apps beschleunigen.

Von Zeit zu Zeit taucht der Mond in den Schatten der Erde ein oder geht vor der Sonne vorbei und erzeugt Finsternisse. Februar 2017 wird zwei ungewöhnliche Finsternisse haben - eine Mond- und eine Sonnenfinsternis. Die totale Sonnenfinsternis vom 21. August 2017, die die kontinentalen Vereinigten Staaten durchqueren wird, wird auch eine entsprechende Mondfinsternis zwei Wochen vorher haben. In dieser Ausgabe von Mobile Astronomy werfen wir einen Blick auf den Walzer und die Wobbles des Mondes und sehen, was Eklipsen verursacht.

Die Umlaufbahn des Mondes macht es manchmal super

Der Mond umkreist die Erde alle 27,3 Tage in einer Ellipse, die ihn näher und weiter weg bringt, einmal pro Umlaufbahn. Der mittlere Abstand zwischen den beiden Körpern beträgt 384401 km. Im Apogäum, der größten Entfernung des Mondes von der Erde, ist es 31200 Meilen (50,200 km) weiter entfernt als am Perigäum, dem nächsten Ansatz des Mondes. Dieser Unterschied reicht aus, um die scheinbare Größe zwischen den beiden Extremen um 14 Prozent zu erhöhen. Wenn ein Vollmond innerhalb von Stunden des Perigäums auftritt, erscheint er größer und bis zu 30 Prozent heller als ein Vollmond, der in der Nähe des Apogäums stattfindet; Der besonders große und helle Mond wird in dieser Situation weithin als "Supermond" bezeichnet. Astronomen nennen diese Ereignisse Perigäum-Syzygy-Monde. [Wie der 'Supermoon' aussieht (Infografik)]

Die Mondphasen hängen vom Winkel ab, den Sonne, Mond und Erde bilden. Aber weil sich die Erde auch um die Sonne bewegt, wiederholen sich die Mondphasen alle 29,5 Tage statt der 27,3 Tage ihrer Umlaufzeit. Der Unterschied in den zwei Intervallen verursacht, dass die Mondphasen und die Perigäums- und Apogäumsdaten die meiste Zeit nicht synchron sind. Aber alle 14 Monate oder so, die zwei Zyklen stimmen überein und erzeugen einen Supermond. Manchmal bekommen wir eine Reihe von zwei oder drei Supermoons in Folge, wie wir es 2016 getan haben, da die Synchronisation einige Monate benötigt, um sich aufzubauen und abzuflachen. Die nächsten Supermonate treten am 3. Dezember 2017 und am 2. Januar 2018 auf.

Mit einer Astronomie-App wie SkySafari 5 oder Stellarium Mobile können Sie die kommenden Supermoons sehen und beobachten, wie der Mond jeden Monat wächst und schrumpft. Richten Sie den Mond einfach in das Sichtfeld Ihres Smartphones und zoomen Sie hinein, bis er fast das Display ausfüllt. Dann rücken Sie das Datum kontinuierlich vor und beobachten Sie, wie sich die scheinbare Größe des Mondes verändert. Vielleicht möchten Sie das Menü "Einstellungen" der App verwenden, um den Boden und das Tageslicht dafür auszuschalten. Ihre App zeigt möglicherweise an, dass der Mond nach links und rechts kippt und darstellt, wie sich alle Objekte im Uhrzeigersinn drehen, wenn sie den Himmel überqueren.

Das Karussell des Mondes verursacht Finsternisse

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne bewirkt, dass die Sonne einen großen Kreis um den Himmel, die sogenannte Ekliptik, zurücklegt. Die Umlaufbahn kann man sich als eine große, flache Scheibe vorstellen, bei der die Sonne leicht von der Mitte abweicht - wie das Eigelb eines Spiegeleies in einer Pfanne mit flachem Boden. Astronomen nennen dies die Orbitalebene der Erde, und alle Planeten im Sonnensystem haben orbitale Ebenen, die mehr oder weniger parallel dazu sind.

Die Umlaufebene des Mondes um die Erde ist um 5.15 Grad gegenüber der Ekliptik geneigt. Dies bewirkt, dass der Mond um etwa den Durchmesser einer Faust steigt und fällt, wenn er die Erde umkreist, wie die Pferde auf einem rotierenden Karussell. Bei jeder Umlaufbahn klettert der Mond auf einen Gipfel über der Ekliptik und zwei Wochen später fällt er den größten Abstand darunter; zweimal pro Umlauf kreuzt es die Ekliptik. Jeder Kreuzungspunkt wird Knoten genannt. (Stellen Sie sich vor, Sie nehmen zwei konzentrische Hula-Hoops und kippen ein wenig. Die beiden Punkte, an denen sie sich noch berühren, sind die Knoten.) [Wie man eine totale Mondfinsternis (einen Mondfotoführer) fotografiert]

Die Sonne fährt immer nach Osten entlang der Ekliptik. Wenn es sich einem der Mondknoten nähert, haben wir die Chance, eine von zwei Arten von Sonnenfinsternis zu erleben. Wenn der Mond den Tagesknoten kreuzt, wenn auch die Sonne da ist, erleben wir eine Sonnenfinsternis. Aber wenn der Mond stattdessen den Nachtseitenknoten kreuzt, erleben wir eine Mondfinsternis. Sonnenfinsternisse können nur während neuer Monde auftreten, und Mondfinsternisse treten nur während Vollmonden auf.

Man könnte denken, dass Eklipsen, die von solch präziser Geometrie abhängen, selten sind, aber die Größen von Sonne, Mond und Erde geben uns einen gewissen Spielraum. Da die Scheiben der Sonne und des Mondes einen halben Grad des Himmels bedecken, gibt es ein "Fenster" von ungefähr 36 Tagen, zweimal pro Jahr, wenn Eklipsen auftreten können. Das ist der Grund, warum Finsternisse passieren können, wenn die Körper nicht genau ausgerichtet sind und warum jede Finsternis von verschiedenen Teilen der Erde aus sichtbar ist. Tatsächlich sind in jedem Kalenderjahr mindestens zwei Sonnen- und zwei Mondfinsternisse irgendwo auf der Erde sichtbar. Die maximale Anzahl in einem einzigen Jahr ist sieben - eine Mischung aus den beiden Arten. In diesem Jahr werden wir vier haben.

Im Allgemeinen treten Eklipsen in Paaren auf - ein Sonnen- und ein Mond -, die zwei Wochen auseinander liegen (die Zeit, die der Mond benötigt, um von einem Knoten zum anderen zu gelangen). In diesem Monat wird die Erde ein solches Paar erleben. Am 10. Februar wird der größte Teil der Welt eine halbmondförmige Mondfinsternis sehen, bei der der Mond sich leicht verdunkelt, wenn er durch die äußeren Bereiche des Erdschattens gelangt. Dann, am 26. Februar, wird ein Großteil der südlichen Hemisphäre eine ringförmige Sonnenfinsternis sehen. Während dieses Ereignisses wird der Mond direkt vor der Sonne vorbeiziehen; Der Mond wird jedoch nahe am Apogäum und zu klein im Durchmesser sein, um ihn vollständig zu bedecken, so dass ein Sonnenring sichtbar bleibt.Denken Sie daran, dass Sonnenfinsternisse einen speziellen Augenschutz erfordern, um betrachtet zu werden, und Mondfinsternisse sind immer sicher anzusehen.

Sie können Ihre Astronomie-App verwenden, um zu sehen, ob eine Sonnenfinsternis an Ihrem Wohnort sichtbar ist. Stellen Sie die App einfach auf das entsprechende Datum und die Uhrzeit ein (Abend für die Mondfinsternis und Tag für die Sonnenfinsternis) und lokalisieren und zentrieren Sie den Mond. Stellen Sie die Zeit in Stundenschritten ein, um zu sehen, ob sich der Mond verdunkelt (für die Mondfinsternis) oder ob die Sonne bedeckt ist (für die Sonnenfinsternis). Sie können auch dieselbe Übung für die totale Sonnenfinsternis am 21. August versuchen. Eine hervorragende Quelle für Finsternisse wurde von Fred Espenak geschaffen, einem pensionierten amerikanischen Astrophysiker, der für seine Arbeit an Eclipse-Vorhersagen für die NASA und mehrere astronomische Verbände bekannt ist; Seine Website MrElclipse.com enthält viele grundlegende und erweiterte Informationen. [Totale Sonnenfinsternis 2017: Wann, wo und wie (sicher)]

Sie können den "Walzer" des Mondes auch um die Ekliptik in Ihrer Astronomie-App demonstrieren. Stellen Sie in SkySafari 5 sicher, dass die gelbe Linie der Ekliptik angezeigt wird. Ändern Sie die Standardeinstellungen für Koordinaten von Horizont zu Ekliptik. (Dadurch werden auch der Boden und das Tageslicht ausgeblendet.) Tippen Sie im Einstellungsmenü für das Sonnensystem auf das Kästchen, um Mondumlauf anzuzeigen. Verlasse die Einstellungen und zentriere die App auf der Sonne. Rufen Sie die Zeitsteuerung auf, wählen Sie das Datum oder die Stunde des Tages und tippen Sie auf, um die Zeit vorwärts zu verschieben. Wenn Sie zusehen, wird der Mond von rechts in Sicht kommen und entlang der gelben horizontalen Ekliptiklinie auf- und absteigen. Sie können auch Ihren Blick auf den Mond zentrieren und es auf diese Weise versuchen.

Es gibt zwei weitere Effekte der Auf- und Abbewegungen des Mondes. Wenn die nächtliche Ekliptik hoch ist, wie es um die Wintersonnenwende der nördlichen Hemisphäre am 21. Dezember jährlich ist, überquert der Mond den Nachthimmel hoch über Kopf. Aber wenn der Mond auch 5 Grad über der Ekliptik reitet, ist er noch höher. Manchmal beobachten wir auch extra-tiefe Monde. Wenn du das nächste Mal denkst, dass der Mond besonders hoch oder besonders tief aussieht, ziehe deine App heraus und überprüfe sie!

Jetzt schauen wir uns den anderen Effekt an ...

Sieh den Mond Rock'n'Roll

Aufgrund der gegenseitigen Anziehungskraft zwischen der Erde und dem Mond über Millionen von Jahren hat sich die Rotation des Mondes verlangsamt, bis er sich einmal pro Umlauf um seine Achse dreht, wobei er immer die gleiche Hemisphäre in Richtung Erde hält. Man könnte meinen, dass wir von der Oberfläche unseres Planeten nur die halbe Mondoberfläche sehen können. Aber mit Geduld und etwas Wissen über die Bewegungen des Mondes ist es möglich, bis zu 59 Prozent des Gesichts des Mondes zu sehen! Das Phänomen wird Libration genannt.

So wie die Rotationsachse der Erde um 23,5 Grad von unserer Orbitalebene geneigt ist, ist die Mondachse um fast 7 Grad geneigt. Manchmal ist der Nordpol ein wenig zu uns geneigt, was uns einen Blick auf Krater verschafft, die normalerweise jenseits der Mondoberkante verborgen sind. Und zu anderen Zeiten ist der Südpol zu uns geneigt und zeigt uns ein bisschen mehr von der südlichen Region. Die Auf- und Abbewegungen des Mondes verstärken die Wirkung und lassen uns "von oben herab" schauen, wenn der Mond unter der Ekliptik fährt und umgekehrt. Alles in allem lässt das "Nicken" des Mondes etwa 194 Grad des Mondes in Breitengrad statt der erwarteten 180 Grad erkennen.

Objekte mit elliptischen Umlaufbahnen bewegen sich in der Nähe des Perigäums schneller und in der Nähe des Apogäums langsamer. Im Fall des Mondes dreht es sich gleichmäßig zu uns um, fliegt aber nach dem Perigäum schneller über den Himmel, so dass wir ein wenig jenseits seiner rechten (östlichen) Kante sehen können. Nach dem Apogäum sehen wir ein wenig jenseits der linken (westlichen) Kante des Mondes. Insgesamt ist es möglich, auf jeder Seite einen zusätzlichen 8-Grad-Längengrad zu sehen. Unter Berücksichtigung aller Bewegungen zeigt uns der Mond im Laufe von 28 Tagen 59 Prozent seines Gesichts. Da aber die Mondoberfläche während der Neumondphase nicht beobachtbar ist, dauert es einige dedizierte Beobachter, bis alle Kanten erfasst sind. In einer zukünftigen Ausgabe von Mobile Astronomy werden wir einige der besten Sehenswürdigkeiten behandeln, die es zu jagen gibt.

Darüber hinausgehen

Eines Tages, wenn Menschen auf dem Mond leben und arbeiten, wird ihnen ein spektakulärer Anblick geboten: Die Erde! Die meisten der Bewegungen, die wir besprochen haben, werden auch von Mondbeobachtern gesehen. Die Erde wird monatlich Phasen zeigen, wachsen und schrumpfen und sich sogar ein wenig um den Mond "bewegen". Aber der coolste Anblick von allen wird für "Selenites" (Mondbewohner) einzigartig sein - die Rotation unserer schönen Erde einmal alle 24 Stunden. Sie können das Bild in der SkySafari 5 App in der Vorschau anzeigen. Hier ist wie:

Öffne die App und suche nach dem Mond - er muss momentan nicht im Himmel sichtbar sein. Tippen Sie auf das Info-Symbol und dann auf das Orbit-Symbol. Die App wird von der Erde wegzoomen und den Mond heranziehen. Suchen Sie dann nach der Erde und tippen Sie auf "Mitte". Die Erde wird im Display der App zentriert. Sie können den Planeten auf Ihre eigene Größenpräferenz kneifen und zoomen - ich mag es, ein wenig "Raum" um ihn herum zu lassen. Tippen Sie auf Zeit, um das Zeitflusssteuerfeld anzuzeigen, und berühren Sie die Nummer, die die Stunde darstellt. Tippen Sie dann auf das dreieckige Symbol für die Laufzeit (das am weitesten rechts) und beobachten Sie, wie sich die Erde dreht, während der Rest des Himmels darüber hinausgeht. Wenn die Erde wegdriftet, tippen Sie erneut auf "Mitte".

Sie werden sehen, wie sich der Planet dreht und die Phasen sich ständig ändern. Die Größe ändert sich und die Wobbles sind leichter zu sehen, wenn die Zeit schneller fließt. Tippen Sie auf das Datum, um es auszuwählen, und wiederholen Sie die Zeit. Jetzt werden die Phasen vorbeiziehen, aber die anderen Effekte werden deutlicher. Für einen echten Leckerbissen, stoppen Sie den Fluss der Zeit und stellen Sie das Datum für den Morgen des 21. August 2017 manuell ein. Tippen Sie auf die Minutenzahl, um den Fluss der Zeit zu verlangsamen, und stellen Sie die Zeit ein, die vorwärts fließt.Sorgfältig beobachten! Wenn Sie sehen, dass sich Nordamerika dem Mittelpunkt des Globus nähert, wird der kreisförmige Schatten des Mondes erscheinen, der langsam über den Planeten kriecht. Du siehst die Große Amerikanische totale Sonnenfinsternis aus der Sicht eines imaginären Raumschiffs! Um zu sehen, wie eine totale Mondfinsternis aussieht, setze das Datum am 31. Januar 2018 um 6 Uhr morgens und beobachte, wie sich die Sonne hinter der Erde bewegt, während du den Schatten der Erde betrittst.

In einer zukünftigen Ausgabe von Mobile Astronomy erfahren Sie, wie Sie die Sonnenfinsternis von Ihrem Garten aus planen können. Bis dahin, schau weiter!