Die Sonnenfinsternis - Wie entsteht sie und wie kann ich sie gefahrlos beobachten?

Sonnenfinsternisse sind faszinierende Erscheinungen. Ihre Beobachtung ist jedoch nicht ungefährlich. Ich erkläre dir hier, wie eine Sonnenfinsternis entsteht und wie du sie beobachten kannst.

• Wann kommt es zu einer Sonnenfinsternis?
• Die einzelnen Phasen einer Sonnenfinsternis
• Die totale Sonnenfinsternis
• Die partielle Sonnenfinsternis
• Die ringförmige Sonnenfinsternis
• Merkur- und Venustransits
• Wie kann man eine Sonnenfinsternis beobachten?
• Sonnenfinsternisse auf anderen Planeten
• Die nächsten vom deutschen Sprachraum aus sichtbaren Sonnenfinsternisse und Transits

Wann kommt es zu einer Sonnenfinsternis?

Sonne und Mond haben für uns als Beobachter auf der Erde durch Zufall den gleichen Durchmesser am Himmel. Das bedeutet, dass die Scheibe, die wir von Sonne und Mond sehen, fast gleich groß ist. Wäre das nicht so, könnten wir keine totale Sonnenfinsternis sehen.

Zu einer Sonnenfinsternis kommt es dann, wenn der Mond auf seiner Bahn um die Erde für uns direkt vor der Sonne vorbei zieht. Sonne, Mond und Erde stehen dann auf einer Linie. Eine Sonnenfinsternis kann also nur bei Neumond auftreten, wenn der Mond sich in der Nähe der Sonne am Taghimmel befindet. Aber nicht bei jedem Neumond tritt eine Sonnenfinsternis auf, meistens zieht der Mond seine Bahn ober- oder unterhalb der Sonne.

Trifft die Spitze des Kernschattens des Mondes die Erde, so findet an diesem Punkt eine totale Sonnenfinsternis statt. Durch die Erdrotation entsteht ein schmaler Streifen, innerhalb dessen die Sonnenfinsternis beobachtet werden kann. Der Halbschatten des Mondes wirft einen größeren Schatten auf die Erde: dort ist eine partielle Sonnenfinsternis sichtbar.

Berücksichtigt man alle Orte auf der Erde, so gibt es mehr Sonnen- als Mondfinsternisse. Da eine Sonnenfinsternis aber ein lokal sehr beschränktes Ereignis ist, kommmen Sonnenfinsternisse für einzelne Orte auf der Erde viel seltener vor als Mondfinsternisse.

Die einzelnen Phasen einer Sonnenfinsternis

Die Phasen einer Sonnenfinsternis werden mit "Kontakten" angegeben. Der 1. Kontakt markiert den Punkt, an dem der Mond das erste Mal die Sonne "berührt", den Anfang der Finsternis. Zwischen dem 2. und dem 3. Kontakt findet die Totalität statt. Der 4. Kontakt markiert das Ende der Sonnenfinsternis.

Anhand der folgenden Bilder erkäre ich dir die einzelnen Phasen einer totalen Sonnenfinsternis:

Die totale Sonnenfinsternis

Bei einer totalen Sonnenfinsternis wird die Sonne vollständig vom Mond verdeckt. Die Totalität kann bis zu 7 Minuten dauern.

Du kannst kurz vor und während der Phase der Totalität spannende Entdeckungen machen:

• Es wird dämmrig dunkel.
• Tiere verhalten sich so, als würde die Sonne untergehen.
• Die sonst nicht sichtbare Korona der Sonne ist zu sehen.
• Protuberanzen werden sichtbar.
• Es kommt zum Perlschnureffekt und Diamantringeffekt am Sonnenrand.
• Planeten und helle Sterne sind sichtbar.

Der Perlschnureffekt entsteht durch die Berge, Täler und Krater auf dem Mond. An manchen Stellen scheint das Sonnenlicht zwischen zwei Bergen hindurch. Der Perlschnureffekt ist in den letzten 20 Sekunden vor der Totalität sichtbar. 5 Sekunden vor der Totalität sieht man das letzte Aufleuchten des Sonnenlichts in einem Mondtal. Das nennt man Diamantringeffekt.

Während der Totalität können die Korona der Sonne und auch einzelne Protuberanzen sichtbar werden, die normalerweise von der Sonne überstrahlt werden.

Bei der totalen Sonnenfinsternis am 29.5.1919 wurde erstmals Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie aus dem Jahr 1915 durch Beobachtungen bestätigt. Die neben der verfinsterten Sonne sichtbaren Sterne zeigten die vorhergesagten Abweichungen ihrer Position. Diese kommt durch die Krümmung der Lichtstrahlen in der Nähe einer großen Masse wie der Sonne zustande.

Die partielle Sonnenfinsternis

Bei einer partiellen Sonnenfinsternis verdeckt der Mond die Sonne nicht vollständig, sondern nur teilweise (partiell).

Die ringförmige Sonnenfinsternis

Die ringförmige Sonnenfinsternis ist ein Spezialfall der totalen Sonnenfinsternis. Die Umlaufbahn des Mondes um die Erde ist nicht kreisförmig, sondern leicht elliptisch. Das bedeutet, dass der Mond mal näher an der Erde ist und mal weiter weg. Ist der Mond der Erde besonders nahe, wenn es zu einer Sonnenfinsternis kommt, so verdeckt er die Sonne nicht vollständig. Um die schwarze Mondscheibe ist noch ein Ring der Sonne sichtbar.

Da sich der Mond jedes Jahr um 3,8cm von der Erde entfernt, wird es in ferner Zukunft nur noch ringförmige und keine totalen Sonnenfinsternisse mehr geben.

Merkur- und Venustransits

Eine besondere Form der Sonnenfinsternis stellen die Transits dar. Für uns Beobachter auf der Erde können auch die weiter innen liegenden Planeten Merkur und Venus vor der Sonne vorbei ziehen. Sie sind dann wie der Mond als schwarze Scheiben sichtbar. Allerdings sind sie im Vergleich zur Sonne sehr klein und nicht ohne optische Hilfsmittel beobachtbar.

Für die Transits gelten die gleichen 4 Kontakte wie bei einer Sonnenfinsternis. Bei Eintritt und Austritt der Planetenscheibe vor die Sonne kann es zum sogenannten Tropfenphänomen kommen. Das ist eine optische Täuschung. Dabei scheint sich die Planetenscheibe mit dem Sonnenrand zu einem Tropfen zu vereinen, bis dieser sich schließlich vom Rand löst und die kreisförmige Scheibe stundenlang vor der Sonne vorbeizieht.

Wie kann man eine Sonnenfinsternis beobachten?

Eine Sonnenfinsternis zu beobachten ist nicht so einfach wie eine Mondfinsternis. Mit bloßem Auge in die Sonne zu schauen, kann schwere Augenschäden zur Folge haben. Mit einem optischen Instrument wie einem Fernglas oder Teleskop droht sogar Erblindung. Das als Warnung: Die Sonne zu beobachten ist nicht ungefährlich! Deine Ausrüstung musst du auch jedesmal auf Beschädigung prüfen, bevor du sie benutzt. Lass dir dabei von einer erwachsenen Person helfen.

Es gibt aber Möglichkeiten, die Sonne gefahrlos zu beobachten. Hier zeige ich dir, wie du das machen kannst:

Der Sonnenprojektor

Ein Sonnenprojektor ist die sicherste Möglichkeit, die Sonne zu beobachten. Es gibt ihn als Bausatz zu kaufen. Er besteht aus einem Pappkarton, einem kleinen Linsenfernrohr und einem Spiegel. Die Sonnenstrahlen gehen durch die Linse und werden vom Spiegel auf die Rückseite des Projektors reflektiert. Dort entsteht ein Abbild der Sonne, welches du gefahrlos betrachten kannst. Man kann das Bild scharf stellen, indem man den Abstand der Linse zum Spiegel variiert.

Mit einem solchen Sonnenprojektor kannst du Sonnenflecke, Transits und Finsternisse beobachten. Es ist sogar möglich bei besonders hellem Vollmond ein schwaches Abbild des Mondes mit Mondkratern zu sehen.

Wichtig ist, dass der Schatten des Fernrohres so gut wie nicht sichtbar ist. Denn nur dann ist das Rohr direkt auf die Sonne gerichtet.

Sonnenfinsternis-Brille

Eine Sonnenfinsternis-Brille besteht aus einem Pappgestell und einer speziellen Folie. Bevor du sie benutzt, hältst du sie in eine starke Lampe um zu prüfen, dass sie kein Loch hat. Brillen mit Loch solltest du aus Sicherheitsgründen sofort entsorgen. Günstigere Brillen haben meistens ein Verfallsdatum, z.B. 3 Jahre. Das liegt an der Beschichtung der Folie, die mit der Zeit kaputt geht. Du solltest das Verfallsdatum also auf jeden Fall beachten um deine Augen zu schützen!

Wenn du mit der Brille in eine andere Lichtquelle, wie zum Beispiel eine Lampe schaust, wirst du nichts erkennen. Die Folie ist so stark, dass wirklich nur das Sonnenlicht sie durchdringen kann.

Wichtig: Verwende die Brille NIEMALS zusammen mit einem Ferngals oder Fernrohr!

Hinweise zur Beobachtung mit einer Sonnenfinsternis-Brille:

• Vor dem Gebrauch die Sonnenfinsternis-Brille auf Beschädigungen untersuchen.
• Nicht länger als 3 Minuten am Stück mit der Brille in die Sonne Schauen!
• Die Folie möglichst nicht berühren.
• Die Brille seitlich andrücken, damit die Augen vollständig bedeckt sind.

Sonnenfilter-Folie für optische Instrumente

Um selbst Sonnenfilter für die eigenen optischen Instrumente zu basteln, kann man spezielle Sonnenfilter-Folien kaufen. Diese haben meist die Größe A4 und sind zuschneidbar. Damit kannst du dir einen Filter für eine Kamera, ein Fernglas oder ein Teleskop bauen. Am besten lässt du dir von einer erwachsenen Person helfen. Achte darauf, dass es sich um hochwertige Folie handelt. Die Folie von BaaderSolar zum Beispiel ist sehr gut und hat auch kein Verfallsdatum.

Wichtig ist, dass der Filter immer VOR der Optik angebracht wird. Also nicht zwischen Auge und Okular (der Linse, durch die du guckst)!

Wenn du dein Instrument auf die Sonne ausrichtest kannst du auch hier darauf achten, dass der Schatten möglichst klein ist. Dann scheint die Sonne senkrecht in dein Instrument und du kannst sie gut finden.

Sonnenfinsternisse auf anderen Planeten

Auch auf den anderen Planeten unseres Sonnensystems kommt es zu Sonnenfinsternissen und Durchgängen von Planeten vor der Sonne.

Der Mars beispielsweise besitzt zwei Monde: Phobos und Deimos. Beide können vor der Sonne durchgehen und für eine Sonnenfinsternis sorgen. Auch die vom Mars aus inneren Planeten Merkur, Venus und Erde können vor der Sonne vorbeigehen. Es gibt auf dem Mars also sogar einen Erdtransit. Solche Finsternisse wurden von Landefähren, die die Menschen zum Mars geschickt haben, gefilmt und fotografiert.

Von Jupiter sind derzeit 79 Monde bekannt. Jeder dieser Monde kann bei seinem Umlauf vor der Sonne durchgehen und so für eine Sonnenfinsternis auf Jupiter sorgen. Von der Erde oder eine Raumsonde aus kann der Schatten eines Jupitermondes auf Jupiter beobachtet werden. Von diesem Punkt aus wäre also eine Sonnenfinsternis auf Jupiter sichtbar.

Du kannst dir jetzt vorstellen, dass es auch bei anderen Sternen mit Planetensystemen Finsternisse gibt. Dieses Phänomen kommt nicht nur auf der Erde vor.

Transits bei anderen Sternen sind sogar eine Methode Exoplaneten aufzuspüren. Ein Stern wird mit einem sehr leistungsstarken Teleskop beobachtet. Besitzt dieser Stern Planeten, so kann es sein, dass während der Beobachtung einer der Planeten von uns aus gesehen vor dem Stern vorbeigeht. Es kommt zu einer Helligkeitsschwankung, da ein Teil des Sternenlichts von dem Planeten verdeckt wird. Auf diese Weise wurden schon viele Exoplaneten in anderen Sternsystemen entdeckt.

Die nächsten vom deutschen Sprachraum aus sichtbaren Sonnenfinsternisse und Transits

29.3.2025 Partielle Sonnenfinsternis

12.8.2026 Totale Sonnenfinsternis

Vom deutschen Sprachraum aus nur als partielle Sonnenfinsternis sichtbar.

13.11.2032 Merkurtransit

11.12.2117 Venustransit

Der nächste Venustransit ist leider erst in knapp 100 Jahren zu beobachten.