Neue NASA-Forschungen haben ein Verfahren zur Erstellung äußerst genauer Finsterniskarten enthüllt, die den vorhergesagten Weg des Mondschattens aufzeichnen, während er die Erdoberfläche überquert. Traditionell gehen Finsternisberechnungen davon aus, dass sich alle Beobachter auf Meereshöhe auf der Erde befinden und dass der Mond eine glatte Kugel ist, die um ihren Schwerpunkt perfekt symmetrisch ist. Daher berücksichtigen diese Berechnungen weder die unterschiedlichen Höhen auf der Erde noch die von Kratern übersäte, unebene Oberfläche des Mondes.
Etwas genauere Karten erhält man mit Höhentabellen und Diagrammen des Mondrands – also des Randes der von der Erde aus sichtbaren Mondoberfläche. Mittlerweile sind die Berechnungen der Mondfinsternis sogar noch genauer, da auch Mondtopografiedaten aus den LRO-Beobachtungen (Lunar Reconnaissance Orbiter) der NASA einbezogen wurden.
Mithilfe von LRO-Höhenkarten erstellte der NASA-Visualisierer Ernie Wright am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, ein sich kontinuierlich veränderndes Mondrandprofil, während der Schatten des Mondes über die Erde zieht. Die Berge und Täler am Rand der Mondscheibe beeinflussen den Zeitpunkt und die Dauer der Totalität um mehrere Sekunden. Wright verwendete außerdem mehrere NASA-Datensätze, um eine Höhenkarte der Erde zu erstellen, sodass die Standorte der Beobachter der Sonnenfinsternis in ihrer tatsächlichen Höhe dargestellt wurden.
Die daraus resultierenden Visualisierungen zeigen etwas noch nie Dagewesenes: die wahre, sich im Laufe der Zeit verändernde Form des Mondschattens mit den Auswirkungen sowohl eines genauen Mondrands als auch der Erdoberfläche.
„Seit der totalen Sonnenfinsternis im Jahr 2017 veröffentlichen wir Karten und Filme von Finsternissen, die die wahre Form des zentralen Schattens des Mondes – den Kernschatten – zeigen“, sagte Wright.
„Und die Leute fragen, warum er wie eine Kartoffel aussieht und nicht wie ein glattes Oval. Die kurze Antwort lautet, dass der Mond keine vollkommen glatte Kugel ist.“
Die Berge und Täler am Rand des Mondes verändern die Form des Schattens. Die Täler sind auch für Bailys Perlen und den Diamantring verantwortlich, die letzten Teile der Sonne, die kurz vor und die ersten kurz nach der Totalität sichtbar sind.
Wright ist Hauptautor eines Artikels veröffentlicht In Das astronomische Journal Das zeigt zum ersten Mal, wie das Gelände des Mondes die Form des Kernschattens erzeugt. Die Täler am Rand des Mondes wirken wie Nadellöcher, die Bilder der Sonne auf die Erdoberfläche projizieren.
Der Kernschatten ist das kleine Loch in der Mitte dieser projizierten Sonnenbilder, die Stelle, wo keines der Sonnenbilder hinreicht.
Die Ränder des Kernschattens bestehen aus kleinen Bögen an den Kanten der projizierten Sonnenbilder.
Dies ist nur eines von mehreren überraschenden Ergebnissen, die sich aus der neuen Methode zur Finsterniskartierung ergeben haben, die in dem Artikel beschrieben wird. Anders als bei der vor 200 Jahren erfundenen traditionellen Methode werden Finsterniskarten mit der neuen Methode Pixel für Pixel gerendert, so wie 3D-Animationssoftware Bilder erstellt.
Es ähnelt auch der Art und Weise, wie andere komplexe Phänomene, etwa das Wetter, am Computer modelliert werden, indem das Problem in Millionen kleiner Teile zerlegt wird – etwas, was Computer wirklich gut können und was vor 200 Jahren noch undenkbar war.
Weitere Informationen:
Ernie Wright et al, Eine rasterorientierte Methode zur Erstellung von Finsterniskarten, Das astronomische Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad6b23. iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-3881/6b23 n. Chr