Lunation

Lunation

Die Lunation (von lateinisch luna ‚Mond‘) ist die veränderliche Zeitspanne für einen Umlauf des Mondes um die Erde, bezogen auf seine Stellung zur Sonne, und somit die synodische Periode des Mondes.

Gemessen wird die jeweilige Lunationsdauer für einen ganzen Zyklus der Mondphasen von einem bestimmten Neumond bis zum folgenden Neumond, wenn der Mond also wieder in Konjunktion zur Sonne steht. Lunationen dauern unterschiedlich lange und können sich von einem synodischen Mondumlauf zum nächsten um über 3 Stunden unterscheiden. Im Verlauf mancher Jahre eines Jahrzehnts treten Unterschiede von über 13 Stunden auf. Der ermittelte Durchschnittswert beträgt derzeit etwa 29,531 Tage; diese mittlere Lunationsdauer wird auch synodischer Monat genannt.

Der Ausdruck Mondmonat steht astronomisch allgemein für Zeitspannen eines Mondumlaufs in Bezug auf einen gewissen Referenzpunkt; dazu zählen neben dem synodischen Monat so auch der anomalistische, der siderische, der tropische und der drakonitische Monat. Für einen Mondmonat in der Kalenderrechnung, auch Lunarmonat genannt, können verschiedene lunar bezogene Perioden die Basis bilden.

Gelegentlich wird in der Geburtshilfe die Zeitspanne von 28 Tagen als Mondmonat oder Lunarmonat bezeichnet und eine Schwangerschaft in zehn solcher Abschnitte unterteilt.

Die astronomischen Mondmonate

Synodischer Monat (Mittlere Lunation)

Von der Erde aus beobachtet erreicht der Mond nach einem synodischen Monat wieder die gleiche Stellung zur Sonne. Dieser Monatsbegriff entspricht also dem landläufigen Verständnis eines Monats als einer „Periode der Mondphasen“. Durchschnittlich dauert die Zeitspanne von Neumond zu Neumond etwa 29,53 Tage.

Lunationen sind ein charakteristisches Merkmal des Systems Sonne – Erde – Mond. In guter Näherung können die Bahn des Mondes um die Erde und die Bahn der Erde um die Sonne jeweils durch Keplerellipsen dargestellt werden, und für diese Idealisierung lässt sich die synodische Umlaufzeit des Mondes berechnen. Aus verschiedenen Gründen schwankt die tatsächliche Dauer für eine einzelne Lunation (siehe auch Abbildung unten). Der synodische Monat ist die über Jahrzehnte gemittelte mittlere synodische Periode des Mondes und beträgt als Durchschnittswert derzeit:[1]

29,530589 d (29 Tage, 12 Stunden, 44 Minuten, 2,9 Sekunden)

Schwankungen der Lunationsdauer

Da sich die Bahngeschwindigkeiten der Erde und des Mondes während des Umlaufs verändern (siehe 2. Keplersches Gesetz), ändert sich damit auch die Dauer der Zeitspanne von jeweils einem Neumond zum nächsten oder einem Vollmond zum nächsten. Die Berechnung dieser Termine und der aktuellen Lunationsdauer gehört zu den komplexesten Aufgaben der Mondtheorie bzw. der Ephemeridenrechnung des Mondes.

Annuale (jährliche) Schwankungen
In erster Näherung bewegt sich der Mond in einer elliptischen Bahn um die Erde. Auf Grund von Bahnstörungen durch die Sonne und die Planeten verschiebt sich der erdnächste Punkt (das Perigäum) bei jeder Umdrehung, sodass der anomalistische Monat länger als der siderische Monat ist. Allgemein bewegt sich der Mond schneller, wenn er dem Perigäum nahe ist, und langsamer im Apogäum, dem erdfernsten Bahnpunkt. Die Termine für Neumond und Vollmond aber hängen von der Stellung zur Sonne ab: Zu Neumond steht der Mond sonnennah zwischen Erde und Sonne in Konjunktion, zum Vollmondtermin umgekehrt sonnenfern in Opposition. Auf den Neumondtermin zu bewegt er sich in Richtung Sonne. Liegt auch das Perigäum dann Richtung Sonne, bewegt sich der Mond schneller, und infolge der stärkeren Gravitationswirkung durch die Sonne nun noch schneller, als es allein nach den Keplerschen Gesetzen für das ungestörte Zwei-Körper-System Erde–Mond zu erwarten wäre. Darüber hinaus bilden diese beiden ein Doppelsystem und kreisen so um den Erde-Mond-Schwerpunkt (EMS); da jedoch „(ekliptikale) Konjunktion“ ein über die Mittelpunkte von Erde, Mond und Sonne definierter Begriff ist, addieren bzw. subtrahieren sich neben denen für den Bahnweg des Mondes auch noch jene Zeitspannen, die es dauert, bis nicht EMS-Mond-Sonne, sondern Erdmittelpunkt–Mond–Sonne in einer Linie stehen. Ist der Neumond erdnah, legt die Erde diese Distanz in kürzerer Zeit zurück, als wenn der Mond erdfern steht. Daher erreichen die Lunationen ein Minimum, wenn Neumondtermin und Perigäumsdurchgang zusammenfallen, bzw. dauern immer kürzer bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Apsidenlinie (die Verbindungslinie Perigäum–Apogäum) mit der Linie Erde–Sonne zusammenfällt. Danach nehmen die Lunationsdauern im Jahresverlauf wieder zu und erreichen ein Maximum, wenn der Vollmondtermin auf den Perigäumsdurchgang fällt. Der Mond läuft prograd um die Erde, im gleichläufigen Sinn wie die Erde um die Sonne; zu Neumond bewegt er sich daher scheinbar gegen die Richtung der Erde.[2]
Schwankungen im Zyklus der Apsiden
Das Perigäum der Mondbahnellipse bewegt sich in einem Intervall von etwa 8,85 Jahren um die Erde (Apsidendrehung des Mondes; Differenz des etwas längeren anomalistischen Monats zum siderischen Mondmonat). Daher gibt es über einen längeren Zeitraum betrachtet in manchen Jahren relative kleine, in anderen aber relativ starke Unterschiede innerhalb der jährlichen Schwankungen der Lunationsdauern. Denn wenn das Perigäum zu einem Termin durchlaufen wird, der in der Nähe des Perihels der Erde liegt (dem sonnennahen Punkt der Erdbahn, um den 3. Januar, zu dem sich die Erde am schnellsten bewegt), so wird der Unterschied zwischen den kurzen Lunationen der perigäumsnahen Neumonde und den längeren der apogäumsnahen Neumonde gedämpft. Umgekehrt, wenn der Mond sein Perigäum nahe dem Aphel der Erde (um den 5. Juli) durchläuft, sind die Unterschiede zwischen den kurzen und den langen Lunationen ungefähr um das Doppelte stärker.
Weitere Schwankungen
Infolge von unterschiedlich starken Bahnstörungen durch die übrigen Körper des Sonnensystems weicht die Form der Mondbahn nicht unerheblich von der einer exakten (Kepler-) Ellipse ab; damit ist auch die Lunationsdauer noch weiteren kurz- und langfristigen periodischen Schwankungen unterworfen, die sich – mit deutlich unter einer Stunde liegendem Schwankungsbereich – gegenseitig überlagern.

Insgesamt variiert die Dauer von aktuellen Lunationen zwischen etwa 29,272 d und 29,833 d, mit −0,259 d (6 h 12 min kürzer) bis +0,302 d (7 h 15 min länger)[1] um die mittlere Lunation. Diese Variation der Lunationen gilt für das Intervall 1900 bis 2100.[1]

Lunationsdauer – annuale und apsidal-zyklische Schwankungen 2000–2018

Vollmond- und Neumondtermin

In Bezug auf eine Lunationsspanne, deren Dauer durch die Neumondtermine bestimmt ist, liegt der Termin des Vollmonds nur ungefähr in deren Mitte, doch nicht exakt. Die Schwankungen im Zeitabstand von Vollmondtermin zu Neumondtermin hängen nicht allein von der im Jahreslauf unterschiedlichen Konstellation Erde zu Sonne (Perihel/Aphel) ab. Einen wesentlichen Einfluss hat daneben auch die jeweilige Lage des Mond-Perigäums zur Sonne (im oben dargestellten Verlauf der Lunationsdauer erkennbar als zyklische Veränderungen über etwa neun Jahre). Die Angabe der hierdurch bedingten Schwankungsbereiche ist bezogen auf den Vollmond etwas ungenauer als bezüglich des Neumondtermins; darum berechnet man in der modernen Astronomie – die in dieser Frage nicht mehr primär auf Beobachtungen beruht, sondern auf numerischen Rechenmodellen und Näherungsverfahren – die Lunationen jeweils von Konjunktion zu Konjunktion. Deren exakter Zeitpunkt lässt sich allerdings nicht leicht messen, da Neumond am Tageshimmel oder nächtens unter dem Horizont stattfindet.

Astrometrische Neu- und Vollmondtermine werden ekliptikal gerechnet, wahrer Neu- und Vollmond (Phasenwinkel maximal/minimal, also minimale/maximale Beleuchtung des Mondes) schwanken dann noch einmal um den tabellierten Termin und hängen auch vom Beobachtungsort ab (topozentrische Koordinaten); diese Schwankungen bleiben unter einer Stunde. Als Ereignisse treten Neumond oder Vollmond dann ein, wenn sich Beobachter, Mond und Sonne in einer Linie befinden bzw. der Abstand des Mondes zur Linie Beobachter–Sonne während einer Lunation minimal wird (exakt auf einer Linie mit dem Auge des Betrachters liegen die Mittelpunkte von Sonne und Mond wohl nie). Bei hinreichend geringem Abstand kann es zu Vollmond eine Mondfinsternis, zu Neumond eine Sonnenfinsternis geben.

Der kalendarische Mondmonat

Der Mondmonat ist wohl – neben Tag und Nacht – die offenkundigste astronomische Zeitgröße und dürfte daher auch den ursprünglichsten Kalendermodellen zugrunde liegen. Heute sind astronomische Mondkalender, also solche, die das Kalenderdatum nach den tatsächlichen Lunationen bestimmen, nur mehr in Saudi-Arabien (Mondsichtung des Neulichts) und einigen indigenen Kulturen üblich. Alle anderen Kulturen, die Lunarkalender verwenden, arbeiten mit einem arithmetischen Kalendersystem, das auf der rechnerischen Größe des synodischen Monats beruht.

Der Kalendermonat hat seit der Einführung des julianischen Kalenders im Jahr 46 v. Chr. nur noch namentlich mit den Lunationen zu tun, die Mondphasen korrelieren nicht mehr damit; sie verschieben sich während eines Jahres meist rückläufig gegen die Monatsdaten – weil ein Kalendermonat durchschnittlich $ \left(365{,}2425\,\mathrm d\right)/12 = 30{,}44\,\mathrm d $ dauert, also länger als die synodische Umlaufzeit des Mondes –, ausgenommen im Februar.

Die Lunationsnummer

Lunationen werden in der Astronomie fortlaufend nummeriert. Diese Zahl wird als Lunationsnummer bezeichnet, wobei es verschiedene Konventionen für den Beginn der gezählten Reihe gibt. Die ältere von E. W. Brown im Zusammenhang mit seiner Lunartheorie eingeführte Lunationsnummer nimmt das Jahr 1923 als Anfang:

LBrown (BLN): Die Lunation “1” beginnt nach dem 1. Januar 1923 12:00 (JD 2423421,0):[3]
Der Neumond der Lunation 1 fand am 17. Januar 1923 3:41 (2:41 UTC) statt.

Alternativ wird heute zunehmend eine aktualisierte Zählweise nach Jean Meeus verwendet, die im Jahr 2000 anfängt:

L2000 (LN): Die Lunation „0“ beginnt nach dem 1. Januar 2000 11:58:55,816 (JD 2451545,0) mit der derzeitigen Standardepoche J2000.0:
Der Neumond der Lunation 0 fand am 6. Januar 2000 19:14 (18:41 UTC) statt.

Die Umrechnung gelingt mit: $ L_\mathrm{Brown} -953 = L_\mathrm{2000} $

Der aktuelle Neumondtermin lässt sich also abschätzen mit:[4]

$ \mathrm{JD} 2451545,0 + L_\mathrm{2000} \cdot 29{,}530589 \pm 0{,}25 $

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 Jean Meeus: Astronomical Formulae for Calculators. 4. Auflage. Willmann-Bell, Richmond (VA) 1988 – nach Eric Weisstein: Lunation. In: scienceworld.wolfram.com. 26. April 2006.
  2. Tatsächlich ist die Relativgeschwindigkeit des Mondes zur Erde deutlich kleiner als die der Erde zur Sonne; heliozentrisch gesehen bewegen sich beide dennoch in dieselbe Richtung.
  3. John Walker’s Home Planet (Version 3.2, Windows) 2002 – (Weblink).
  4. Weisstein: Lunation. Umgerechnet auf L2000.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen



Die letzten News


27.07.2021
Topologie in der Biologie
Ein aus Quantensystemen bekanntes Phänomen wurde nun auch im Zusammenhang mit biologischen Systemen beschrieben: In einer neuen Studie zeigen Forscher dass der Begriff des topologischen Schutzes auch für biochemische Netzwerke gelten kann.
26.07.2021
Nadel im Heuhaufen: Planetarische Nebel in entfernten Galaxien
Mit Daten des Instruments MUSE gelang Forschern die Detektion von extrem lichtschwachen planetarischen Nebeln in weit entfernten Galaxien.
26.07.2021
Langperiodische Schwingungen der Sonne entdeckt
Ein Forschungsteam hat globale Schwingungen der Sonne mit sehr langen Perioden, vergleichbar mit der 27-tägigen Rotationsperiode der Sonne, entdeckt.
26.07.2021
Ein Stoff, zwei Flüssigkeiten: Wasser
Wasser verdankt seine besonderen Eigenschaften möglicherweise der Tatsache, dass es aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten besteht.
26.07.2021
Ins dunkle Herz von Centaurus A
Ein internationales Forscherteam hat das Herz der nahegelegenen Radiogalaxie Centaurus A in vorher nicht erreichter Genauigkeit abgebildet.
26.07.2021
Ein möglicher neuer Indikator für die Entstehung von Exoplaneten
Ein internationales Team von Astronomen hat als erstes weltweit Isotope in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen.
26.07.2021
Auf dem Weg zur Supernova – tränenförmiges Sternsystem offenbart sein Schicksal
Astronomen ist die seltene Sichtung zweier Sterne gelungen, die spiralförmig ihrem Ende zusteuern, indem sie die verräterischen Zeichen eines tränenförmigen Sterns bemerkten.
26.07.2021
Quantenteilchen: Gezogen und gequetscht
Seit kurzem ist es im Labor möglich, die Bewegung schwebender Nanoteilchen in den quantenmechanischen Grundzustand zu versetzen.
26.07.2021
Ein Kristall aus Elektronen
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-​Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden.
26.07.2021
Neue Erkenntnisse zur Entstehung des chaotischen Terrains auf dem Mars
Gebiete wie diese gibt es auf der Erde nicht: Sie sind durchzogen von Kratern, Rissen, Kämmen, Tälern, großen und kleinen eckigen Blöcken.
26.07.2021
Synthese unter Laserlicht
Eine Forschungsgruppe hat neue Methode zur Bildung von protoniertem Wasserstoff entdeckt. Mit starken Laserpulsen erzeugen Physiker des attoworld-Teams am Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals protonierten Wasserstoff an Nanooberflächen.
26.07.2021
Materiestraße im All lässt Galaxienhaufen wachsen
Vor einem halben Jahr meldeten Astronomen der Universität Bonn die Entdeckung eines extrem langen intergalaktischen Gasfadens mit dem Röntgenteleskop eROSITA.
26.07.2021
Kosmischer Treffpunkt für Galaxienhaufen
Was treibt Galaxien an, oder führt zu ganzen Ansammlungen von Galaxien – sogenannte Galaxienhaufen? Obwohl kosmologische Modelle und Simulationen diese Strukturen und die Rolle, die sie spielen könnten, vorausgesagt haben, ist die Bestätigung ihrer Existenz durch die Beobachtung mit dem Röntgen-Weltraumteleskop eROSITA ziemlich neu.
28.06.2021
Quantensimulation: Messung von Verschränkung vereinfacht
Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem bisher kaum zugängliche Größen in Quantensystemen messbar gemacht werden können.
28.06.2021
Exotische Supraleiter: Das Geheimnis, das keines ist
Wie reproduzierbar sind Messungen in der Festkörperphysik? Ein Forschungsteam analysierte wichtige Messungen neu. Sie fanden heraus: Ein angeblich sensationeller Effekt existiert gar nicht.
28.06.2021
Paradoxe Wellen: Gefangene Lichtteilchen auf dem Sprung
Physikern ist es gelungen, ein neuartiges Verhalten von Lichtwellen zu beobachten, bei welchem Licht durch eine neue Art von Unordnung auf kleinste Raumbereiche begrenzt wird.
28.06.2021
Isolatoren bringen Quantenbits zum Schwitzen
Schwachleitende oder nichtleitende Materialien haben Innsbrucker Physiker als wichtige Quelle für Störungen in Ionenfallen-Quantencomputern identifiziert.
23.06.2021
Fürs Rechenzentrum: bisher kompaktester Quantencomputer
Quantencomputer waren bislang Einzelanfertigungen, die ganze Forschungslabore füllten.
17.06.2021
Helligkeitseinbruch von Beteigeuze
Als der helle, orangefarbene Stern Beteigeuze im Sternbild Orion Ende 2019 und Anfang 2020 merklich dunkler wurde, war die Astronomie-Gemeinschaft verblüfft.
17.06.2021
Das Elektronenkarussell
Die Photoemission ist eine Eigenschaft unter anderem von Metallen, die Elektronen aussenden, wenn sie mit Licht bestrahlt werden.
17.06.2021
Ultrakurze Verzögerung
Trifft Licht auf Materie geht das an deren Elektronen nicht spurlos vorüber.
17.06.2021
Entdeckung der größten Rotationsbewegung im Universum
D
13.06.2021
Die Taktgeber der Sonne
Nicht nur der prägnante 11-Jahres-Zyklus, auch alle weiteren periodischen Aktivitätsschwankungen der Sonne können durch Anziehungskräfte der Planeten getaktet sein.
13.06.2021
Wenn Schwarze Löcher den Weg für die Sternentstehung in Satellitengalaxien freimachen
Eine Kombination von systematischen Beobachtungen mit kosmologischen Simulationen hat gezeigt, dass Schwarze Löcher überraschenderweise bestimmten Galaxien helfen können, neue Sterne zu bilden.
13.06.2021
Flüssiges Wasser auf Monden sternenloser Planeten
Monde sternenloser Planeten können eine Atmosphäre haben und flüssiges Wasser speichern. Münchner Astrophysiker haben berechnet, dass die Wassermenge ausreicht, um Leben auf diesen wandernden Mond-Planeten-Systemen zu ermöglichen und zu erhalten.