Astronomie

Mondphasenwinkel

Mondphasenwinkel

Wenn ich bei Tageslicht einen sichtbaren Mond betrachte, wird seine Phase schräg angezeigt. Lehrbuch-Mondphasendiagramme zeigen jedoch nur die Phase vertikal. Was bestimmt den Winkel? Der Grund, warum ich diese Frage stelle, ist, dass die Beleuchtung des Mondes nicht direkt mit der Position der sichtbaren Sonne übereinstimmt.


Der Winkel, um den der Mond geneigt zu sein scheint, hängt von den relativen Positionen von Sonne und Mond ab. Der beleuchtete Teil des Mondes zeigt immer auf die Sonne, aber er zeigt entlang eines "Großkreises" auf die Sonne, was eine optische Täuschung erzeugen kann, da eine zum Horizont parallele Linie am Himmel "gerade" erscheinen könnte aber es ist kein großer Kreis. Da wir dazu neigen, Dinge relativ zum Horizont zu beurteilen, kann dies den Eindruck erwecken, dass der beleuchtete Teil des Mondes nicht auf die Sonne zeigt.

Der Winkel wird vollständig durch die relative Position von Mond und Sonne bestimmt. So erscheint beispielsweise im Winter die Mondsichel abends "aufrechter", da die Neigung der Ekliptik tendenziell flacher ist. Darüber hinaus zeigen in den Tropen, wo der Winkel steiler ist, die Hörner der Mondsichel nach oben (was zu der hawaiianischen Vorstellung eines "nassen Mondes" führt).

In Lehrbüchern wird der Mond der Einfachheit halber in die Vertikale gezeichnet (oder das Foto des Mondes gedreht). Es erleichtert den Vergleich zwischen den Phasen, wenn sie alle im gleichen Winkel gezeichnet werden.


Phasen des Mondes

Das wahrscheinlich Interessanteste an unserem Mond ist, wie sich sein Aussehen von Nacht zu Nacht ändert. Diese heißen die Phasen des Mondes.

Wir können einen Teil des Mondes sehen, der von der Sonne beleuchtet wird, und einen anderen Teil, der verdunkelt erscheint. Der helle Teil ist dort, wo auf dem Mond Tag ist, und der dunkle Teil ist, wo es Nacht ist. Zu verschiedenen Zeiten des Monats kann der Mond als Sichel, Halbkreis oder Vollscheibe erscheinen.

Diese Mondphasen werden nach dem Winkel bestimmt, in dem die Sonne auf den Mond scheint. Sie können den Himmel überprüfen, um die heutige Phase zu sehen.

Zu den Fragen, die Sie möglicherweise haben, gehören:

  • Wie ist der Phasenzyklus des Mondes?
  • Wie ist die Bewegung des Mondes relativ zur Erde?
  • Was ist die heutige Phase?

Diese Lektion wird diese Fragen beantworten.


Mondphasenwinkel - Astronomie

Im Allgemeinen ist jeder Mond ein Satellit, der einen Planeten umkreist. In einem bestimmten Sinne ist der Mond der einzige natürliche Satellit der Erde und das fünftgrößte Objekt dieser Art im Sonnensystem (nach Io, Callisto, Titan und Ganymed). Es ist nach der Sonne das hellste Objekt am Himmel der Erde. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es der einzige außerirdische Körper ist, der im Rahmen der Apollo-Weltraummissionen von Menschen besucht wurde. Die erste Mondlandung, Apollo 11, fand im Juli 1969 und die letzte, Apollo 17, im Dezember 1972 statt.

Der Mond hat einen Durchmesser von 3.475 km und eine Masse von 7,4 × 10 22 kg. Es umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 385.000 km mit einer Periode von ungefähr 27,3 Tagen (ein Sternmonat) und einer Umlaufgeschwindigkeit von ungefähr 1 km s -1 . Die Mondphasen entstehen aufgrund der sich ändernden Geometrie des Sonne-Erde-Mond-Systems und die Zeit, die der Mond benötigt, um einen Zyklus seiner Phasen abzuschließen, wird als synodischer Monat bezeichnet, der ungefähr 29,5 Tage beträgt.

Die Anziehungskraft zwischen Erde und Mond führt zu den Mondfluten im Ozean. Da die Ozeane flüssig sind, enthalten sie entlang der radialen Linie von der Erde zum Mond zwei durch die Anziehung verursachte Ausbuchtungen. Die mondnähere Seite erfährt die größte Anziehungskraft und damit die größte Ausbuchtung, während die weiter entfernte Seite eine Ausbuchtung erfährt, weil die Erde von ihr weg und zum Mond hin gezogen wird. Da sich die Erde schneller dreht als die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes, treten pro Tag zwei Fluten im Abstand von etwa 12,5 Stunden auf. Die Sonne beeinflusst auch die Gezeiten, wobei die maximalen (‘spring’) Gezeiten während der Sonnen- und Mondausrichtung auftreten (d. h. während des Neumonds oder Vollmonds). Wenn die Ausrichtung Sonne-Erde und Mond-Erde im rechten Winkel ist (d. h. während der Phasen des ersten Quartals oder des letzten Quartals), werden die Ausbuchtungen geschwächt und das Ergebnis sind ‘neap’-Gezeiten.

Es wird angenommen, dass der Mond etwas später als die Erde vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist. Die Erde hat sich wahrscheinlich aus einer protoplanetaren Scheibe um die Sonne gebildet. Es wird angenommen, dass ein kleinerer planetarischer Körper auf die neu gebildete Erde eingeschlagen und Trümmer geschaffen hat, die zunächst die Erde umkreisten und später zum Mond verschmolzen. Diese Hypothese eines zufälligen Ereignisses, das seine Entstehung verursacht, könnte auch erklären, warum das Größenverhältnis Mond: Erde im Vergleich zu den Größen von Satellit: Planet im Rest des Sonnensystems relativ groß ist.


Mondphasensimulator

Der "Mondphasensimulator" ist genau das, was sein Name vermuten lässt. Es ist ein Werkzeug, um den Ursprung der Mondphasen zu demonstrieren und die Namen und Positionen der acht großen Mondphasen zu lernen. Die Mondposition wird mit dem normalisierten Phasenindex (0-1), dem Phasenwinkel in Grad und den Tagen seit Neumond angezeigt. Außerdem wird der Winkel von der Sonne relativ zu der Position angezeigt, in der wir Sonne und Mond an unserem Himmel sehen würden. Dies ist eine spezifische Maßnahme, die in der Lunar Phases Lab Exercise for Astronomy (ASTR122) am JCCC verwendet wird.

Der Simulator bietet zwei Ansichten des Mondes: eine Ansicht von oben, die den Mond auf seiner Umlaufbahn um die Erde zeigt, und eine Ansicht des Mondes von der Erde aus gesehen. Die Zoomstufe und Ausrichtung der Hauptansicht von oben nach unten kann mit der Maus geändert werden

Die Geschwindigkeit der Simulation kann mit einem Schieberegler am oberen Bildschirmrand gesteuert werden, oder man kann auf die Schaltflächen links klicken, um den Mond in die Position für die ausgewählte Phase zu bringen. Wenn eine dieser Phasentasten gedrückt wird, wird die Simulation angehalten, sodass Zeit für Diskussionen und Beobachtungen bleibt. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Resume", um die Bewegungssimulation erneut zu starten.

Es gibt auch einen Horizontdiagrammsimulator, in dem der Benutzer die Tageszeit und die Mondphase anhand der Positionen von Sonne und Mond am Himmel relativ zum lokalen Horizont identifiziert.

Ich werde bald einige Lernaktivitäten entwickeln, die diese Simulation begleiten. Wenn ich das tue, werde ich sie hier als herunterladbare PDFs einfügen.


Mondmythen und Fakten zum Mondneujahr

Das Jahr des Pferdes beginnt heute mit dem chinesischen Neujahr, aber es gibt mehr vom Mond und seinem Mondzyklus, als man denkt.

Von Zeit zu Zeit bekomme ich interessante Fragen zu den Mondphasen. Hier ist ein Blick auf diese beliebten Mondfragen und ihre Antworten:

Wie lange dauert ein Vollmond?

Dies ist eine Frage, die überraschend häufig auftaucht.

Der tatsächliche Vollmondmoment – ​​die Zeit, in der der Mond der Sonne am Himmel gegenübersteht – kann in jedem Almanach gefunden werden. Einige Zeitungen (wie die New York Times) geben zusätzlich zum Datum auch die Uhrzeit an, zu der der Mond voll wird. Wir könnten dann sagen, dass der Mond offiziell nur für eine Minute "voll" ist! Der Vollmond des 15. Januar zum Beispiel trat um 23:52 Uhr auf. EUROPÄISCHE SOMMERZEIT. Im strengsten Sinne, eine Minute vor dieser Zeit war die Mondphase eine zunehmende Gibbous-Phase, eine Minute nach dieser Zeit war es eine abnehmende Gibbous-Phase. [Der Mond: 10 überraschende Fakten]

Und doch scheint der Mond für die meisten zufälligen Beobachter einige Tage vor und nach dem offiziellen Vollmonddatum voll zu sein!

Überraschenderweise lautet die Antwort "Nein!"

Die Mondscheibe kann nur zu 100,0 Prozent von der Erde beleuchtet erscheinen, wenn sie der Sonne am Himmel diametral gegenübersteht. Aber das ist natürlich unmöglich, denn in diesem Moment würde sich der Mond mitten im Erdschatten und in einer totalen Mondfinsternis befinden. Tatsächlich sollte in jedem Monat, in dem es keine Sonnenfinsternis gibt, irgendwo auf dem Mondrand während der Stunden, in denen der Mond eine "volle" Phase durchläuft, ein noch so kleiner Streifen Dunkelheit sichtbar sein ist nicht vollständig ausgeleuchtet, sondern ist in der Tat gewölbt oder leicht unrund. [Erstaunliche Fotos der totalen Mondfinsternis]

Wie lang ist also das Intervall, in dem der Vollmond perfekt rund erscheint? Oder anders gefragt, wie viele Stunden vor oder nach Vollmond erscheint es etwas weniger als Vollmond? Und wann lässt sich dieser Effekt erstmals mit dem Fernglas oder dem bloßen Auge feststellen?

Im Laufe einer Stunde scheint sich der Mond gegen die Hintergrundsterne mit ungefähr seinem eigenen scheinbaren Durchmesser oder etwa einem halben Grad ostwärts zu bewegen. Infolgedessen ändert sich der Mondphasenwinkel &ndash der Beleuchtungswinkel, den der Mond mit der Sonne macht, aber sehr langsam. Auf der Mondoberfläche entspricht dies nur etwa 10 Meilen, daher kann der Wechsel von einer vollständig beleuchteten Scheibe zu einer mit einer leichten Unrundheit eher subtil sein.

Dieser Test kann am Valentinstag, Freitag, 14. Februar, durchgeführt werden, wenn Vollmond um 23:53 GMT oder 18:53 Uhr auftritt. EUROPÄISCHE SOMMERZEIT. Für Europäer steht der Mond hoch am Süd-Südost-Himmel. Für Nordamerikaner wird der Mond entweder gerade aufgegangen sein oder der Mondaufgang wird höchstens weniger als ein paar Stunden entfernt sein.

Wenn der Mond etwa sieben Stunden später für Europäer untergeht, wird er dann für sie immer noch perfekt rund oder ein wenig außer Form erscheinen? Ungefähr zur gleichen Zeit nähert sich der Mond seinem höchsten Punkt am Himmel über Nordamerika. Nach etwa weiteren sechs oder sieben Stunden – oder mindestens einem halben Tag nach Vollmond – wird der Mond über Nordamerika untergehen. Bis dahin sollte der mit dem Fernglas sorgfältig genug hinsehende sicherlich in der Lage sein, einen leichten, wenn auch wahrnehmbaren Finsternisstreifen (den Terminator) am westlichen/rechten Rand des Mondes zu erkennen.

Warum wird der Halbmond als "Viertelmond" bezeichnet?

Der Begriff "Viertelmond" klingt zwar etwas unpassend, aber das fragliche "Viertel" bezieht sich nicht auf die Menge der von der Sonne beleuchteten Mondscheibe, sondern darauf, wie weit der Mond durch seine Zyklus der Phasen. Der Zyklus beginnt immer bei Neumond. Die Zeit, die es braucht, um von einem Neumond zum nächsten zu gelangen – oder die Zeit, die der Mond braucht, um die Erde einmal zu umkreisen, wobei die Sonne als Bezugspunkt verwendet wird – dauert durchschnittlich 29,53 Tage. Dies wird als "synodischer" Monat bezeichnet, abgeleitet vom Wort Synode, was "Treffen" bedeutet, denn bei Neumond "trifft" der Mond die Sonne. Wenn wir diesen Zeitraum von 29,53 Tagen in Quartale unterteilen würden, würde es (durchschnittlich) 7,38 Tage dauern, um von einem Quartal zum nächsten zu gelangen. [Der Vollmond: Warum es passiert und was es bedeutet (Video)]

Mit dem Neumond als Startpunkt würde es also 7,38 Tage dauern, um ein Viertel des synodischen Zyklus zu vollenden: das ERSTE Viertel. Es scheint dann ungefähr halb am Tag und halb in der Nacht zu leuchten. Es geht etwa 6 Stunden später als die Sonne (ein Viertel eines Tages) auf, um die Mittagszeit, und steigt am Nachmittag etwa einen halben Himmel (90 Grad oder ein Viertel eines Vollkreises) von der Sonne entfernt am Himmel empor. Gegen Sonnenuntergang erreicht er seinen höchsten Punkt am Himmel und strahlt in der ersten Nachthälfte.

Nach weiteren 7,38 Tagen (oder 14,76 Tagen nach Neumond) hätte unser natürlicher Satellit einen halben synodischen Monat durchlaufen. Jetzt steht der Mond der Sonne am Himmel gegenüber, wobei seine gesamte Scheibe mehr oder weniger vollständig beleuchtet ist. Wir könnten dies den Mond des "zweiten Viertels" nennen, haben uns aber stattdessen für den Spitznamen "Vollmond" entschieden.

Nach 7,38 Tagen nach Vollmond (oder 22,14 Tagen nach Neumond) erscheint der Mond wieder halb erleuchtet, aber jetzt geht er der Ankunft der Sonne um etwa sechs Stunden voraus, geht gegen Mitternacht auf und gegen Mittag unter. Einige bezeichnen dies als den Mond des "dritten Viertels", was er tatsächlich ist. Die meisten nennen dies jedoch die "letzte" Quartal, was genau genommen nicht der Fall ist. Der Begriff "letztes Viertel" sollte eigentlich reserviert werden, wenn der Mond das letzte Viertel seines synodischen Zyklus abgeschlossen hat. Da dieser Moment aber auch mit dem Beginn eines neuen synodischen Monats (dem nächsten Neumond) zusammenfällt, assoziieren wir das dritte Viertel des Mondes mit dem letzten Viertel. [Erklärte Mondphasen (Infografik)]

Naja … der letzte sichtbar Viertel sowieso.

Falsche Monddaten!

Gelegentlich bekomme ich eine E-Mail von einem Leser, der sagt, dass er etwas verwirrt ist. Ihre Lokalzeitung wird sagen, dass der Mond an einem bestimmten Datum zu einer bestimmten Phase eintrifft, und dennoch wird bei Bezug auf einen bestimmten Kalender oder Almanach das Datum dieser Phase für den folgenden Tag angegeben. Dies geschieht ein paar Mal im Jahr mit anderen Phasen auch. Warum die Diskrepanz?

Fast alle Kalenderhersteller und Zeitungen stützen die Mondphasendaten auf die Berechnungen des U.S. Naval Observatory. Genaue Mondphasendaten sind in der Tat von ihrer Abteilung für Astronomische Anwendungen für die Jahre 1700 bis 2035 erhältlich.

Eines jedoch übersehen nicht wenige Hersteller und Zeitungen. Alle vom Naval Observatory bereitgestellten Daten und Uhrzeiten werden in "Universal Time" (abgekürzt UT) angegeben, die manchmal umgangssprachlich als "Greenwich Mean Time" (abgekürzt GMT) bezeichnet wird. Die beiden Begriffe werden oft lose verwendet, um sich auf die Zeit zu beziehen, die auf dem Greenwich-Meridian (Längengrad Null) liegt. Wenn die Zeiten nicht in Ihre lokale Zeitzone umgerechnet werden, kann es daher vorkommen, dass Sie am Datum einer bestimmten Phase einen Tag frei haben. [Mondmeister: Mach das Mond-Quiz]

Im Fall des diesjährigen Erntevollmonds ist das Datum und die Uhrzeit des Vollmonds laut Naval Observatory der 9. September um 1:38 G.MT. Aus diesem Grund werden einige Kalender und Zeitungen diesen Vollmond wahrscheinlich als den 9. September angeben. Aber sie achten nicht darauf, die richtige Umrechnung für nordamerikanische Zeitzonen vorzunehmen.

In diesem Fall, zum Beispiel für Baltimore, tritt der Erntemond um 21:38 Uhr ein. EDT am 8. September, da die Greenwich Time vier Stunden vor der Eastern Daylight Time läuft. In Baltimore – und überall sonst in Nordamerika – tritt der September-Vollmond also vor Mitternacht des Vortages ein.

In welcher Nacht ist der diesjährige Juni-Vollmond?

Der Juni ist der Monat für Abschlussbälle und Hochzeiten, und viele haben zweifellos bereits ihre Kalender konsultiert, um besondere Ereignisse wie diese auf den Vollmond dieses Monats zu legen. Die meisten Amerikaner werden am Abend des 12. Juni Vollmond haben. Aber für diejenigen, die in der östlichen Zeitzone leben, tritt der Vollmond offiziell am 13. Juni um 12:11 Uhr Eastern Daylight Time ein.

Da die Mehrheit der Menschen, die sich nach draußen wagen, dies während der bequemen Abendstunden tut, werden diejenigen, die am 12. in den Himmel blicken, auf einen Mond blicken, der tatsächlich sehr "voll" erscheint. Die meisten Osteuropäer, die Kalender und lokale Zeitungen konsultieren, werden den 13. Juni jedoch als Vollmondnacht sehen. Aber wenn sie an diesem Abend gen Himmel blicken, werden sie nicht auf einen Vollmond blicken, sondern in Wirklichkeit auf einen abnehmenden gewölbten Mond! Der angekündigte "Vollmond" ist längst vorbei und der Mond für diese Nacht wird tatsächlich fast einen ganzen Tag nach dem Vollmond sein und sollte als solcher merklich aus der Form geraten.

Wenn Sie also dort leben, wo in den USA die Eastern Daylight Time (oder die Atlantik- oder Neufundlandzeit in Kanada) gilt, denken Sie daran: Wenn Sie möchten, dass Ihre spezielle Funktion mit einem echten "Vollmond" zusammenfällt, planen Sie sie auf Juni 12. nicht 13. Juni.

Das gilt besonders, wenn Sie an Triskaidekaphobie leiden – der Angst vor der Zahl 13 – denn der 13. Juni ist ein Freitag.


Was "Phasenwinkel" bedeutet

Ich werde Sie bitten, mir heute ein Geek-Fest zu gönnen. Wie jetzt wahrscheinlich offensichtlich ist, liebe ich es, mit Bilddaten von Raumfahrzeugen zu spielen. Ich suche immer nach Ausreden, um in Weltraum-Bildarchive einzutauchen, um Bilder von Dingen im Weltraum auszugraben, die noch nicht wirklich von vielen Menschen gesehen wurden.

Neulich, während ich mit dem neuesten Update der Cassini-Archive herumspielte, beschloss ich zu sehen, wie sich das Aussehen eines der Saturnmonde mit dem Phasenwinkel änderte. "Phasenwinkel" bedeutet den Winkel von der Sonne zum beobachteten Ziel und zum Beobachter - es ist im Grunde eine Zahl, die auf die beschreibenden Begriffe angewendet wird, die wir für Mondphasen wie Halbmond, Halbmond, Gibbus und Vollmond verwenden. Aber abgesehen davon, dass ich weiß, dass "voll" der Nullphase entspricht, "halb" einer Phase von 90 Grad und "neu" einer Phase von 180 Grad entspricht, habe ich festgestellt, dass ich kein gutes intuitives Gespür dafür hatte, was Monde sehen in verschiedenen Phasenwinkeln aus. Also dachte ich, ich würde mir ein paar Daten ansehen und eine Montage von Bildern in verschiedenen Phasen erstellen.

Ich dachte, ich fange mit einem der mittelgroßen Eismonde an und wähle Rhea, weil er relativ groß ist (was bedeutet, dass es viele Fotos mit anständiger Auflösung davon geben sollte) und weil sein Aussehen über den Globus ziemlich konstant ist – es -- hat weder Diones "wispy Terrain" noch Tethys' enorme Kluft. Geografische Merkmale lenken also nicht von dem ab, was ich zu sehen versuche, nämlich wie sich das Erscheinungsbild des Mondes mit wechselnder Phase ändert. Ich habe versucht, bei jedem Schritt von 10 Grad der Phase ein Bild von Rhea herauszuziehen. Cassini hat es natürlich nicht bei jedem möglichen Phasenwinkel gesehen, also bin ich nicht in allen Fällen zu perfekten Vielfachen von 10 gekommen, aber ich bin ziemlich nah dran:

Phasen von Rhea Der Winkel von der Sonne zu einem Mond zum Beobachter wird "Phasenwinkel" genannt. Diese Montage zeigt Saturns Mond Rhea, wie er von Cassini durch einen klaren Filter in verschiedenen Phasenwinkeln gesehen wird. Die Größe der Bilder wurde auf eine konstante Pixelskala geändert und so gedreht, dass der Terminator nach oben und unten ausgerichtet ist. Die Bilder tasten eine Vielzahl von Breiten- und Längengraden ab. Bild: NASA / JPL-Caltech / SSI / Montage von Emily Lakdawalla

Diese Bilder sind kalibriert, sodass sie korrekt zeigen, wie sich die Helligkeit von Rhea mit der Phase ändert – bis zu einem gewissen Punkt (mehr dazu gleich). Es sollte keine Überraschung sein, dass Rhea bei Nullphase am hellsten erscheint und dunkler wird, wenn Sie zu einem immer kleineren Halbmond gelangen. Bei einer Phase von 138 Grad ist es wirklich sehr dunkel. Ich habe ein anderes Bild bei höherer Phase gefunden, aber der Halbmond war im Grunde unsichtbar, also habe ich beschlossen, es nicht aufzunehmen.

Aber Rhea ist auf seiner gesamten Oberfläche nicht völlig gesichtslos. Tatsächlich gibt es, wie bei allen Eismonden des Saturn, eine starke Beziehung zwischen Längengrad und Oberflächenhelligkeit: Seine führende Hemisphäre ist heller – und blauer – als seine hintere Hemisphäre, dazu gibt es schöne Karten auf Paul Schenks Blog. Laut Anne Verbiscer ist Rhea auf seiner führenden Hemisphäre etwa eine viertel Größenordnung heller als auf seiner hinteren Hemisphäre (dieses Verhalten variiert mit der Wellenlänge). Da ich die Auswirkungen von Breiten- und Längengrad hier völlig ignoriert habe -- einige der Bilder sehen auf die führende Hemisphäre, einige auf die hintere Hemisphäre, einige von Süden und einige von Norden aus -- gibt es einige Bilder in der Sequenz, die heller aussehen oder dunkler, als wenn ich Breite und Länge konstant hätte halten können.

Cassini hat weit über 200.000 Bilder vom Saturn-System zurückgegeben, aber es hat nicht jeden Mond auf jedem Breiten- und Längengrad in jedem möglichen Phasenwinkel vermessen. Wir tun unser Bestes mit dem, was wir haben, und hoffen immer, mehr Daten zu erhalten. Wenn Sie sich jemals gefragt haben, was es mit Cassini auf sich hat, immer mehr Bilder von den Monden zu bekommen, deshalb -- Cassini wird niemals jede mögliche Kombination von Breitengrad, Längengrad und Phase vollständig abtasten ein vollständigeres Bild des photometrischen Verhaltens des Mondes, das uns sagt, woraus seine Oberfläche besteht und wie sie von Ort zu Ort variiert.

Das war eine interessante Übung für Tethys oder Dione oder Mimas, die wahrscheinlich keine weiteren Überraschungen bringen würde. Aber was ist mit Titan, dem Mond mit einer Atmosphäre? Wie sein Aussehen mit dem Phasenwinkel variiert, ist ziemlich unterschiedlich. Hier ist die entsprechende Montage für Titan:

Phasen von Titan Der Winkel von der Sonne zu einem Mond zum Beobachter wird "Phasenwinkel" genannt. Diese Montage zeigt Saturns Mond Titan, wie er von Cassini durch einen klaren Filter in verschiedenen Phasenwinkeln gesehen wird. In Hochphasen wird das Sonnenlicht durch die Atmosphäre nach vorne gestreut, wodurch sie sich ringförmig um den Mond aufhellt. Die Größe der Bilder wurde auf eine konstante Pixelskala geändert und so gedreht, dass der Terminator nach oben und unten ausgerichtet ist. Die Bilder tasten eine Vielzahl von Breiten- und Längengraden ab. Bild: NASA / JPL-Caltech / SSI / Montage von Emily Lakdawalla

Der offensichtlichste Unterschied zwischen Titan und Rhea ist, was bei hohen Phasenwinkeln passiert. Sie marschieren von links nach rechts und sehen, wie Titan von einer verschwommenen vollen zu einer gewölbten zu einer halben zu einer sichelförmigen Phase wechselt, aber was passiert dann bei Phasen über 150 Grad? Wir sehen Titans Atmosphäre, die den Mond umgibt und von der Sonne hinterleuchtet wird. Genau wie die F- und E-Ringe von Saturn ist die Atmosphäre von Titan voll von sehr kleinen Partikeln, die das Licht "vorwärts streuen", was bedeutet, dass es bei den höchsten Phasenwinkeln am hellsten erscheint. Sie können sogar sehen, wie die Sonne die Atmosphäre auf einer nächtlichen Seite des Mondes erhellt. Die Oberfläche von Titan ist dunkel, weil die Atmosphäre einen Großteil des auf sie auftreffenden Sonnenlichts absorbiert, streut und reflektiert, aber ein Teil dieses gestreuten Sonnenlichts wird in den Nachthimmel gestreut und gibt Orten auf Titans Oberfläche bei jeder titanischen Morgendämmerung eine sehr lange Dämmerungsperiode und Dämmerung.

Eine andere Sache, auf die Anne mich hingewiesen hat, ist, dass im Gegensatz zu Rhea bei Phasen unter 90 Grad die Helligkeit von Titan überhaupt nicht mit der Phase variiert. Die phasenabhängige Helligkeit von Rhea ist größtenteils ein Produkt von Schatten – wenn wir Rhea bei höheren Phasenwinkeln betrachten, sehen wir viele schattige Seiten von topographischen Merkmalen. Titans Atmosphäre ist zu dieser Art von Selbstabschattung nicht in der Lage, daher variiert ihre Helligkeit nicht mit der Phase, bis Sie hohe Phasenwinkel erreichen, bei denen die Vorwärtsstreuung einsetzt.

Sie fragen sich vielleicht, warum die Titan-Bilder bei 12 Grad statt bei Null beginnen. Die Antwort ist, dass Cassini Titan noch nicht in der Phase nahe Null gesehen hat. (Eigentlich sagt mir Jason Perry, dass es Titan letzten Monat in einer Phase nahe Null gesehen hat, aber diese Bilder sind noch nicht im öffentlichen Archiv.) Ich vermute, dass dies nicht daran liegt, dass das Team sich nicht darum kümmerte, Titan zu sehen bei Nullphase liegt es eher an der Orbitalmechanik. Titan ist der einzige Mond, den Cassini für schwerkraftunterstützte Anpassungen seiner Flugbahn verwenden kann. Daher werden die geometrischen Umstände, unter denen es sich Titan nähert, durch die Form von Cassinis Umlaufbahn eingeschränkt. Es ist nur nicht sehr oft vorgekommen, dass die Begegnungsgeometrie, die für Cassinis Orbitalanpassungen erforderlich ist, es Cassini ermöglicht hat, Titan in niedrigeren Phasen zu betrachten. Die anderen Monde kreisen unabhängig von Cassinis Bahn, so dass zufällige Fernbeobachtungsmöglichkeiten eine ziemlich vollständige Phasenabdeckung der anderen Monde erzeugt haben. Anne sagte mir, dass es nicht viel über Titans Atmosphäre aus der Nullphase zu lernen gäbe, was zu dem beiträgt, was wir aus Beobachtungen aus anderen Winkeln gelernt haben, aber die Oberfläche ist eine andere Sache, sagte sie, dass "Niedrigphasen-VIMS-Beobachtungen" verraten einiges über die Oberfläche."


Thema: Begrenzungswinkel des Halbmonds

Willkommen bei BAU, hirov! Interessante Frage, die strittig werden kann.

Was Sie als Trennzeichen bezeichnen, wird hauptsächlich durch den Sonnenstand bestimmt - er steht mehr oder weniger senkrecht zur Linie zwischen Mond und Sonne. Folglich sind es ca. senkrecht zur Ekliptik, die an diesen Abenden nach Süden geneigt war, so dass diese Begrenzungsspitze nach Norden ragte.

ETA: Der Winkel der Ekliptik zu einem Beobachter hängt vom Breitengrad ab. Ich habe vor einer Woche die Himmelskarte überprüft, 10N, und sie zeigt, dass der Mond ein paar Grad nach oben und links geneigt ist! In meinem Breitengrad ist es ein paar Grad nach oben und rechts. In höheren Breitengraden noch weiter oben und rechts.

Jean Meeus hatte ein interessantes Kapitel über dieses Phänomen in seinem vierten Mathematische Astronomie Morsels Buch. Kapitel 4, "Der Mond als Boot": Das heißt, die Mondsichel liegt auf dem Rücken am Horizont mit den Hörnern gerade nach oben.
Wenn der Neumond die Sonne passiert, können seine Hörner in jedem Winkel stehen, aber er ist zu diesem Zeitpunkt im Allgemeinen unsichtbar, sowohl wegen der Blendung als auch wegen seines extrem engen Phasenwinkels. Also machte Meeus einige vernünftige Annahmen über den notwendigen Abstand zwischen Sonne und Mond, bevor die Sichel sichtbar werden konnte.
Der Effekt hängt stark vom Breitengrad ab: In niedrigen Breitengraden ist es sehr üblich, dass der Halbmond auf dem Rücken (oder der Vorderseite) liegt, da der Mond in diesen Breitengraden mit seiner Nord-Süd-Achse grob am Horizont auf- und untergeht. Je höher der Breitengrad, desto stärker beeinflusst der Breitengrad die wahrgenommene Neigung der Mondsichel und desto extremer muss der Beleuchtungswinkel sein, um den Breitengradeffekt "zu rückgängig zu machen".
Meeus stellte fest, dass sein "Mond als Boot"-Phänomen bei Breiten über 50 Grad nicht zu sehen war.
Anschließend suchte er im nächsten Jahrzehnt an verschiedenen Orten nach dem Phänomen. Ein Beispiel fand er in Paris (16. März 2010) und Toronto (22. Februar 2012) und viele Beispiele verstreut über die USA. Südlich von 34 Grad erhielt er sehr lange Listen von "Treffern": Das Phänomen ist in diesen Breiten ausreichend verbreitet, um unauffällig zu sein.

Dies scheint ein guter Ort für diese Frage zu sein. Ich habe mehrere Recherchen dazu durchgeführt und wenig bis nichts gefunden.

Ich habe "gehört / gesehen", dass es "reflektierende Winkel" gibt, bei denen wir "angenommene" Reflexionen von Lichtstrahlen vom Mond sehen, die "angeblich" unmögliche Winkel für Photonen sind, um auf die Erde zu reflektieren. Hat jemand etwas dazu?


Phasenwinkel (Astronomie)

Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Phasenwinkel bei astronomischen Beobachtungen ist der Winkel zwischen dem auf ein beobachtetes Objekt einfallenden Licht und dem vom Objekt reflektierten Licht. Im Zusammenhang mit astronomischen Beobachtungen ist dies meist der Winkel Sonne-Objekt-Beobachter.

Bei terrestrischen Beobachtungen ist "Sonnenobjekt-Erde" oft fast dasselbe wie "Sonnenobjekt-Beobachter", da der Unterschied von der Parallaxe abhängt, die bei Mondbeobachtungen bis zu 1° . betragen kann , oder zwei Vollmonddurchmesser. Mit der Entwicklung der Raumfahrt sowie hypothetischen Beobachtungen von anderen Punkten im Weltraum aus wurde der Begriff des Phasenwinkels unabhängig von Sonne und Erde.

Die Etymologie des Begriffs hängt mit dem Begriff der planetaren Phasen zusammen, da die Helligkeit eines Objekts und seine Erscheinung als "Phase" eine Funktion des Phasenwinkels ist.

Der Phasenwinkel variiert von 0° bis 180°. Der Wert von 0° entspricht der Position, an der der Illuminator, der Beobachter und das Objekt kollinear sind, wobei sich der Illuminator und der Beobachter auf derselben Seite des Objekts befinden. Der Wert von 180° ist die Position, an der sich das Objekt zwischen dem Illuminator und dem Beobachter befindet, bekannt als untere Konjunktion. Werte von weniger als 90° repräsentieren Rückstreuwerte von mehr als 90° repräsentieren Vorwärtsstreuung.

Bei einigen Objekten wie dem Mond (siehe Mondphasen), Venus und Merkur deckt der Phasenwinkel (von der Erde aus gesehen) den gesamten Bereich von 0�° ab. Die überlegenen Planeten decken kürzere Reichweiten ab. Für den Mars beträgt der maximale Phasenwinkel beispielsweise etwa 45°.

Die Helligkeit eines Objekts ist eine Funktion des Phasenwinkels, der im Allgemeinen glatt ist, mit Ausnahme der sogenannten Oppositionsspitze in der Nähe von 0°, die Gasriesen oder Körper mit ausgeprägter Atmosphäre nicht beeinflusst, und wenn das Objekt schwächer wird als die Winkel nähert sich 180°. Diese Beziehung wird als Phasenkurve bezeichnet.


Mondphasenwinkel - Astronomie

Dieser Simulator demonstriert die Übereinstimmung zwischen der Position des Mondes auf seiner Umlaufbahn, seiner Phase und seiner Position am Himmel eines Beobachters zu verschiedenen Tageszeiten.

Das obere linke Feld zeigt die Orbit-Visualisierung. Der Mond kann herumgezogen werden, um seine Position zu ändern, und die Erde kann herumgezogen werden, um seine Drehung zu ändern. Sie können auch die Animations- und Zeitsteuerung Panel, um die Simulation zu steuern.

Das Mond Phase Panel zeigt, wie der Mond von der Erde aus erscheinen würde, wenn die Geometrie im Visualisierungspanel angezeigt wird. Das Horizontdiagramm Panel zeigt, wie der Himmel für die auf dem Globus stehend dargestellte Strichmännchen aussehen würde. Beachten Sie, dass dieses Horizontdiagramm von einem Beobachter in den mittleren nördlichen Breiten ausgeht (z. B. den kontinentalen USA).

Überprüfen der Winkel anzeigen Kontrollkästchen in der Diagrammoptionen Panel zeigt den Elongationswinkel des Mondes im Visualisierungspanel sowie das Horizontdiagramm an. Mit der Mondlandmarkenoption können Sie einen Referenzpunkt auf der nahen Seite des Mondes sehen, der auch in der Mond Phase Tafel. Die Zeitmarkierungen zeigen die Tageszeit für verschiedene Positionen rund um den Globus an.

Sie können feststellen, dass die Mond Phase und Horizontdiagramm Platten haben eine Anzeigen Ausblenden Taste. Diese Funktion kann nützlich sein, wenn Sie den Simulator als Demonstrationswerkzeug im Klassenzimmer verwenden. Für die Beantwortung von Fragen im Schülerleitfaden sollten Sie die angezeigten Panelinhalte beibehalten.


Die Mondphasen verstehen

Der Mond und seine Aktivität sind sehr beliebte Themen bei der Bauernalmanach. Besonders bei Vollmond wird es hier richtig spannend. Aber wir wissen, dass es für viele Leute ein wenig verwirrend sein kann, wenn es um diese riesige Melone am Himmel geht. Hier ist ein Crashkurs zum Verständnis des Mondzyklus.

Den Mondzyklus verstehen

Erstens befindet sich der Mond in einem 30-Tage-Zyklus, wenn er die Erde umkreist. Eigentlich dauert die gesamte Reise 29,53 Tage, um genau zu sein, und wird von einem „Neumond“ zum nächsten gemessen.

Die Mondphasen

Hier werden wir jede der 8 Phasen des Mondes aufschlüsseln, während er sich um die Erde dreht. Beziehen Sie sich auf die entsprechenden nummerierten Phasen im Diagramm oben in diesem Artikel, um weiterzumachen.

  1. Neumond. Wenn wir uns in der “Neu” Mondphase befinden, ist der Mond aus unserer Perspektive nicht sichtbar, da er sich zwischen Sonne und Erde befindet. Der Teil des Mondes, der tatsächlich Sonnenlicht bekommt, ist die Rückseite des Mondes, die Hälfte, die wir nicht sehen können. Es wird Neumond genannt, weil es der Beginn des Mondzyklus ist. Drücken Sie den „Reset-Knopf“ und lassen Sie die 30-Tage-Umlaufbahn beginnen!
  2. Zunehmender Mond – Nach dem Neumond setzt der Mond seine Reise um die Erde fort und wird auf seinem Weg zum Vollmond sichtbar. Der sonnenbeschienene Anteil nimmt zu. Eine Mondsichel ist leicht zu erkennen, da sie wie ein Splitter am Himmel aussieht. Wachsen = Wachsen in der Beleuchtung.
  3. Mond im ersten Viertel. Dieser verwirrt viele Leute. In diesem Fall wird der Begriff verwendet, weil der Mond im erstes Viertel des 30-Tage-Zyklus, aber es erscheint halb voll. Die Monde des ersten und des letzten Viertels (beide “Halbmonde” genannt) treten auf, wenn der Mond in einem 90-Grad-Winkel in Bezug auf Erde und Sonne steht. Wir sehen also genau die Hälfte des Mondes, die vom Licht der Sonne getroffen wird.
  4. Waxing Gibbous Immer noch wachsend, während wir uns dem Vollen nähern. Mehr als die Hälfte des Mondes wird von der Sonne beleuchtet. Gibbous = mehr als die Hälfte. Wachsen = Wachsen in der Beleuchtung.
  5. Vollmond. The full Moon comes about 15 days (14.8 to be exact) after the New Moon, the mid-point of the cycle (half of 30 = 15). The Moon is now in alignment with the Earth and Sun again, just as in the New Moon phase, but this time, the Moon is on the opposite side of Earth, so the entire portion of the Moon that is lit by the Sun is facing us. After this phase, which lasts only an instant,visibility starts decreasing.
  6. Waning Gibbous – Waning = decreasing in illumination as we head toward the darkness of the next New Moon. Gibbous = more than half.
  7. Last Quarter Moon (sometimes called the Third Quarter Moon). This is when the Moon completes the third quadrant of its phase cycle, about 22.1 days after the New Moon phase. And, as in #3, it looks like a half Moon to us again, except this time, it’s heading toward the New Moon phase (disappearing) instead of growing toward the full Moon phase.
  8. Waning Crescent – The Moon is a little sliver of a crescent, just as in #2, but the illuminated part is decreasing. Waning = decreasing in illumination. Now, the illuminated crescent is facing the opposite direction as when it was a waxing crescent (see #2).

If you look in the sky and see a crescent or gibbous Moon, you would be able to tell if it is in the waxing or waning phase by the direction it’s curving.

Two terms to memorize:

Waxing = Growing in illumination

Waning = Shrinking in illumination

Da hast du es also. We’re happy to answer any questions to help you understand this fascinating and complex changes in Earth’s satellite. Just leave them in the comments below.

Want to see the whole process in animation using real images of the Moon? Watch this amazing video courtesy of NASA: