Hur uppstår en månförmörkelse?

Drakpunkter och umbra: Allt om himmelsmekaniken bakom månförmörkelsens magi.

En månförmörkelse är ett av de mest estetiskt tilltalande fenomenen man kan skåda på himlen. Få kan säga att de aldrig har sett en total månförmörkelse. Ändå är denna typ av förmörkelse ganska ovanlig, eftersom man kan observera högst två sådana per år.

Varför är det så att solförmörkelser och månförmörkelser sällan ses av en och samma person? Det är en relevant fråga med ett enkelt svar: Medan man kan observera månförmörkelser på hela jordens nattsida, är en total solförmörkelse mycket lokalt begränsad, eftersom området där man ser förmörkelsen kanske bara är 100 kilometer brett. Idag är en månförmörkelse främst av begränsat vetenskapligt värde. Låt dig helt enkelt förtrollas av detta fenomen.

En månförmörkelse blir ett mycket större nöje när man förstår orsakerna bakom. Hur uppstår en sådan förmörkelse? En månförmörkelse kan i grund och botten endast inträffa vid fullmåne. Man skulle kunna tänka sig att det, eftersom det är fullmåne varje månad, också borde vara en total månförmörkelse varje månad.

Tyvärr är det inte riktigt så enkelt. Månens bana lutar nämligen fem grader i förhållande till jordens bana. I princip kan man säga att månen löper snett i sin omloppsbana. När solen lyser på jorden kastar vår runda planet en skugga i form av en kon ut i rymden, som sträcker sig ungefär 1,4 miljoner kilometer ut. Vid konens yttersta spets smalnar skuggan av.

Under en vanlig fullmånefas ser vi ingen förmörkelse. En förmörkelse inträffar endast när fullmånen befinner sig nära skärningspunkten mellan månens och jordens banplan. Denna skärningspunkt kallas också för nodpunkt eller drakpunkt. För att en total förmörkelse ska kunna inträffa måste fullmånen passera genom jordens kärnskugga. Av den anledningen är endast cirka 30% av förmörkelserna totala; de övriga är antingen partiella eller sker i halvskugga (penumbra).

Jordens kärnskugga (umbra) har vid månens avstånd en diameter på ungefär 10 000 kilometer. Det är cirka tre gånger månens diameter; därför varar en total förmörkelse maximalt strax över 100 minuter. Längden varierar dock, eftersom månen ofta befinner sig vid kärnskuggans övre eller nedre rand, och då brukar förmörkelsen inte vara lika långvarig. Även om den partiella fasen är intressant, uppstår den verkligt fascinerande upplevelsen först vid en total förmörkelse.

För denna hänförande syn har vi jorden att tacka. Det är därför vi inte ser månen som svart och dunkel, vilket skulle göra den ointressant, utan ofta i nyanser av brunt eller rostigt röd. Detta beror på hur vår jordatmosfär bryter solstrålarna. Medan den blå delen av ljuset sprids i atmosfären, bryts den röda delen av ljuset. Detta är precis vad vi ser på den helt förmörkade månen. Ett verkligt ovanligt förtrollande fenomen!

Totala månförmörkelser sker inte varje år. Ofta får vi nöja oss med partiella förmörkelser istället. Detta inträffar när vår fullmåne befinner sig en bit ifrån nodpunkten, närmare bestämt på ett vinkelavstånd på mellan fyra och nio grader. Då snuddar månen endast vid en del av jordens skugga. Även om det inte är lika fascinerande som en total förmörkelse, är detta fenomen ändå sevärt.

Om månen befinner sig längre än nio grader från nodpunkten, träffar den inte kärnskuggan längre, utan bara halvskuggan, som sträcker sig ut i rymden i kägelform. Medan månens ljusstyrka under en total förmörkelse ligger på en magnitud av ungefär 2, märker man knappast av en halvskuggeförmörkelse om man inte är mycket uppmärksam. En halvskuggeförmörkelse är därför mindre imponerande.

Vid en månförmörkelse finns det olika kontaktpunkter som markerar övergången till en ny fas. Dessa är:

• Inträde i halvskuggan
• Inträde i kärnskuggan
• Starten av totaliteten
• Slutet på totaliteten
• Utgång ur kärnskuggan
• Utgång ur halvskuggan

Som tidigare nämnts är halvskuggans faser inte särskilt lockande att observera. Det intressanta börjar i och med inträdet i kärnskuggan. Man bör tänka sig kärnskuggan som relativt diffus och inte skarpt avgränsad, eftersom skuggan i princip är en avbildning av jordens atmosfär som ju inte heller är skarpt avgränsad. Här är det lämpligt att plocka fram kameran och antingen använda ett teleobjektiv eller ett teleskop för att fotografera månen. Om du använder en digital systemkamera får du, med en brännvidd på cirka 1200 mm, månen nästan i fullformat på sensorn. Om du däremot använder en webbkamera eller en liknande kamera med mycket mindre sensor, rekommenderas en mycket kortare brännvidd, runt 280 mm.

Det som är spännande under den totala fasen är att månens rödaktiga färg inte alltid behöver vara densamma, utan kan se helt annorlunda ut från gång till annan. Orsaken är som nämnts att det röda, långvågiga ljuset sprids av jordens atmosfär. Utifrån färgen kan man ungefärligt avgöra om jordens atmosfär är förorenad eller inte. Efter stora vulkanutbrott kan till exempel en månförmörkelse se mycket mörkröd eller till och med brunaktig ut. Detta är ett intressant fenomen som en observatör kan försöka bedöma. Enligt astronomen A. Danjon finns det en skala som definierar intensiteten av förmörkelsens färgton.

• L0 = mycket mörk förmörkelse (månen mycket grå till osynlig)
• L1 = mörk förmörkelse (månen mer brun än röd, nästan inga detaljer synliga)
• L2 = roströd förmörkelse (månen har en mörk mitt och ljusare kant)
• L3 = tegelröd förmörkelse (månen ljusare än vid L2, denna gång med nästan gulaktig kant)
• L4 = kopparfärgad (mycket ljus månförmörkelse, som ibland framträder orange, ofta med en blåaktig rand synlig)

Dessutom kan det vara intressant att bestämma månens ljusstyrka under förmörkelsens gång. Detta kan man göra ganska enkelt genom att använda sig av en kikare för att uppskatta ljusstyrkan. Istället för att titta på månen på vanligt sätt vänder du kikaren och tittar in i objektivöppningarna. På detta sätt framställs månen visuellt mycket mindre, vilket underlättar uppskattningen av ljusstyrkan, eftersom månen på detta sätt krymper till cirka 180" (beroende på okularets brännvidd). För detta införskaffar du enkelt de skenbara ljusstyrkorna från olika stjärnor som är synliga på himlen under månförmörkelsen.

Förmörkelsens storlek är en faktor som ofta anges i årsböcker. Här avses månens inträngningsdjup i jordskuggan. Om storleken är 1 har vi en total månförmörkelse. Är den däremot mindre än 1, som till exempel 0,9 eller 0,7 är månförmörkelsen endast partiell.

Ibland kan storleken även anges som 1,8. I detta fall har månen träffat mitt i prick och följer sin bana exakt genom kärnskuggans centrum. Med tanke på att kärnskuggan är rund beror den totala förmörkelsens längd på månens position i förhållande till kärnskuggan. Den maximala längden är här 1 ¾ timme.

Fullmånen är sällan föremål för astrofotografering, eftersom intressanta strukturer bäst observeras vid gränsen mellan ljus och skugga.

Det stora undantaget är månförmörkelser. Vanligtvis används färgkameror för att kunna fånga det attraktiva färgspelet.

En 1,25-tums kameraadapter krävs för att ansluta din digitala systemkamera till teleskopet. Den kan skruvas på framtill. För månförmörkelsen behövs endast den främre delen i kombination med en T-ring. Teleskopets brännvidd bör inte överstiga 2000 millimeter.