Mondfinsternis - MoFi - Halbschatten - September 2015 - 28.09.2015 - Mondfinsternis 2015
DIE RÜCKKEHR DES ROTEN MONDES

TOTALE MONDFINSTERNIS AM 28.09.2015

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Früher Nachweis des Halbschattens bei der Mondfinsternis am 28.09.2015

Einführung Methodische Überlegungen Auswertung Diskussion

Einführung

Als Faustregel gilt, dass eine Halbschattenfinsternis überhaupt nur dann zu bemerken ist, wenn der Mond mit knapp 2/3 seines Durchmessers (Magnitude etwa 0.6, entspricht rund der Hälfte seiner Fläche) in den Halbschatten der Erde eindringt. Mehrere Beobachter, wie z.B. Wolfgang Vollmann haben das nach der totalen MoFi vom 09.11.2003, die unter optimalen Bedingungen zu beobachten war, bestätigen können. Gleiches konnte der Autor dieser Zeilen seit 2003 mehrfach selber beobachten. Die Abschattung war auf Digitalfotos zwar stets deutlicher zu sehen als mit bloßem Auge oder mit dem Fernglas, aber interessanterweise nicht länger. Andere Beobachter wie Stephan Heinsius und Mikhail Maslov kamen bei der Halbschattenfinsternis am 14./15.03.2006 zu ähnlichen Ergebnissen.
Für die Beobachtung Partieller oder Totaler Mondfinsternisse kann man ableiten, dass der Sichtbarkeitsbeginn der Halbschattenphase zeitlich in der Mitte zwischen dem 1. und dem 2. Kontakt liegt.
Angeregt durch einen Beitrag von Sky & Telescope sowie Diskussionen in Mailinglisten und Astroforen gelang bei der mit bloßem nicht beobachtbaren MoFi (Halbschatten-Magnitude lediglich 0.42) vom 06.08.2009 zahlreichen Amateurastronomen der fotografische Nachweis des Halbschattens. Dabei kam vor allem ein Auswertungsverfahren zum Einsatz, bei dem vor (oder nach) der Finsternis angefertigte Fotos in einem Grafikprogramm mit solchen überlagert werden, die gegen Finsternismitte aufgenommen wurden. Durch Differenzbildung oder Abgleich einzelner Farbkanäle wird der Halbschatten der Erde sichtbar. Diese Methode ist sehr empfindlich und ermöglicht sogar den Nachweis von Halbschattenfinsternissen mit noch deutlich geringerer Magnitude als 0.4 [1]. Details zu den Auswertungsmethoden finden sich in unserem Bericht von der MoFi am 06.08.2009 und den darin enthaltenen weiterführenden Links.
Der Nachweis von Halbschattenfinsternissen mit geringer Magnitude war auch vor der Einführung der digitalen Fotografie durchaus möglich, und zwar durch kontrastreiche Abzüge chemischer Bilder [2].
[1] Kampschulte, Tobias: MoFi-Extremsport am 24. Juni 2002. VdS-Journal II/2003, 28-29.
[2] Dorst, Friedhelm: Beobachtung der Mond-Halbschattenfinsternis vom 26. August 1980. Sterne und Weltraum 1981/5, 195.

Methodische Überlegungen

Für den erfolgreiche Nachweis einer geringen Halbschatten-Magnitude bedarf es nachstehender Voraussetzungen und Arbeitsweisen:
- Der Mond sollte möglichst hoch am Himmel stehen
- Er sollte seine Horizonthöhe während der Zeit, in der die Aufnahmen angefertigt werden, nicht allzu sehr verändern
- Der Himmel sollte eine möglichst gute Transparenz besitzen
- Eine Finsternis, bei der der Mond sich in erdnaher Position befindet, ist vorzuziehen, weil dann bereits bei geringer Halbschatten-Magnitude eine vergleichsweise starke Annäherung des Mondes an den Kernschatten erfolgt.
- Der Eintritt in den Halbschatten (bzw. Austritt) sollte möglichst im Bereich der hellen Hochländer des Mondes stattfinden.
- Die Aufnahmen sollten mit möglichst großer Brennweite angefertigt werden
- Alle Aufnahmen müssen mit exakt identischen Kameraeinstellungen angefertigt werden
- Unmittelbar vor dem Halbschatteneintritt bzw. unmittelbar nach dem Halbschatten-Austritt muss ein Vergleichsfoto angefertigt werden.
Bis auf einen Punkt - der Halbschatteneintritt erfolgte im Bereich der dunklem Tiefländer (Maria) des Mondes - waren alle Voraussetzungen während der einleitende Halbschattenphase der Totalen Mondfinsternis am 28.09.2015 an unserem Beobachtungsort gegeben. Die gewünschte hohe Brennweite (1200 mm) wurde durch den Einsatz einer Superzoom-Kamera (Sony DSC-HX400V) sichergestellt. In Anbetracht der weiter oben zitierten Arbeit von Dorst und der gegenüber 2009 (damals nur 504 mm) deutlich höheren Objektiv-Brennweite wurde für die Auswertung der Rohbilder nicht die Überlagerungsmethode, sondern die schneller und einfacher durchzuführende Kontrasterhöhung gewählt.

Auswertung

Wenige Minuten vor dem Eintritt des Mondes in den Halbschatten (02:14 MESZ) wurde um 02:10 MESZ eine schattenfreie Vergleichsaufnahme angefertigt. Während der folgenden Halbschatten-Phase wurden mit identischen Kameraeinstellungen weitere Fotos gewonnen, von denen 4 zur Auswertung kamen. Die Daten zu allen 5 Aufnahmen können der nachstehenden Tabelle entnommen werden.
Tabelle: Daten zu den ausgewerteten Aufnahmen.
Im ersten Bearbeitungschritt wurde der Mond mit dem frei erhältlichen und weit verbreiteten Bildbearbeitungsprogramm Irfanview in allen Aufnahmen ausgeschnitten, woraus eine Bildgröße von 3468*3468 Pixeln resultierte. Die Fotos wurden anschließend in Graustufen unkomprimiert abgespeichert. Für die nachstehende Darstellung wurden Sie auf 800*800 Pixel verkleinert.
Fotoserie 1: Aufnahmen in Graustufen abgespeichert, sonst unbearbeitet. Bitte klicken Sie auf die Fotos, um diese in 800*800 px Größe anzuschauen.
In der oben dargestellten Serie ist der Halbschatten in der dritten Aufnahme von 02:37 MESZ, also bei einer Halbschattenmagnitude von 0.41, erstmals erahnbar. Die ersten Nachweise mit bloßem Auge erfolgten gegen 02:45 MESZ bei einer Halbschattenmagnitude von knapp 0.6. Etwa zu diesem Zeitpunkt ist der Halbschatten auch fotografisch (4. Aufnahme) eindeutig sichtbar.
Im nächsten Schritt wurden die Fotos erneut in Irfanview geladen und dort der Kontrast vom Ausgangswert "0" jeweils auf den Wert "100" angehoben. Für die nachfolgende Darstellung wurden Sie wiederum auf 800*800 Pixel verkleinert.
Fotoserie 2: Aufnahmen in Graustufen abgespeichert und kontrastverstärkt. Bitte klicken Sie auf die Fotos, um diese in 800*800 px Größe anzuschauen.
Auf den kontrastverstärkten Bildern ist der Halbschatten bereits in der zweiten Aufnahme von 02:28 MESZ, also bei einer Halbschattenmagnitude von 0.26, undeutlich erkennbar.
Um den Halbschatten noch stärker herauszuarbeiten, wurde für eine weitere Auswertungserie zusätzlich zur Kontrastverstärkung (erneut auf den Wert "100" ) der Gammawert vom Ausgangswert "1.0" jeweils auf den Wert "0.5" reduziert. Für die nachfolgende Darstellung wurden die Bilder erneut auf 800*800 Pixel verkleinert.
Fotoserie 3: Aufnahmen in Graustufen abgespeichert, kontrastverstärkt und gamma-reduziert. Bitte klicken Sie auf die Fotos, um diese in 800*800 px Größe anzuschauen.
Auf den doppelt bearbeiteten Bildern ist der Halbschatten in der zweiten Aufnahme von 02:28 MESZ, also bei einer Halbschattenmagnitude von 0.26, deutlich sichtbar.

Diskussion

Die Auswertung zeigt, dass sich der Halbschatten bei Einsatz hoher Brennweiten bereits mit einfachen Bildverarbeitung frühzeitig nachweisen lässt. Die hier einwandfrei nachgewiesene Halbschatten-Magnitude von 0.26 liegt nur wenig über der von Kampschulte (2003) mit der aufwendigeren Überlagerungsmethode nachgewiesenen von 0.21. Eine Magnitude von 0.26 konnte bei der Halbschatten-MoFi am 19.10.2013 nur durch eine Kombination von Kontrast- und Differenzmethode sicher erkannt werden.
Die Frage, ob mit der einen oder anderen Methode noch geringere Magnituden detektierbar sind, muss vorerst offenbleiben, da die erste Aufnahme nach Finsternisbeginn erst um 02:28 MESZ bei vorgenannter Magnitude angefertigt wurde. Nach der eigenen Erfahrungen vom 06.08.2009 (und ohne die erst jetzt erfolgte Auswertung vom 19.10.2013) ging der Autor dieser Zeilen - möglicherweise irrtümlich - davon aus, dass ein noch früherer Nachweis nicht möglich sein würde.
Generell ist zu beachten, dass durch die extreme Erdnähe des Mondes während der Finsternis vom 28.09.2015 bereits bei einer vergleichsweisen geringen Halbschatten-Magnitude eine starke Annäherung des Mondes an den Kernschatten gegeben war. Dementsprechend war in den schattenzugewandten Bereichen des Mondes (links oben in den Fotos) schon etwa 15 Minuten nach Finsternisbeginn eine nennenswerte Abschwächung des Sonnenlichtes gegeben. Bei apogäumsnahen Mondfinsternisse ist dies nicht der Fall, weshalb zumindest bei jenen ein Nachweis des Halbschattens bei noch geringeren Magnituden schwierig sein dürfte.