Maanfasen en maansverduisteringen

De maan verandert nooit van vorm. De helft ervan wordt altijd verlicht door de Zon; wat verandert is hoeveel van die verlichte helft naar jou toe gericht is. Zodra je ziet waarom, zijn eclipsen niet langer mysterieus en beginnen ze voorspelbaar te worden.

De helft van de maan is altijd in het zonlicht. De fasen zijn slechts ons standpunt.

Kijk.

De maan maakt niet zijn eigen licht. Het schijnt omdat het zonlicht erop valt. Op elk moment is de ene helft van de maan verlicht door de zon en de andere helft is donker, net zoals de aarde dag en nacht heeft.

Terwijl de maan om de aarde draait, zien we verschillende hoeveelheden van zijn zonverlichte helft:

• Nieuwe Maan: de maan staat tussen de aarde en de zon. De verlichte helft is van ons af, dus we kunnen het niet zien.
• Eerste kwart: we zien de helft van de schijf branden.
• De volle maanDe aarde bevindt zich tussen de zon en de maan. We zien de hele verlichte helft.
• Laatste kwart: weer half verlicht, de andere kant.

In de tool kijkt de linker foto van ver naar beneden op de Aarde en de Maan, met de Zon links. De rechter foto toont wat je vanaf de aarde ziet. Beweeg de schuifknop en zie hoe beide tegelijkertijd veranderen.

Soms staan de Zon, Aarde en Maan precies op één lijn:

• A-M_BAR_Spaans (Mexico) Zonsverduistering in Nederland Een maansverduistering gebeurt wanneer de schaduw van de Maan op de Aarde valt bij nieuwe Maan.
• Een lunar eclipse gebeurt wanneer de schaduw van de aarde op de maan valt bij volle maan.

Begrijp je?

De maan draait één keer om de aarde, gemeten tegen de sterren, in 27,3 dagen (de sterrenmaand). Maar de fasen herhalen zich elke 29,5 dagen (de synodische maand). Waarom het verschil? De maan draait om de aarde, terwijl de aarde ongeveer 1/12 van de weg rond de zon beweegt. De Maan heeft nog ongeveer twee dagen nodig om de nieuwe richting van de Zon in te halen.

De hoeveelheid licht die de maan opvangt hangt af van de hoek tussen de zon en de maan, de zogeheten “verlichte hoek”. Verlenging:

Verlenging	Fase	Geschreven fractie
0°	New Moon	0%
90°	First quarter	50%
180°	De volle maan	100%
270°	Het laatste kwartaal	50%

Als de Maan precies in hetzelfde vlak zou draaien als de Aarde om de Zon, dan zouden we elke nieuwe maan een zonsverduistering krijgen en elke volle maan een maansverduistering. Maar de baan van de Maan is ongeveer 5,1 graden gekanteld. Meestal gaat de Maan een beetje boven of onder de Zon-Aarde lijn, en er gebeurt niets.

De twee punten waar de baan van de Maan het baanvlak van de Aarde kruist worden genoemd knooppunten. Een maansverduistering kan alleen plaatsvinden wanneer een nieuwe of volle Maan dicht bij een knooppunt komt. Dit gebeurt elk jaar in twee “eclipsseizoenen”, ongeveer zes maanden uit elkaar.

Meester

De verlichte fractie k volgt uit de fasehoek i (de Zon-Maan-Aarde hoek):

k = (1 + cos i) / 2

Omdat de Zon ongeveer 390 keer verder weg is dan de Maan, i ≈ 180° − elongatie. De tool berekent i met de reeks van Meeus (Astronomical Algorithms, eq. 48,4), die de gemiddelde elongatie corrigeert voor de belangrijkste periodieke termen van de banen van de Maan en de Zon. Het plaatst nieuwe en volle manen binnen ongeveer een half uur van de exacte tijden, genoeg om te leren.

De synodische maand volgt uit de twee hoeksnelheden: 1/P_syn = 1/P_sid − 1/P_jaar = 1/27,3217 − 1/365,256, wat 29,531 dagen geeft.

Of een maansverduistering mogelijk is, hangt af van de positie van de Maan. Argument van breedtegraad F, de hoek van het oplopende knooppunt. Meeus geeft een snelle screeningregel: bij een nieuwe of volle Maan, als |sin F| > 0.36 (F meer dan ongeveer 21° van een knooppunt), is er geen eclips. De tool past precies deze test toe. Het is een noodzakelijke voorwaarde, geen voorspelling van het type eclips of waar deze zichtbaar zal zijn: daarvoor is de afstand tot de Maan nodig, de schaduwgeometrie van de Aarde en veel nauwkeurigere posities.

De knooppunten zijn niet vast. Ze drijven om de ecliptica heen één keer per 18,6 jaar, wat de reden is waarom de seizoenen van de zonsverduisteringen elk jaar ongeveer 19 dagen eerder aankomen en deels waarom de verduisteringen zich herhalen in het beroemde 18-jaarlijkse saros cyclus.