Alles beweegt!

De aardbaan
De aarde beweegt om de zon, één rondje per jaar. Om die reden zien we de zon elke dag een stukje opschuiven tegen de achtergrond van de verre sterren, door de beroemde sterrenbeelden van de dierenriem. Maar… je ziet overdag helemaal geen sterren, op de zon na! Dat klopt, maar tijdens een zonsverduistering – of eclips – kun je wel de helderste sterren zien! Vandaar dat we die ‘zonsweg’ langs de sterrenhemel ook wel de ecliptica noemen. De meeste planeten bewegen in hetzelfde vlak, wat we het vlak van de ecliptica noemen. Dat vlak is handig als referentie: we geven de positie van planetoïden en andere kleinere objecten aan ten opzichte van dat vlak (zoveel graden erboven en eronder).
 
De maanbaan
De maan draait op haar beurt om de aarde, een maal per maand. Tijdens haar baan om de aarde zien we de maan steeds iets anders verlicht. We noemen dat de schijngestalten of fasen van de maan.
Als de maan in dezelfde richting staat als de zon is de verlichte helft van de maan naar de zon toegekeerd. We zien dan alleen de onverlichte, dus donkere kant van de maan. Of eigenlijk zien we de maan helemáál niet, want de zon is veel te helder. We noemen deze fase nieuwe maan. Zie de illustratie hiernaast.
Het lijkt of de maan in de volgende dagen aan de rechterkant aangroeit en we spreken daarom van wassende maan (wassen betekent aangroeien). De eerste dagen na nieuw maan zien we een smal strookje van de maan: de maansikkel.
Ongeveer een week na nieuwe maan heeft de maan een kwart van haar baan om de aarde afgelegd en wordt de rechterhelft van de maan verlicht. Deze ‘halve’ maan noemen we eerste kwartier. 
 
Wassen en afnemen
Zo’n twee weken na nieuwe maan staat de aarde tussen de maan en de zon in, waardoor de naar ons toe gerichte kant van de maan vol door de zon wordt verlicht: volle maan.
De maan lijkt hierna weer kleiner te worden, ook weer vanaf de rechterkant. We spreken nu van afnemende maan.
Ongeveer drie weken na nieuwe maan zien we de maan weer half verlicht, nu de linkerkant: het is laatste kwartier. Ten slotte wordt het na een week weer nieuwe maan, en zo gaat dat eeuwig door.
Een trucje om eerste en laatste kwartier te onderscheiden, is door een lijn te trekken langs de rechte kant van de vorm van de maan. Als je zo de letter ‘b’ kunt maken, is het eerste kwartier: de ‘b’ van het woordje ‘begin’. Kun je er een ‘d’ van maken, dan is het laatste kwartier (de laatste letter van ‘eind’).
Overigens is een ‘halve maan’ die je ‘s avonds ziet altijd in het eerste kwartier en een die je ’s morgens ziet altijd in het laatste kwartier.
 
Verduisteringen
 
In elkaars schaduw
Zons- en maansverduisteringen, of eclipsen, komen voor als de zon, de aarde en de maan op één lijn staan. We kunnen een totale zonsverduistering zien wanneer de zon geheel door de maan wordt bedekt, en een totale maansverduistering als de maan geheel in de schaduw van de aarde ‘verdwijnt’. Wel vreemd misschien dat de maan de zon kan bedekken, want de zon is 400 maal groter dan de maan; maar de maan staat toevallig ook (gemiddeld) 400 maal verder weg, op 384.400 km van de aarde. De maan staat regelmatig op haar grootste afstand tot de aarde, en dan kan de zon net niet helemaal verduisterd worden: we zien dan een ringvormige zonsverduistering! En als de zon, de aarde en de maan net niet goed uitgelijnd staan zie je een gedeeltelijke zonsverduistering (zie verder): dan zie je alleen een ‘hap uit de zon’.

Links: op deze afbeelding zie je hoe een zonsverduistering kan ontstaan, en waar je dan een totale en waar een gedeeltelijke verduistering kan zien.



Maar waarom hebben we niet elke maand een zons- en een maansverduistering? Nou, de aarde staat wat scheef in de ruimte, de aardas staat niet loodrecht op het vlak van de ecliptica, maar is 23,5° geheld. En ook de maanbaan is geheld, ten opzichte van de baan van de aarde om de zon: ruim 5°. Dat lijkt niet veel, maar we moeten de grootte en onderlinge afstanden weten om het te snappen. Tijd voor een schaalmodel!
 
Schaalmodel: Zon, Aarde en Maan
Als de aarde zo groot zou zijn als een gewone globe, van 30 cm. Dan zou de maan wat groter zijn dan een tennisbal (8 cm) en op 9,2 m van de aarde staan! De zon is dan… 33 m in diameter en staat op 3600 m afstand.
 
Knopen
De maanbaan snijdt het vlak van de ecliptica op twee punten, die we knopen noemen. In de dalende knoop duikt de maan van ‘boven’ (noorden) naar ‘beneden’ (zuiden) door het vlak. In de stijgende knoop stijgt de maan boven het vlak uit. De verbindingslijn tussen de knopen heet knopenlijn (zie plaatje hieronder).
Alleen als de maan in een van die twee knopen is, is zij óók precies in het vlak van de ecliptica. En alleen dan kunnen de maan, de aarde en de zon precies op één lijn staan (en kan er een totale verduistering optreden). Dat maakt de kans op een verduistering al een stuk kleiner. Eigenlijk is een totale maansverduistering dus de perfecte volle maan en een totale zonsverduistering de perfecte nieuwe maan!
 
Kegel
De schaduw van een object in de ruimte ziet eruit als een kegel, met de vorm van zo’n oranje pyloon die je bij wegwerkzaamheden ziet. Die schaduwkegel van de maan is vaak net lang genoeg om de aarde te bereiken, en je ziet die vanuit de ruimte als een ronde schaduw op de aarde (in 1999 was die schaduw maximaal 112 km in diameter).
Door de beweging van de maan om de aarde én de aswenteling van de aarde is een totale zonsverduistering een zeer kort fenomeen: 2 tot maximaal 7,5 minuten (dat laatste is superzeldzaam).
Zo wordt er een brede lijn ‘getekend’ op de aarde: de totaliteitszone. Alleen in die totaliteitszone zie je een totale zonsverduistering, wat de kans om een zonsverduistering te zien ook kleiner maakt. En ook al komen maansverduisteringen in feite minder voor dan zonsverduisteringen, een maansverduistering zie je overal waar de maan te zien is! Ook altijd leuk om te zien.
 
Gedeeltelijke zonsverduistering
Als je buiten die totaliteitszone bent, maar ook niet te ver ervandaan, kun je een gedeeltelijke zonsverduistering zien. Het wordt dan niet donker, zoals bij een totale verduistering, maar zie je hooguit een flinke ‘hap’ uit de zon. In Nederland en België zien we dat vaker, zoals op 21 juni 2020 en 10 juni 2021, en op 25 oktober 2022. Het is toch een heel mooie ervaring, dus mis het niet op 12 augustus 2026!


Links: op 10 juni 2021 gaf ik lesje over de zon en de maan en verduistering op een basisschool in Hoevelaken, waar mijn kleinkinderen op zaten. Er leuk om te zien hoe enthousiast die kids waren en hopelijk legt dat een zaadje voor later!