Eine Sonnenfinsternis tritt auf, wenn der Mond zwischen Erde und Sonne hindurchgeht und die Sicht auf den Stern entweder teilweise oder vollständig verdeckt. Während einer totalen Sonnenfinsternis, wenn die Sonne vollständig ausgelöscht zu sein scheint, wirft der Mond zwei Arten von Schatten auf die Erdoberfläche. Der hellere der beiden, der „Halbschatten“, ist ein trichterförmiger Schatten, in dessen Fußabdruck die Sonne nur teilweise verdeckt erscheint – während Betrachter im schlankeren „Umbra“ die Gesamtheit der Sonnenfinsternis sehen würden. Wenn man den Planeten als Ganzes betrachtet, gibt es in der Regel zwei bis fünf Sonnenfinsternisse pro Jahr und eine totale Sonnenfinsternis etwa alle 18 Monate – aber nur eine alle 400 Jahre für einen bestimmten Ort auf der Erde. Die neue totale Sonnenfinsternis in Großbritannien findet am 23. September 2090 statt.
In ihrer Studie haben der Informationswissenschaftler Koji Murata von der Universität Tsukuba und seine Kollegen Aufzeichnungen aus dem byzantinischen oder oströmischen Reich durchforstet.
Sie suchten nach Beschreibungen von Sonnenfinsternissen, die zwischen dem 4. und 7. Jahrhundert im östlichen Mittelmeerraum beobachtet wurden.
Das Team erklärte, dass dies ein Zeitraum ist, aus dem zuvor identifizierte Sonnenfinsternis-Aufzeichnungen besonders selten sind
Die Aufgabe, die richtigen Zeiten, Orte und Ausmaße historischer Sonnenfinsternisse zu identifizieren, erfordert akribische Detektivarbeit, erklärten die Forscher, da die Personen der Antike, die die Aufzeichnungen machten, oft Informationen ausließen, die moderne Astronomen als Schlüssel ansehen würden.
Prof. Murata sagte: „Obwohl originale Augenzeugenberichte aus dieser Zeit größtenteils verloren gegangen sind, liefern Zitate, Übersetzungen usw., die von späteren Generationen aufgezeichnet wurden, wertvolle Informationen.
„Zusätzlich zu zuverlässigen Standort- und Zeitinformationen brauchten wir eine Bestätigung der Totalität der Sonnenfinsternis: tagsüber Dunkelheit in dem Ausmaß, in dem Sterne am Himmel erschienen.
„Wir konnten die wahrscheinlichen Zeiten und Orte von fünf totalen Sonnenfinsternissen aus dem 4. bis 7. Jahrhundert im östlichen Mittelmeerraum identifizieren.“
Die Ereignisse, fügte er hinzu, ereigneten sich in den Jahren 346, 418, 484, 601 und 693 n. Chr.
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Die Schlüsselvariable, die die neuen Daten beleuchten, ist als „ΔT“ bekannt – die Differenz zwischen der Zeit, die gemäß der Erdrotation gemessen wird, und der Zeit, die von der Erdrotation unabhängig ist, also dem 86.400 Sekunden langen Tag von Internationale Atomzeit.
Beispielsweise lag ΔT im Jahr 1902 bei etwa Null, aber im Jahr 2002 hatte es etwa 64 Sekunden erreicht – was bedeutet, dass die „täglichen“ Rotationen der Erde in diesem Jahrhundert 64 Sekunden länger dauerten als die gleiche Anzahl von Tagen der Atomzeit.
Variationen in ΔT spiegeln langfristige Variationen in der tatsächlichen Länge eines Tages auf der Erde wider.
Das Team nahm beispielsweise die Sonnenfinsternis vom 19. Juli 418 n. Chr. als Fallstudie und fand einen historischen Text, der besagte, dass das Ereignis in Konstantinopel sichtbar war und so abgeschlossen war, dass Sterne am Tageshimmel sichtbar waren.
Frühere Modelle für ΔT zu dieser Zeit hätten die Stadt jedoch außerhalb des Pfades der Totalität für diese Sonnenfinsternis platziert – das heißt, den Bereich, in dem eine totale Sonnenfinsternis sichtbar gewesen wäre – und so haben die historischen Daten gezeigt, dass das Modell benötigt an diese neuen Informationen angepasst werden.
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Dr. Murata sagte: „Unsere neuen ΔT-Daten füllen eine beträchtliche Lücke und weisen darauf hin, dass die ΔT-Marge für das 5. Jahrhundert nach oben korrigiert werden sollte.“
Im Gegensatz dazu fügte er hinzu: „Die für das 6. und 7. Jahrhundert sollten nach unten korrigiert werden.“
Die Ergebnisse der Studie, fügte das Team hinzu, werden dazu beitragen, die Untersuchung anderer Phänomene zu verfeinern, die von der historischen Zeit abweichen, wie Meeresspiegel- und Eisvolumenfluss.
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Publications of the Astronomical Society of the Pacific veröffentlicht.