Slechts een klein percentage van de mensheid ziet de zon verdwijnen achter de schaduw van de maan tijdens een totale zonsverduistering. Dit komt omdat de umbra van de maan, het donkerste deel van zijn schaduw, een extreem lang maar smal pad volgt over het aardoppervlak. Terwijl de maan de zon passeert, reist de umbra snel naar het oosten, dus de weinige gelukkige waarnemers hebben maar een paar minuten om de totale zonsverduistering waar te nemen.
Basisprincipes van zonsverduistering
Een zonsverduistering is alleen mogelijk tijdens nieuwe maan, wanneer de maan aan dezelfde kant van de aarde staat als de zon. Een zonsverduistering vindt echter niet elke nieuwe maan plaats, omdat de baan van de maan gekanteld is ten opzichte van de ecliptica - het vlak van de baan van de aarde rond de zon. De nieuwe maan moet de ecliptica kruisen, of er in ieder geval heel dichtbij zijn. Wanneer dit gebeurt, snijdt zijn schaduw, of umbra, de aarde, en duisternis daalt neer op die plaatsen erin. Mensen net buiten de umbra bevinden zich in de halfschaduw en zullen een gedeeltelijke zonsverduistering zien.
Ringvormige verduisteringen
Om getuige te zijn van een totale zonsverduistering moet aan een andere voorwaarde worden voldaan. De maan moet dichtbij genoeg zijn. Vanwege zijn elliptische baan varieert de afstand van de maan tot de aarde, en wanneer hij het verst is, is zijn schijnbare grootte te klein om de zon te blokkeren. De hele schijf van de maan is zichtbaar over het gezicht van de zon tijdens een ringvormige zonsverduistering, maar er blijft een dikke band van zonlicht rond de omtrek. Er is geen umbra op aarde tijdens een ringvormige zonsverduistering. Waarnemers in de antumbra, de gedeeltelijk verlichte umbra die tijdens dit type zonsverduistering wordt geproduceerd, zien een soort spookachtige schemering in plaats van nachtachtige duisternis.
De grootte van de Umbra
Zonsverduisteringen zijn zo spectaculair op aarde omdat de schijnbare afmetingen van de maan en de zon hetzelfde zijn. Dit is een gelukkig toeval - de zon is 400 keer groter dan de maan en staat toevallig 400 keer verder weg. Omdat de zon echter zoveel groter is dan de maan, lijkt de schaduw van de maan op aarde veel kleiner dan de maan zelf. Dat komt omdat zonlicht schuin op de veel grotere schijf van de zon valt. De umbra vormt een kegel die versmalt tot een breedte van 100 mijl tegen de tijd dat deze de aarde bereikt.
De beweging van de Umbra
Tijdens een zonsverduistering reist de umbra of antumbra naar het oosten met een snelheid van bijna 1100 mph, wat het verschil is tussen de baansnelheid van de maan en de rotatiesnelheid van de aarde. Dit pad is meestal ongeveer 10.000 mijl lang en niet iedereen ziet hetzelfde. In het bijzonder kunnen sommige mensen tijdens een hybride zonsverduistering de totaliteit waarnemen, terwijl anderen een ringvormige zonsverduistering waarnemen. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door de kromming van de aarde en kan alleen optreden als de maan op precies de juiste afstand van de aarde staat om een verschil te maken.
