Apenas uma pequena porcentagem da humanidade observa o sol desaparecendo atrás da sombra da lua durante um eclipse solar total. Isso ocorre porque a umbra da lua, a parte mais escura de sua sombra, segue um caminho extremamente longo, mas estreito, sobre a superfície da Terra. Conforme a lua passa pelo sol, a umbra viaja rapidamente para o leste, então os poucos observadores sortudos têm apenas alguns minutos para observar o eclipse total.
Princípios básicos do eclipse solar
Um eclipse solar só é possível durante a lua nova, quando a lua está do mesmo lado da terra que o sol. Um eclipse não acontece a cada lua nova, no entanto, porque a órbita da lua é inclinada em relação à eclíptica - o plano da órbita da Terra em torno do sol. A lua nova deve estar cruzando a eclíptica, ou pelo menos estar muito perto dela. Quando isso acontece, sua sombra, ou umbra, cruza a Terra e a escuridão desce sobre os lugares dentro dela. As pessoas fora da umbra estão na penumbra e verão um eclipse parcial.
Eclipses anulares
Uma outra condição deve ser satisfeita para que os observadores na Terra testemunhem um eclipse solar total. A lua deve estar perto o suficiente. Por causa de sua órbita elíptica, a distância da lua da terra varia e, quando está mais distante, seu tamanho aparente é muito pequeno para bloquear o sol. Todo o disco da lua é visível através da face do sol durante um eclipse anular, mas permanece uma faixa espessa de luz do sol em torno de seu perímetro. Não há umbra na Terra durante um eclipse anular. Observadores na antumbra, que é a umbra parcialmente iluminada produzida durante esse tipo de eclipse, veem uma espécie de crepúsculo fantasmagórico em vez de escuridão noturna.
O tamanho da Umbra
Os eclipses solares são tão espetaculares na Terra porque os tamanhos aparentes da lua e do sol são os mesmos. Esta é uma feliz coincidência - o sol é 400 vezes maior que a lua e está 400 vezes mais distante. Como o sol é muito maior do que a lua, no entanto, a sombra da lua parece muito menor na Terra que a própria lua. Isso porque a luz do sol está incidindo em um ângulo do disco solar muito maior. A umbra forma um cone que se estreita para uma largura de 100 milhas quando chega à Terra.
O Movimento da Umbra
Durante um eclipse solar, a umbra ou antumbra viaja para o leste a uma velocidade de quase 1.100 mph, que é a diferença entre a velocidade orbital da lua e a velocidade de rotação da Terra. Esse caminho tem normalmente cerca de 16 mil quilômetros de extensão, e nem todos ao longo dele veem a mesma coisa. Em particular, durante um eclipse híbrido, algumas pessoas podem observar a totalidade enquanto outras observam um eclipse anular. Esse fenômeno é causado pela curvatura da Terra e só pode acontecer quando a Lua está na distância certa da Terra para fazer a diferença.