Сонячне затемнення трапляється, коли місяць проходить перед сонцем і кидає свою тінь десь на Землі. Шанси сонячного затемнення залежать від ряду факторів, пов’язаних з рухом цих трьох тіл. Відстежуючи цей складний рух, вчені можуть передбачити час, місце, тривалість і тип затемнення. Щороку відбувається від двох до п’яти сонячних затемнень.
Типи затемнень
Три основні типи сонячного затемнення - це повне, кільцеве та часткове. Повне затемнення відбувається, коли Місяць знаходиться поблизу Землі; його видимий диск на небі може перекрити весь диск сонця, коли він проходить перед ним. Кільцеве затемнення відбувається, коли Місяць знаходиться трохи далі від Землі, так що його видимий диск не покриває весь диск Сонця. Під час кільцевого затемнення ми все ще бачимо частину сонячного диска навколо місячного. Часткове затемнення відбувається, коли перед Сонцем проходить лише частина диска Місяця. Четвертий і рідкісний тип - це гібридне затемнення. Гібридне затемнення передбачає як повне, так і кільцеве затемнення.
Рух Місяця
Місяць, обертаючись навколо Землі, рухається по еліпсу. У будь-який момент він буде мінливо знаходитись ближче та далі від Землі. Найближча точка Місяця до Землі називається перигеєм. Його найдальший пункт - апогей. Ця зміна відстані впливає на тип затемнення, яке відбудеться, якщо воно відбудеться. У перигеї ми можемо побачити повне затемнення, оскільки місяць буде більшим на небі. В апогей ми можемо побачити кільцеве затемнення, оскільки місяць здається меншим.
Екліптика
Екліптика - це лінія на небі, яку проходять тіла нашої Сонячної системи. Ми бачимо, як сонце рухається по екліптиці. Шлях Місяця, однак, трохи похилий щодо екліптики. Це лише безпосередньо перед сонцем у двох точках, де його шлях перетинає екліптику. Це одна з причин, чому ми не бачимо сонячного затемнення кожного нового місяця.
Рух Землі
Земля так само обертається навколо Сонця в еліпсі, тому сонячний диск на небі також змінюється за розміром. Коли Земля найближча до Сонця, Земля знаходиться в перигелії. Коли Земля знаходиться найдальше від Сонця, Земля знаходиться в афелії. У перигелії ми, швидше за все, будемо свідками кільцевого затемнення. В афелії ми могли б побачити повне затемнення.
Цикли затемнення та передбачення
Оскільки всі ці тіла рухаються регулярно, вчені можуть побудувати циклічний календар затемнення. Трьома визначальними факторами цього циклу є час між молодиками, час між перигеями та час між моментами, коли Місяць перетинає екліптику. Всі ці три інтервали вирівнюються кожні 18 років, 11 місяців і 8 годин. Цей кругообіг часу називається Саросом. Кожен Сарос триває приблизно від 12 до 13 століть і виробляє від 69 до 86 затемнень різного типу. Як правило, одночасно діє близько 40 активних циклів Сароса, що означає щонайменше два сонячні затемнення на рік. За рік може статися щонайбільше п’ять сонячних затемнень, хоча це досить рідко.