Слънчевото затъмнение възниква, когато Луната закрива от земния наблюдател Слънцето изцяло или частично. Сянката на Луната преминава по планетата, нейният диаметър не превишава 270 километра, затова затъмнението се наблюдава само в тясна ивица на нейния път.
Слънчевото затъмнение е възможно само на новолуние, когато Луната се намира между Земята и Слънцето. Затъмненията биват пълни, частични, пръстеновидни и хибридни.
Слънчевото затъмнение е резултат от действието на небесната механика и времето. Тъй като Луната се е образувала преди 4,5 млрд. годни, тя постепенно се отдалечава от Земята с 3,78 см на година. Сега тя се намира на идеалното разстояние, за да съответства изцяло на размера на Слънцето за земния наблюдател и да го закрива изцяло.
Последното пълно слънчево затъмнение беше на 20 март 2015 година, а следващото е на 9 март 2016 г. Луната ще бъде близка до своя перигей, благодарение на което пълната фаза ще продължи повече от 4 минути. Затъмнението ще започне над Индийския океан, след това ще могат да го наблюдават над Тихия океан, а краят му ще бъде северно от Хавайските острови.
Затъмнението няма да може да се наблюдава от територията на България, тъй като у нас тогава ще бъде нощ.
Голяма част от пътя на лунната сянка ще премине над акваторията. Частично слънчево затъмнение ще наблюдават в Южна и Източна Азия, Северна и Западна Австралия, а също и голяма част от акваторията на Тихия океан.
В първия есенен месец – на 1 септември, ще има пръстеновидно слънчево затъмнение, което ще се наблюдава на голяма част от Африка, южната част на Арабския полуостров и голяма част от акваторията на Индийския океан. Максималната фаза ще бъде над Антарктида.
Пълното слънчево затъмнение може да се нарече щастлива случайност на природата. Диаметърът на Слънцето (около 1 392 000 км) е 400 пъти по-голям от диаметъра на Луната (3476 км). Но Луната също така е 400 пъти по-близо до Земята от нашата звезда (съотношението варира, тъй като орбитите са елиптични). В резултат, когато се пресичат орбиталните плоскости и се достигне определено разстояние, Луната във фаза новолуние може изцяло да блокира Слънцето, което се случва приблизително веднъж на 18 месеца.
Интересно е, че има два типа сянка – умбра и пенумбра. Например простиращата се в космическото пространство конусовидна сянка на Земята има две части – светлата външна част се явява полусянка (пенумбра), а също и вътрешна пълна сянка (умбра. По време на пълно слънчево затъмнение Луната хвърля своята умбра върху земната повърхност.
В краткия период на пълната фаза, когато Слънцето изцяло е закрито от Луната, се появява красива корона – външните слоеве на слънчевата атмосфера. Тази фаза може да продължи до 7 минути и 31 секунди, макар че повечето пълни затъмнения обикновено са много по-кратки.
Частично слънчево затъмнение протича, когато само полусянката (пенумбра) преминава над нас. В тези случаи слънчевият диск винаги остава в полезрението по време на затъмнение. Доколко ще бъде закрит слънчевият диск, зависи от конкретни обстоятелства.
Обикновено полусянката се плъзва по планетата в регионите на полярните области, но в такива случаи дори в местата, отдалечени от полюсите, намиращи се в зоната на преминаване на полусянката, може да се види само как Луната е закрила известна част от Слънцето.
Друг сценарий предполага, че ако наблюдателят се намира в пределите на 3000 км от пътя на преминаването на сянката при пълно затъмнение, той ще види частично затъмнение. Колкото по-близко е наблюдателят до пътя на сянката, толкова по-голямо покритие на слънчевия диск от Луната ще види той.
Пръстеновидното затъмнение е вид частично затъмнение, а не пълно. Неговата максимална продължителност е 12 минути и 30 секунди. Макар че Луната се намира пред Слънцето, нейният диск е прекалено малък, за да го закрие напълно. Тъй като орбитата на Луната е елиптична, нейното разстояние от Земята може да варира от 355 000 км до 405 000 км.
Но тъмният конус на Луната – умбра – може да се простира не по-далече от 378 000 км, което е по-малко от средното разстояние между Луната и Земята. Затова, ако Луната е разположена по-далече, върхът на конуса на умбра не достига Земята. По време на такова затъмнение – антумбра, теоретично продължение на умбра достига повърхността и всеки, който се намира в това поле, може да види „огнен пръстен“ около Луната.
Хибридни затъмнения възникват, когато разстоянието от Луната до Земята е пределно за достигането на умбра до повърхността на планетата. Хибридните затъмнения също така се наричат пръстеновидно-пълни. Върхът на конуса на сянката при затъмнението пресича земната повърхност на централната линия на затъмнението.
В такъв момент протича и изменение на характера на затъмнението от пълно на пръстеновидно или обратно. В повечето случаи тези затъмнения започват като пръстеновидни, след това преминават в пълни, а после се връщат към пръстеновидни.
От всички затъмнения 28% се явяват пълни, 35% – частични, 32% – пръстеновидни, и едва 5% – хибридни.
